大口径超高温蝶阀的研制

                                  1 概述

                                 

                              大口径超高温蝶阀用于催化裂化装置能量烟气回收统,装置的正常操作温度680℃,允许最高连续使用温度720℃,最高超温800℃,输送含有催化剂颗粒再生烟气介质。由于介质对阀门冲刷强烈,为防止阀体壁厚因冲刷减薄而失效,阀体内大面积堆焊硬质合金,阀体极易产生变形和开裂,堆焊难度较大。因为系统温度较高,金属材料在高温中性能急剧下降,阀门应选用耐高温材料。为防止阀门泄漏超标,引起系统烟机不能正常停车,从而造成重大事故,对阀门密封结构零件加工精度要求较高。

                                  2 结构特点

                                 

                              大口径超高温蝶阀阀体由钢和锻件焊接而成。阀杆为整体锻件结构,由外部座支撑,并通过二端销连接带动阀瓣动。2个半圆阀座前后错开,阀瓣呈对称式分布,结合对称式流线形结构的阀瓣,使阀门具有良好的流通性能。3组填料密封,外加密封剂和吹扫二道辅助密封组成了高可靠性阀杆填料密封系统(图1)。

                                  3 设计依据

                                  3.1 使用工况

                                  工作压力 0.199MPa

                                  操作温度 680℃

                                  使用温度 720℃(连续工作最高温度)

                                  最高超温 800℃(<15min,每年少于6次)

                                 

输送介质 含有催化剂颗粒的再生烟气(最大颗粒直径为9.6μm,烟气中催化剂密度<200g/m3

                                  烟气流量 67kg/s(最大)

                                  介质流向 

                                  烟气分子量 29.1

                                  3.2 设计参数

                                  烟气流量 63kg/s(标准

                                  设计压力 0.259MPa

                                  设计温度 704℃

                                  设计压差 0.152MPa

                                  腐蚀裕度 3.2mm

                                  阀体直径 1219mm(48in.内径)

                                  流通面积 7503cm2(全开启)

                                  全开Cv 42800

                                  泄漏率 最大流量的0.67%(Cvmax值的0.16%)

                                  4 研制

                                                             

                                 

                              根据使用工况和设计参数要求,阀门研制的关键技术为正确选用主体材料、计算阀体最小壁厚、设计密封副结构和阀杆填料密封系统。

                                  4.1 主体材料选用

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