单水冷式超高温蝶阀

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D941W单水冷式超高温蝶阀简介：

本发明具体涉及高温阀门技术领域，具体涉及一种具有水冷结构的超高温蝶阀。用于催化裂化装置能量烟气回收系统, 装置的正常操作温度680 ℃, 允许连续使用温度720 ℃, 超温800 ℃, 输送含有催化剂颗粒的再生烟气介质。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, 金属材料在高温中机械性能急剧下降, 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, 对阀门密封结构及其零件的加工精度要求较高。阀体由钢板和锻件法兰焊接而成。阀杆为整体锻件结构, 由外部轴承座支撑,并通过二端销连接带动阀瓣转动。2 个半圆阀座前后错开, 与阀瓣呈对称式分布, 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。本系列高温蝶阀广泛应用于冶金，化工，建材，电站等行业中的超高温气体管道中，作为高温气体介质调节或切断；与各种电，电动执行器配套使用组成不同性能的阀门，可实现远距离控制和自动调节和切断。

背景技术：
流量调节蝶阀俗称烟气旁通阀、烟气切断阀等，在冶金、钢铁、石油化工、电力、环保、热风炉系统等行业得到广泛应用。其密封性能是有国家标准的，例如，泄漏率需要符合国家标准，所适用的介质是热空气、烟气；使用温度小于等于450°C。流量调节蝶阀的结构简单、体积小、质量轻、操作便捷，且具有良好的流量调节功能，是工程管路系统中的主要执行元件。但现有的流量调节蝶阀无法应用于高温环境。现有的流量调节蝶阀在高温环境下使用时且阀体内部容易与阀板通过高温膨胀而卡死，造成产品损坏和频繁更换。

结构特点：

本系列高温蝶阀采用优质碳素钢衬耐火材料，阀板内腔通水冷却，具有耗水量少，

耐温高，使用寿命长，操作维修方便，转动灵活等特

技术实现要素：
为了解决现有技术的缺陷及不足。本发明提供了一种具有水冷结构的超高温蝶阀，通过蝶阀内阀体水冷却机构和蝶板水冷却机构，达到对阀体内和蝶板上水冷降温的功能，达到防止阀体内部容易与阀板通过高温膨胀而卡死的现象的发生。
本发明采用的技术解决方案是：一种具有水冷结构的超高温蝶阀，包括阀体，所述的阀体内设有阀杆，所述的阀杆上还设有蝶板，所述的阀杆上端还连接有操作机构，所述的阀体内壁内还设有阀体冷却水流道，所述的阀体上设有阀体冷却水进口与阀体冷却水出口，所述的阀体冷却水进口和阀体冷却水出口与阀体冷却水流道连通，所述的阀体冷却水进口和阀体冷却水出口与阀体冷却水流道之间形成阀体水冷却机构，所述的超高温蝶阀内还设有蝶板水冷却机构，所述的蝶板水冷却机构由蝶板内的蝶板冷却水流道和阀杆两端的蝶板冷却水进口和蝶板冷却水出口组成。
所述的阀杆包括上阀杆与下阀杆，所述的蝶板冷却水进口位于上阀杆的顶部，所述的蝶板冷却水出口位于下阀杆的底部。
所述的上阀杆与下阀杆内设有与蝶板冷却水进口和蝶板冷却水出口连通的阀杆冷却水流道，所述的阀杆冷却水流道与蝶板内的蝶板冷却水流道连通。
所述的蝶板冷却水流道包括蝶板内圈弧形的内流道和位于内流道外侧弧形的外流道以及内流道和外流道之间的引流流道，所述的引流流道分为上引流流道和下引流流道，所述的上引流流道和下引流流道上分别设有进水口和出水口，所述的进水口和出水口分别对应与上阀杆与下阀杆内的蝶板冷却水进口和蝶板冷却水出口连通。
所述的阀杆与蝶板的连接处设有阀杆连接块，所述的蝶板与阀杆的连接处还设有蝶板连接块，所述的蝶板与阀杆通过阀杆连接块和蝶板连接块固定连接，所述的阀杆连接块和蝶板连接块内均设有连接块流道，所述的连接块流道与阀杆冷却水流道和蝶板冷却水流道连通。
所述的阀杆连接块与阀杆的连接处和蝶板连接块与阀杆连接块的连接处上均设有缠绕密封垫片。
所述的阀杆连接块与阀杆之间通过平键和螺钉连接，蝶板连接块与阀杆连接块之间通过第二螺钉和定位销连接。
所述的阀体的内流道上和蝶板的外表面上均设有耐磨隔热衬里。

主要性能规范：

电动装置主要参数：

零件材质：

超高温蝶阀s用于催化裂化装置能量烟气回收系统, 装置的正常操作温度680 ℃, 允许高连续使用温度720 ℃, 高超温800 ℃, 输送含有催化剂颗粒的再生烟气介质。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, 金属材料在高温中机械性能急剧下降, 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, 对阀门密封结构及其零件的加工精度要求较高。阀体由钢板和锻件法兰焊接而成。阀杆为整体锻件结构, 由外部轴承座支撑,并通过二端销连接带动阀瓣转动。2 个半圆阀座前后错开, 与阀瓣呈对称式分布, 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） 。

超高温蝶阀为了满足高温的要求，必需要满足以下几方面的要求：

1、阀体材料　阀门设计执行标准为ASMEB16134 。按该标准中的压力- 温度表计算得到的阀门常温下的压力等级数, 就是设计基准, 并以此来计算小壁厚。在设计过程中, 阀体材料也选ASME B16134 标准规定的材料, 并且材料的适用温度高于阀门工况高温度。经过查阅了大量国内外类似工况的阀门设备材料使用情况, 结合对高温材料的使用经验, 选择了性价比较高的304H 作为阀体材料。此材料可减小蠕变对材料的影响。

2、阀杆材料　根据高温强度估算, 奥氏体钢在704 ℃的高温工况下, 强度降低6415 %以上, 如果采用加大阀杆直径提高其强度的方法, 则超出阀门结构要求, 因此奥氏体钢不适宜做阀杆材料。lnconel X - 750 在704 ℃的高温工况时, 强度降低4113 % , 但强度值还很大（表1） 。根据屈服强度,并考虑持久强度计算得到的阀杆直径, 符合阀门结构要求, 因此阀杆材料选用lnconel X - 750 。

3、阀体小壁厚计算是为了保证阀门的压力边界完整。小壁厚采用规则法计算, 计算标准按 ASME B16134 , 在选择压力- 温度额定值时, 有2种磅级选择法。一种是选择标准磅级, 计算得到小壁厚比较大, 比较安全。另一种是选择特殊磅级, 计算得到壁厚比标准磅级小, 但无损检测要求较严。根据高温工况的设计经验, 选择了这二种磅级的组合形式, 即在计算小壁厚的压力-温度额定值时, 选用标准磅级, 而阀体的无损检测要求按特殊磅级。 阀门泄漏率要求为大流量的0167 % , 当泄漏超标就会引起系统烟机不能正常停车, 从而造成重大事故。普通烟气蝶阀阀体通道内没有阀座, 阀瓣仅起调节烟气介质流量的作用, 不起密封作用（图2） 。根据性能要求, 大口径高温蝶阀设有阀瓣和阀座密封副, 对阀门的流通性能、密封可靠性和启闭力矩3 个方面进行了设计研究。首先按常规蝶阀设计了密封副（图3） , 此形式密封可靠, 虽然阀瓣旋转中心与密封面存在偏心力矩, 使启闭力矩增大, 但经过计算, 力矩也在可以接受的范围之内。此结构的缺点是流通性能差, 不能满足全开截面积的设计要求。经过反复设计、修改和计算, 完成了对开式阀座密封副设计（图4） , 该阀座是2个半圆阀座, 它们前后错开与阀瓣呈对称式分布,使得阀瓣能够设计成对称式流线形结构, 使阀门具有良好的流通性能, 从而满足了全开截面积要求和全开Cv 值要求。由于阀瓣结构对称, 所以启闭力矩较小。虽然其密封面某一处可能有泄漏现象, 但只要合理控制阀瓣和阀座的尺寸精度、形位公差和二者之间的装配误差, 就能有效控制泄漏率在合格范围之内。

4、超高温填料填料选用柔性石墨。其在空气中氧化温度为450 ℃, 并在此温度下每24h 后质量减轻1 %。温度越高, 质量减轻得越多, 氧化现象越严重。柔性石墨填料高使用温度为650 ℃, 且仅用于非氧化介质。考虑到填料在填料函内处于压紧密封状态,只有一部分与空气接触, 有资料介绍处于这种状态的填料使用温度可达816 ℃。主要是解决阀体主体材料的选用、蝶阀密封副结构及阀杆密封结 构的设计等问题, 并通过试验选取了超高温填料,为石化行业催化裂化装置系统用阀门的设计和制造

D941W单水冷式超高温蝶阀冷却水进出水管连接尺寸表：

本发明的有益效果是：本发明提供了一种具有水冷结构的超高温蝶阀，通过在阀体的内流道上和蝶板的外表面上均设置耐磨隔热衬里，配合阀体内设置的阀体冷却水流道以及通过阀杆进水和出水的蝶板水冷却机构，实现对阀体内部和蝶板内的水冷降温，降温后的阀体内部不易于阀板由于高温膨胀而卡死，保护了产品，增加了产品的耐用性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

安装使用及配套说明

冷却水为0.3MPA软化水，水温≤30℃，冷却水消耗量为（0.01～0.03）DNm3/h..

1， 用户在进出口处的两个流量调节阀进行调节进口处的进水量，使出口处水温≤60～80℃，并调节出口的水流速大于进口处的流速，同时在阀门使用前确保阀板内腔注满水。

2， 确保冷却水足够循环，当流量开关报警时必须及时处理。

3， 当手动操作时，不得在手轮上再增加辅助杠杆，手轮顺时针旋转为阀开，反之为阀关。

4， 本阀可不平或垂直安装，但阀轴应处于水平位置，非水平安装请注明夹角，本阀可按使用要求设计制造，电动装置不允许做起吊用，并严禁碰撞。

5， 确保进出水管道系统畅通，同时出水管应高出阀门位置。

6， 电动执行机构技术参数及原理接线图请参阅电动执行机构说明书。

需附件请注明（伺服放大器，电动操作器，控制箱，配法兰等）  

订货须知：

一、①产品名称与型号②口径③是否带附件以便我们的为您正确选型④使用压力⑤使用介质的温度。
二、若已经由设计单位选定公司型号，请型号直接向我司销售部订购。

三、当使用的场合非常重要或环境比较复杂时,请您尽量提供设计图纸和详细参数，由我们的阀门公司专家为您审核把关。产品所属蝶阀选型，感谢您访问我们申弘阀门的如有任何疑问.您可以致电给我们,我们一定会尽心尽力为您提供优质的服务。如需要了解更多其它减压阀类产品的信息可以点击减压阀查看。