高溫電動(dòng)蝶閥用于催化裂化裝置能量煙氣回收系統(tǒng),裝置的正常操作溫度680℃,允許最高連續(xù)使用溫度720℃,最高超溫800℃,輸送含有催化劑顆粒的再生煙氣介質(zhì)。多儀閥門(mén)生產(chǎn)的電動(dòng)高溫蝶閥閥體由鋼板和鍛件法蘭焊接而成。閥桿為整體鍛件結(jié)構(gòu),由外部軸承座支撐,并通過(guò)二端銷(xiāo)連接帶動(dòng)閥瓣轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　高溫電動(dòng)蝶閥為了滿足高溫的要求，必需要滿足以下幾方面的要求：

　　1、閥體材料

　　閥門(mén)設(shè)計(jì)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為ASMEB16134。按該標(biāo)準(zhǔn)中的壓力-溫度表計(jì)算得到的閥門(mén)常溫下的壓力等級(jí)數(shù),就是設(shè)計(jì)基準(zhǔn),并以此來(lái)計(jì)算最小壁厚。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,閥體材料也選ASMEB16134標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的材料,并且材料的適用溫度高于閥門(mén)工況最高溫度。經(jīng)過(guò)查閱了大量國(guó)內(nèi)外類(lèi)似工況的閥門(mén)設(shè)備材料使用情況,結(jié)合對(duì)高溫材料的使用經(jīng)驗(yàn),選擇了性價(jià)比較高的304H作為閥體材料。此材料可減小蠕變對(duì)材料的影響。

　　2、閥桿材料

　　根據(jù)高溫強(qiáng)度估算,奧氏體鋼在704℃的高溫工況下,強(qiáng)度降低6415%以上,如果采用加大閥桿直徑提高其強(qiáng)度的方法,則超出閥門(mén)結(jié)構(gòu)要求,因此奧氏體鋼不適宜做閥桿材料。lnconelX-750在704℃的高溫工況時(shí),強(qiáng)度降低4113%,但強(qiáng)度值還很大(表1)。根據(jù)屈服強(qiáng)度,并考慮持久強(qiáng)度計(jì)算得到的閥桿直徑,符合閥門(mén)結(jié)構(gòu)要求,因此閥桿材料選用lnconelX-750。

　　3、閥體最小壁厚計(jì)算是為了保證閥門(mén)的壓力邊界完整。最小壁厚采用規(guī)則法計(jì)算,計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)按ASMEB16134,在選擇壓力-溫度額定值時(shí),有2種磅級(jí)選擇法。一種是選擇標(biāo)準(zhǔn)磅級(jí),計(jì)算得到的最小壁厚比較大,比較安全。另一種是選擇特殊磅級(jí),計(jì)算得到的最小壁厚比標(biāo)準(zhǔn)磅級(jí)小,但無(wú)損檢測(cè)要求較嚴(yán)。根據(jù)高溫工況的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),選擇了這二種磅級(jí)的組合形式,即在計(jì)算最小壁厚的壓力-溫度額定值時(shí),選用標(biāo)準(zhǔn)磅級(jí),而閥體的無(wú)損檢測(cè)要求按特殊磅級(jí)。

　　閥門(mén)泄漏率要求為最大流量的0167%,當(dāng)泄漏超標(biāo)就會(huì)引起系統(tǒng)煙機(jī)不能正常停車(chē),從而造成重大事故。普通煙氣蝶閥閥體通道內(nèi)沒(méi)有閥座,閥瓣僅起調(diào)節(jié)煙氣介質(zhì)流量的作用,不起密封作用(圖2)。根據(jù)性能要求,大口徑高溫蝶閥設(shè)有閥瓣和閥座密封副,對(duì)閥門(mén)的流通性能、密封可靠性和啟閉力矩3個(gè)方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究。首先按常規(guī)蝶閥設(shè)計(jì)了密封副(圖3),此形式密封可靠,雖然閥瓣旋轉(zhuǎn)中心與密封面存在偏心力矩,使啟閉力矩增大,但經(jīng)過(guò)計(jì)算,力矩也在可以接受的范圍之內(nèi)。

　　此結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是流通性能差,不能滿足全開(kāi)截面積的設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過(guò)反復(fù)設(shè)計(jì)、修改和計(jì)算,完成了對(duì)開(kāi)式閥座密封副設(shè)計(jì)(圖4),該閥座是2個(gè)半圓閥座,它們前后錯(cuò)開(kāi)與閥瓣呈對(duì)稱(chēng)式分布,使得閥瓣能夠設(shè)計(jì)成對(duì)稱(chēng)式流線形結(jié)構(gòu),使閥門(mén)具有良好的流通性能,從而滿足了全開(kāi)截面積要求和全開(kāi)Cv值要求。由于閥瓣結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng),所以啟閉力矩較小。雖然其密封面某一處可能有泄漏現(xiàn)象,但只要合理控制閥瓣和閥座的尺寸精度、形位公差和二者之間的裝配誤差,就能有效控制泄漏率在合格范圍之內(nèi)。

　　4、高溫填料填料選用柔性石墨。其在空氣中氧化溫度為450℃,并在此溫度下每24h后質(zhì)量減輕1%。溫度越高,質(zhì)量減輕得越多,氧化現(xiàn)象越嚴(yán)重。柔性石墨填料最高使用溫度為650℃,且僅用于非氧化介質(zhì)?？紤]到填料在填料函內(nèi)處于壓緊密封狀態(tài),只有一部分與空氣接觸,有資料介紹處于這種狀態(tài)的填料使用溫度可達(dá)816℃。