Q971F電動(dòng)對(duì)夾式球閥工作原理：電動(dòng)對(duì)夾球閥采用一體化結(jié)構(gòu)，與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相配，有輸入控制信號(hào)（4-20mADC或1-5VDC）及單相電源即可控制運(yùn)轉(zhuǎn)，具有功能強(qiáng)、體積小、輕便宜人、性能可靠、配套簡(jiǎn)單、流通能力大、適合于多種場(chǎng)合。目前該閥廣泛應(yīng)用于食品、環(huán)保、輕工、石油、造紙、化工、教學(xué)和科研設(shè)備、電力等行業(yè)的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中。上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調(diào)式減壓閥,自力式減壓閥電動(dòng)對(duì)夾式球閥產(chǎn)品特點(diǎn)：介紹了高溫閥門的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，指出了閥門采用汽封防結(jié)焦使蒸汽消耗量大以及由此產(chǎn)生的污水較多的問(wèn)題。根據(jù)焦化裝置的工藝特點(diǎn)，提出了將高溫閥門蒸汽汽封改為富氣氣封的方案，并進(jìn)行了工藝分析和試驗(yàn)。1、概述某2.4Mt/a 延遲焦化裝置采用兩爐四塔工藝，正常生產(chǎn)24h 生焦。裝置上共有16 臺(tái)高溫閥門，其介質(zhì)為渣油或油氣，操作溫度約500℃，介質(zhì)容易結(jié)焦，為防止介質(zhì)結(jié)焦影響閥門開關(guān)，每個(gè)閥門都有蒸汽汽封線，通過(guò)在波紋管內(nèi)外腔、閥腔和填料等部位連續(xù)注入1. 0MPa 蒸汽防止結(jié)焦。這16 臺(tái)高溫閥門總的汽封蒸汽消耗量在1. 0MPa 時(shí)約為6t /h，這些蒸汽進(jìn)入閥體后將轉(zhuǎn)化為含硫污水，不但能耗高，而且增加下游污水處理場(chǎng)的負(fù)荷。2、高溫閥門高溫閥門(表1) 安裝在焦化裝置焦炭塔的進(jìn)料線和油氣線上。2.1、進(jìn)料隔斷閥進(jìn)料隔斷閥( 圖1) 采用VELAN 球閥，其有4個(gè)汽封蒸汽注入點(diǎn)，即閥腔、填料箱、波紋管內(nèi)外腔。在閥門全開或全關(guān)時(shí)，閥腔、填料箱以及波紋管外腔部位注入汽封蒸汽后在球體、閥座及填料間形成了密閉的高壓空間，在球體和閥座緊密貼合時(shí)不消耗蒸汽，但隨著閥門多次開關(guān)使用，球體和閥座之間有輕微磨損，蒸汽會(huì)少量泄漏。填料是非金屬材料，密封較嚴(yán)密，其汽封管路溫度較低，泄漏量較少。閥腔和波紋管外腔的汽封管路溫度較高，泄漏量較多。波紋管內(nèi)腔注入汽封蒸汽后，在閥門全開時(shí)不能形成密閉空間，只是通過(guò)蒸汽連續(xù)不斷的進(jìn)入高溫渣油中來(lái)阻止高溫渣油串入到波紋管內(nèi)腔，從而防止波紋管內(nèi)腔結(jié)焦，使閥門開關(guān)靈活不卡塞。在閥門全關(guān)時(shí)，汽封蒸汽進(jìn)入波紋管內(nèi)腔后能在進(jìn)料隔斷閥與四通閥之間的管路形成密閉的高壓空間，實(shí)際也會(huì)有少量蒸汽泄漏。表1 焦化高溫閥門焦化裝置高溫閥門防結(jié)焦研究在閥門開關(guān)過(guò)程中，閥腔和波紋管外腔的密閉空間被打破，此時(shí)會(huì)消耗大量蒸汽。為節(jié)約蒸汽消耗，在每根汽封線上都安裝有孔板。汽封蒸汽耗量主要與蒸汽壓力、蒸汽溫度和孔板孔徑有關(guān)，過(guò)熱50℃的1.0MPa 蒸汽經(jīng)過(guò)3/16 in. 和1 /4 in. 孔徑孔板的流量分別為195kg /h 和340kg /h( 表2) 。每臺(tái)進(jìn)料隔斷閥的汽封蒸汽耗量為*大約740kg /h，持續(xù)時(shí)間約30s。由于進(jìn)料隔斷閥在每個(gè)48h 生產(chǎn)周期內(nèi)，在大吹汽、除焦等階段的全關(guān)期間有17.5h的時(shí)間是停用汽封蒸汽的，所以平均每臺(tái)閥門的汽封蒸汽耗量約174kg /h。在延遲焦化裝置高溫、介質(zhì)具有磨損與腐蝕性、粘結(jié)性和溫度交變的苛刻工況條件下，焦炭塔底進(jìn)料管線和焦炭塔頂大油氣線均通過(guò)高溫防結(jié)焦球閥來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制，目前該閥門大多依賴進(jìn)口。結(jié)合延遲焦化裝置對(duì)高溫防結(jié)焦球閥的工況要求，從閥門設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、高溫?zé)釕B(tài)試驗(yàn)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇和工業(yè)應(yīng)用等方面進(jìn)行分析，闡述了所開發(fā)的高溫防結(jié)焦球閥能夠滿足延遲焦化裝置工況要求，通過(guò)工業(yè)應(yīng)用驗(yàn)證了產(chǎn)品的安全可靠性，可以實(shí)現(xiàn)替代進(jìn)口。延遲焦化裝置在煉油廠中的操作條件非常惡劣，原料通常來(lái)自常減壓裝置的減壓渣油、渣油罐區(qū)的原油、催化裝置的催化油漿、污油罐區(qū)的污油和乙烯裝置裂解焦油，通過(guò)加熱爐加熱到一定的溫度(大約500℃)后進(jìn)入焦炭塔，在塔內(nèi)適宜的溫度、壓力條件下發(fā)生裂解、縮合、餾分等一系列化學(xué)反應(yīng)，*終生成氣體、汽油、柴油、蠟油、循環(huán)油組分及焦炭等產(chǎn)品。在每個(gè)焦炭塔中，一般通過(guò)8-12個(gè)關(guān)鍵閥門，來(lái)控制所輸送的蒸汽、水、油漿、烴類或者調(diào)節(jié)管線流量。由于渣油粘度大溫度高、開關(guān)頻繁，因此需要采用高性能的閥門以保證延遲焦化裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。中國(guó)的延遲焦化裝置已經(jīng)超過(guò)100套，并呈現(xiàn)大型化趨勢(shì)，閥門所處的工況環(huán)境不僅口徑增大，操作溫度和操作壓力也在不斷提升。延遲焦化裝置的苛刻工況是：1)高溫：焦炭塔底進(jìn)料管線溫度高達(dá)495-510℃，焦炭塔頂大油氣線溫度在420-460℃;在如此高溫的條件下，閥門材料受熱膨脹，易出現(xiàn)扭矩異常加大或高溫“抱死”現(xiàn)象。2)含焦粉或含硫介質(zhì)：含焦粉介質(zhì)容易使閥門在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中造成密封面拉傷或磨損;焦炭中殘留的硫與水結(jié)合后具有腐蝕性，閥門密封面易出現(xiàn)點(diǎn)腐蝕，從而影響閥門密封性能。3)溫度交變：在生焦和除焦過(guò)程中，過(guò)程溫度會(huì)經(jīng)歷從常溫到500℃高溫的周期性變化，閥門頻繁開關(guān)，容易出現(xiàn)介質(zhì)泄漏現(xiàn)象，并可能造成引起著火，危及裝置安全。4)渣油粘度大：由于渣油粘度非常大，容易在閥座、球體、閥軸等部位結(jié)焦或積碳，導(dǎo)致閥門動(dòng)作困難或密封失效。焦化裝置高溫閥門防結(jié)焦研究高溫防結(jié)焦球閥的高溫?zé)釕B(tài)試驗(yàn)為確保提供在延遲焦化裝置上的高溫防結(jié)焦球閥的安全可靠性，除對(duì)高溫防結(jié)焦球閥按照API598標(biāo)準(zhǔn)所有常規(guī)檢查后，包括殼體強(qiáng)度試驗(yàn)和密封性能試驗(yàn)之外。每一臺(tái)高溫防結(jié)焦球閥均應(yīng)在工廠內(nèi)進(jìn)行高溫?zé)釕B(tài)試驗(yàn)，通過(guò)盡可能模擬防結(jié)焦球閥的實(shí)際工況，檢驗(yàn)閥門在高溫下的開關(guān)動(dòng)作、吹掃功能、涂層性能，確保閥門在延遲焦化高溫工況下的可靠性。 高溫防結(jié)焦球閥使用3年后下線維護(hù)圖片圖3 高溫防結(jié)焦球閥使用3年后下線維護(hù)3、工業(yè)應(yīng)用如圖2(a)和圖3所示，上述所開發(fā)的高溫防結(jié)焦球閥通過(guò)工業(yè)實(shí)際應(yīng)用，證明其能滿足延遲焦化裝置工況要求，產(chǎn)品安全可靠，并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，在延遲焦化裝置中與國(guó)外品牌相比具有較高的競(jìng)爭(zhēng)力，可實(shí)現(xiàn)替代進(jìn)口。圖1 進(jìn)料隔斷閥表2 進(jìn)料隔斷閥汽封配置焦化裝置高溫閥門防結(jié)焦研究3、結(jié)語(yǔ)閥門蒸汽汽封改富氣氣封后，既不會(huì)對(duì)閥門的使用造成影響，也不會(huì)對(duì)生產(chǎn)工藝造成較大影響。經(jīng)實(shí)際使用油氣隔斷閥的檢驗(yàn)，效果良好，同類裝置也可以借鑒。1、該薄型球閥是吸收意大利技術(shù)并經(jīng)國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)而發(fā)展出來(lái)的新型超短法蘭距球閥。2、它采用直連方式執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，具有結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量輕、摩擦阻力小、回差小、動(dòng)作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)Q971F電動(dòng)對(duì)夾式球閥執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)1、設(shè)計(jì)與制造：GB12237-89、API608、API 6D、JPI 7S-48、BS5351、DIN3357。2、法蘭尺寸：JB/T74～90（JB74～90）、GB9112～9131、HGJ44～76、SH3406、ANSI B16.5、JIS B2212～2214、NF E29-211、DIN2543。3、結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度：GB12221-89、ANSI B16.10、JIS B2002、NF E29-305、DIN3202。4、檢驗(yàn)主試驗(yàn)：JB/T 9092、API 598。Q971F電動(dòng)對(duì)夾式球閥主要技術(shù)參數(shù)CH系列執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)參數(shù) 閥體參數(shù)電源 AC200/220V，50/60Hz 公稱通徑 DN10～150mm輸出力矩 50N·M～2000N·M 公稱壓力 PN1.6 2.5 4.0 6.4 31.5MPa（定制）動(dòng)作范圍 0～90° 0～360° 泄漏量 軟密封:零泄漏 硬密封:≤額定流量的10-5動(dòng)作時(shí)間 15秒/30秒/60秒 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 可另配PSQ、HQ、UNIC、361RS等系列電子式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)保護(hù)裝置 過(guò)熱保護(hù) 流量特性 快開特性環(huán)境溫度 -30°～60° 可調(diào)范圍 DN10-80 DN100-150250:1 350:1手動(dòng)操作 同附帶手柄操作 基本誤差 ±1%限位 電氣、機(jī)械二重限位 死區(qū) ≤1%防護(hù)等級(jí) 相當(dāng)于IP-65 回差 ≤1%位置測(cè)量 可選裝開關(guān)或電位計(jì) 適用溫度 密封面驅(qū)動(dòng)電機(jī) 8W/E PTFE≤150℃ RTFE≤180℃ PPL≤300℃ 硬密封≤450℃進(jìn)線接口 PE1/2〞進(jìn)線線鎖Q971F電動(dòng)對(duì)夾式球閥自動(dòng)控制閥自動(dòng)控制閥*大的好處是可以遠(yuǎn)距離的操作閥門，這就意味著操作人員可以坐在控制室控制生產(chǎn)過(guò)程而不需要親臨現(xiàn)場(chǎng)去人工操作閥門的開和關(guān)。人們只需鋪設(shè)一些管線連接控制室和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)能源通過(guò)管線直接激勵(lì)電動(dòng)或氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通常用的4-20mA信號(hào)來(lái)反饋閥門的位置。Q971F電動(dòng)對(duì)夾式球閥連續(xù)控制如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)被要求用于控制過(guò)程系統(tǒng)的液位、流量或壓力等參數(shù)，這是要求執(zhí)行機(jī)構(gòu)頻繁動(dòng)作的工作，可以用4-20mA信號(hào)作為控制信號(hào)，然而這個(gè)信號(hào)可能會(huì)和過(guò)程一樣頻繁的改變。如果需要非常高頻率動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，只有選擇特殊的能頻繁啟停的調(diào)節(jié)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)一個(gè)過(guò)程中需要多臺(tái)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，可以通過(guò)使用數(shù)字通訊系統(tǒng)將各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接起來(lái)，這樣可大大降低安裝費(fèi)用。數(shù)字通訊回路可以快速高效的傳遞指令和收集信息。目前有多種通訊方式如：FOUNDATIONFIELDBUS、PROFIBUS、DEVICENET、HART和專為閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的PAKSCAN等。數(shù)字通訊系統(tǒng)不單單可以降低投資費(fèi)用，它們還可以收集大量閥門信息，這些信息對(duì)于閥門的維護(hù)程序非常有價(jià)值。Q971F電動(dòng)對(duì)夾式球閥性能參數(shù)試驗(yàn)壓力 公稱壓力（Mpa） 壓力級(jí)（class） JIS（Mpa）1.6 2.5 4.0 6.4 10.0 150 300 600 10K 20K強(qiáng)度試驗(yàn) 2.4 3.8 6.0 9.6 15.0 3.1 7.8 15.3 2.4 3.8密封試驗(yàn) 1.8 2.8 4.4 7.0 11.0 2.2 5.6 11.2 1.5 2.8氣密試驗(yàn) 0.5～0.7Q971F電動(dòng)對(duì)夾式球閥材質(zhì)