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造气系统的油压网络是造气的中枢神经,它严格执行着微机发出的信号指令、并传递动力驱动油压阀门切换气体流向,完成循环工作。

而作为执行机构的油压阀门启、闭到位的动作准确性、关闭的严密性、开启的通径利用率,启闭的到位速度以及可靠性和运行效率。都直接影响到煤气炉运行的安全性和运行效率。要保证和提高,油压阀门的性能和质量,要求在阀门的设计上作改进、制作和选材等方面都要提档次、上等级。

油压阀门从造气应用角度讲,称之工艺阀门,属于全开、全闭式阀门、要求开启要贯通,关闭要严密。其作用在于切换气体,走向实现阶段的转换连接,形成循环制气。随着煤气炉连续运行能力的提高,新的生产特点已经对阀门的性能和质量提出了更高的要求。因此每一个厂家,都应该对油压阀门的性能和质量倍加重视。以往人们只重视阀门是否能关严和使用寿命。而新的理念看这个问题则以为,以上两个问题固然重要,而只强调以上两个方面还是不够的,还要注重阀门的开启度,即有效通径利用率。这一点,是造气技术发展过程中,总结发现的又一制约煤气炉运行效率的生产能力的新问题。近 10 年的造气技术改造,一直侧重煤气炉扩大直径和改造高径比,以及简化流程加粗管道。旨在提高制气效率,提高单炉生产能力从而适应不断扩大的系统生产能力,消除小炉子成排,热效率低的局面。然而,一些厂家工艺管道扩大后,由于油压阀门选配不正确。致使阻力没能按设计要求降低,投资的效益没能完全发挥。原因在于选配的油压阀门设计存在不足使其开度不够,因此阀板占用一定通道面积,产生阻力形成卡脖子现象。解决这一问题,必须从设计方案的改进入手。以提高有效通经利用率、降低阻力、提高运行可靠性、降低故障率为目标。对油压闸板阀、座板阀、蝶阀进行了一系列改进。

1、油压闸板阀的改进(以下简称闸板阀)

当今,闸板阀在小氮肥行业造气系统的应用依然比较多。

应用最多的位置当属吹风阀,近 70% 的单炉系统都是采用 1 台闸板阀,加 1 台油压蝶阀为一阀组用于入炉风阀位置。因闸板阀在风管上呈直线连接不会因阀门安装产生弯角,吹风阻力应该不会产生。然而,吹风阻力是否就小了呢?原设计的闸板阀存在有两个方面的不足,一是内件结构复杂易脱落故障率高,维修费高。二是闸板行程不够,开启时闸板有 20%~25% 悬于阀口处,提不上去产生阻力。

改进方法:

(1)内件改进,原设计内件数量多,结构繁琐,联接和紧固方法不合理。实际生产中因吹风闸板阀出故障影响生产的机率最高,老式闸板阀内件共 12 件:闸板两片、阀芯一件、下楔一件、涨铁块两件、联接耳环二件、紧固螺栓四颗,结构复杂,拆,装都十分困难。

改进后,内件分为六件,减少一半。由两片自带子、母爪扣的闸板和一件上楔、一件下楔组成。四件通过巧妙的相互钩、挂联为一套。启闭时涨、缩灵活可靠。

(2)阀杆与上楔联结方式改进,原联接方式为,原设计阀杆下端为“T”字形结构,与阀芯上端的“。”形扣槽勾挂联接,该机构活动余隙打,易脱落。

改进方法:

上楔上部设内螺纹孔。阀杆去掉“T”字形头,下端改为外螺丝头与上楔紧固为一体,再防脱销。改进后特点:结构简单、不易脱落、使用周期长,故障率减少 60% 以上。

(3)阀板行程改进,阀板提高高度不够直接影响吹风流量,等于该处缩小了通径。使吹风效率下降,吹风时间延长。

改进后的的设计既能使阀板全部打开又增设,防过位措施,使老式设计方案存在的问题得到有效解决。

2、新型油压座板阀(以下简称座板阀)

座板阀目前在煤气系统应用最广、用量最大,大至 DN1000,小至 DN20。规格多,处安全蝶阀位置外,其他阀位均能使用座板阀。因此,座板阀改进的意义更大。

改进方法:

(1)座板阀的第一项改进:将上封盖由“平板”形,改为“凸”形。

为阀板设计了一个“藏身之处”阀板打开时全部缩入阀盖上的空腔内。一是让开通道增大了流通面积,二是避免了气体夹带灰尘的冲刷。而原设计阀板打开是悬于阀体的气体通道内,占有有效通径 20% 左右。增加气体阻力、影响制气效率、改进后通径利用率 100%。

(2)改进密封形式:

斜面密封已使用多年,总结得知,密封上易粘连异物、常有垢类物质出现在局部范围内,而且易片状脱落影响密封性能。改为线密形式后密封面缩小、密封面受力增大。

不易产生异物粘连开,关撞击产生自研磨、自修复效果。使用时间延长后密封面自动增宽,密封效果保持长久。

3、油压蝶阀的改进方式(以下简称蝶阀)

油压蝶阀早些年称“安全挡板”,蝶阀实际上是个联动的组合阀,其结构是一个蝶板阀加一个小放空阀。

作用在于风阀关闭后,两阀之间的带压余气能通过放空放掉,起到保证安全的作用。

由于其具有特殊的重要性,现在称之“安全蝶阀”,该阀的可靠性直接影响安全生产。要求必需具有密封性和可靠性,原设计存在缺陷故障率高。

主要是易脱销、断销、行程不够,关不严等。问题在于原设计的主蝶板轴为两节“半轴”分别固定在蝶板两侧,结构强度不够造成故障率高。常出现外部部分工作正常,而蝶板不动无空气入炉,原因还不易查找。

改进方法:

将主轴改为由一条加粗的整轴贯穿蝶板中心,结构强度高,定位准确,密封性能好,可靠性提高,故障率同比降低 70% 以上。从而对安全生产起到有力的保证作用。

4、选材质量要提高

为适应当今强化生产的条件下,风速快,冲刷力大和劣质煤气化时上、下行温度高的特点。延长油压阀门的使用寿命,提高连续长周期运行的水平。油压阀门各主要部件的材质需要提高档次。提高抗裂、耐磨能力。

目前,为油压阀门配套的缓冲型油压缸已在部分厂家应用。因缓冲油缸能在阀门将近关到位时,突然减慢活塞杆的吐伸速度,使阀板与阀口撞击减少,从而减缓密封面磨损。

同时也减轻了十字头等联接部件的撞击力,从而降低了故障率延长了使用周期。

另外,油压缸内密封填料也有较大改进,聚四氟乙烯填料使用寿命比原来填料增加几倍,同样也是在向着延长使用周期、减少故障率方向迈进。

这两项改进应用价值极高,推广速度较快,今后将发展为广泛应用。阀体部分原来基本采用 HT-Zo 普通铸铁,改为 H 下 250 耐热铸铁就能满足需要。部分厂将关键部位如除尘前位置使用的上行阀、热回收阀等的阀板、阀圈、阀杆改为不锈钢材质。更加延长了使用寿命,这一点是十分有益的。一般位置的座板阀密封件采用球墨铸铁就能满足需要,但不宜再使用普通铸铁件。

5、结束语

对油压阀门性能、结构、材质的改进,主要体现了以下两个方面的重大意义。

(1)通过改进阀板打开时的提升高度,使有效通径全部利用。从而消除存在多少年来的阀门阻力问题,系统阻力相应降低。使煤气炉吹风和制气效率相应提高。相当于将管道家杜了 100 咖左右的通径。

(2)改进后,油压阀门可靠性提高,故障率明显下降,煤气炉安全性能提高,连续运行能力增强。特别适合当今要求提高连续性生产水平的形势。

油压阀门在煤气系统所占份额比较小,在选配时更应该比性能,比质量,比可靠性。否则,如生产中一个油压阀门出故障,整台炉则不能工作。更易造成氧含量高、局部爆炸或恶性事故,煤气系统每一个油压阀门都是关键部件。

可见,油压阀门的性能、质量和可靠性,直接而又很大程度的影响着煤气系统的生产效率以及安全和节能。各f企业应慎重对待该问题。


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