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        滑板切斷閥在環乙醇裝置 —— 加氫催化劑工況上的成功應用案例

        2023-09-20

        滑板切斷閥在環乙醇裝置

        ——加氫催化劑工況上的成功應用案例

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        如下圖所示為我公司提供,用在神馬萬里化工環乙醇裝置,加氫催化劑工況上的滑板切斷閥。成功地解決了困擾企業因閥門使用壽命短,最 長僅3個月,而不得不頻繁更換閥門的技術難題?;迩袛嚅y自安裝至今已有4年時間無檢修,使用壽命是其它(原使用閥門)閥門的16倍。

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        此工況介質為加氫催化劑(DH漿液),因介質中存在ZnSO4水溶液,含量3-5%;氧化鋯顆粒,含量3-5%;釕鋅母液;Zn(OH)2 ;Fe;和具有強腐蝕的稀H2SO4,PH值為5.5。

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        一、閥門介質工藝參數:

        ? ? 泄漏等級:ANSI B16.104 VI級

        ? ? 介質溫度:160℃

        ? ? 關閉壓差:5.5MPa

        ? ? 工作壓差:2.5MPa

        ? ? 公稱口徑:3/4”

        ? ? 公稱壓力:1500LB

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        二、閥門工況技術難點

        介質中因氧化鋯顆粒物具有極 高的硬度,在介質壓差作用下,對閥門內件造成非常嚴重的沖刷磨損;ZnSO4水溶液在條件成熟下產生的結晶體附著在閥門腔體、閥桿、閥座上,造成閥門啟閉困難;因稀硫酸具有很強的腐蝕性??傮w來說,介質工況存在介質沖刷、介質腐蝕和介質結晶卡阻閥門正常啟閉的技術難題。要使閥門獲得長的使用壽命和密封性能,必 須解決沖刷、腐蝕和卡阻的技術難題。

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        三、重慶川武儀表公司提供的解決方案

        針對此種極 其嚴苛的介質工況,我公司的解決方案是采用結構防沖刷的滑板切斷閥。

        1、 解決介質腐蝕方面

        閥體采用耐稀硫酸腐蝕的哈氏合金材料,閥內件采用具有耐酸堿和高硬度特性的陶瓷材料。

        2、 解決介質沖刷方面

        滑板閥采用直通流道,具有隱藏密封面功能的結構設計,當閥門在全開和全關時,密封面都被隱藏起來,完全不與介質接觸,起到結構防沖刷的功能。

        3、 解決介質卡阻方面

        滑板閥采用動作方向與介質流向垂直的啟閉方式,可形成強有力的剪切功能,在執行器的推力下可直接剪斷附著的結晶物,而不損傷閥門密封面。

        四、滑板切斷閥的結構特點

        1、滑板閥采用隱藏式密封面結構,結構防沖刷。

        滑板閥

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        球閥

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        如上圖所示,為仿真模擬介質在滑板切斷閥、球閥半開時腔體內流動狀態分布圖。因滑板閥密封面與介質流向垂直,且采用直通式的流道,對介質流向改變小,閥腔內不會產生介質渦流沖刷磨損。介質只能沿密封面外沿流過,沖刷角度要么接近90°,要么接近0°,這兩種角度都不會對閥內件造成沖刷損傷,介質沖刷磨損很??;另外在閥門全開和全閉時,閥門密封面被全部隱藏,故滑板切斷閥具有結構防沖刷特性。解決了加氫催化劑工況下的顆粒物沖刷磨損的技術難題。對于球閥在半開狀態時,因介質需要改變三次流向,才能通過閥門,會產生很激烈的渦流現象,介質沖刷角度在0~90°之間,這種角度會對閥內件造成極 大的沖刷磨損。這就是球閥結構不適合于在此工況上使用的原因。

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        2、滑板閥具有剪切、自潔和自研磨特性。

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        滑板閥啟閉示意圖

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        球閥啟閉示意圖

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        球閥損傷部位實物圖

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        如上圖所示,滑板閥的啟閉方向與介質流向成90°,閥門動作時,閥板與閥座形成剪刀原理。假設有顆粒物或結晶物附著在密封面周圍,當閥門動作時,閥板可輕松剪斷(刮落/自潔)附著的顆粒物,而不損傷密封面(因密封面與受力面垂直)。自潔、剪切結構解決了ZnSO4結晶造成閥門密封面損壞或卡阻的技術難題。對于球閥來說,因閥門動作時,球心與閥座相對位移角度在0~45°之間(根據顆粒附著點或大小,距離閥座密封面的距離大小不同而不同)。這種角度非常容易造成密封面被顆粒物劃傷或使閥門卡阻的現象產生。

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        3、滑板閥具有自動補償機械磨損的功能,可實現持久密封性能。

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        滑板閥閥桿與閥板的連接為活動銷連接,滑板可以在介質流動方向自由補償因閥門正常啟閉造成的機械磨損余量。此結構保證了閥板與閥座持久嚴密貼合,可實現持久的密封性能。

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        4、介質壓力密封,閥前壓力越大,密封力越大,越有利于閥門密封。

        滑板閥采用面密封結構,閥板、閥座經過研磨,對研磨等工藝處理,密封面粗糙度可達鏡面級,平面度達 0.2 微米以下,泄漏等級可達 ANSI B16.4 VI以上。另外,閥門的密封力來自于介質壓力作用到閥板前后的靜壓力差進行密封,閥前壓力越大,密封力越大,越有利于閥門密封。

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        四、結束語

        因滑板切斷閥具有的特性,通過生產實踐,不僅能夠在在加氫催化劑工況上使用,同樣也可以在其它工況下使用且取得了很好的使用效果。如氣固介質(沖刷+卡阻)、液固介質(沖刷+卡阻)、結晶結焦介質(卡阻)等工況使用。

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