滑板切斷閥在環(huán)乙醇裝置

——加氫催化劑工況上的成功應(yīng)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(huán)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(yè)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(shù)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(zhì)為加氫催化劑（DH漿液），因介質(zhì)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(zhì)工藝參數(shù)：

? ? 泄漏等級：ANSI B16.104 VI級

? ? 介質(zhì)溫度：160℃

? ? 關(guān)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(shù)難點

介質(zhì)中因氧化鋯顆粒物具有極 高的硬度，在介質(zhì)壓差作用下，對閥門內(nèi)件造成非常嚴重的沖刷磨損；ZnSO4水溶液在條件成熟下產(chǎn)生的結(jié)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(zhì)工況存在介質(zhì)沖刷、介質(zhì)腐蝕和介質(zhì)結(jié)晶卡阻閥門正常啟閉的技術(shù)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(shù)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(zhì)工況，我公司的解決方案是采用結(jié)構(gòu)防沖刷的滑板切斷閥。

1、 解決介質(zhì)腐蝕方面

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

2、 解決介質(zhì)沖刷方面

滑板閥采用直通流道，具有隱藏密封面功能的結(jié)構(gòu)設(shè)計，當閥門在全開和全關(guān)時，密封面都被隱藏起來，完全不與介質(zhì)接觸，起到結(jié)構(gòu)防沖刷的功能。

3、 解決介質(zhì)卡阻方面

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

四、滑板切斷閥的結(jié)構(gòu)特點

1、滑板閥采用隱藏式密封面結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)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(zhì)在滑板切斷閥、球閥半開時腔體內(nèi)流動狀態(tài)分布圖。因滑板閥密封面與介質(zhì)流向垂直，且采用直通式的流道，對介質(zhì)流向改變小，閥腔內(nèi)不會產(chǎn)生介質(zhì)渦流沖刷磨損。介質(zhì)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(nèi)件造成沖刷損傷，介質(zhì)沖刷磨損很?。涣硗庠陂y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(jié)構(gòu)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(shù)難題。對于球閥在半開狀態(tài)時，因介質(zhì)需要改變?nèi)瘟飨颍拍芡ㄟ^閥門，會產(chǎn)生很激烈的渦流現(xiàn)象，介質(zhì)沖刷角度在0～90°之間，這種角度會對閥內(nèi)件造成極 大的沖刷磨損。這就是球閥結(jié)構(gòu)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(zhì)流向成90°，閥門動作時，閥板與閥座形成剪刀原理。假設(shè)有顆粒物或結(jié)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(jié)構(gòu)解決了ZnSO4結(jié)晶造成閥門密封面損壞或卡阻的技術(shù)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(jù)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(xiàn)象產(chǎn)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(xiàn)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(zhì)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(jié)構(gòu)保證了閥板與閥座持久嚴密貼合，可實現(xiàn)持久的密封性能。

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4、介質(zhì)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(jié)構(gòu)，閥板、閥座經(jīng)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(zhì)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(jié)束語

因滑板切斷閥具有的特性，通過生產(chǎn)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(zhì)（沖刷+卡阻）、液固介質(zhì)（沖刷+卡阻）、結(jié)晶結(jié)焦介質(zhì)（卡阻）等工況使用。

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