新型自控閥門結(jié)構(gòu)

滑板閥在工業(yè)自控中的運(yùn)用

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摘要： 滑板閥是一種新型的自控閥門結(jié)構(gòu)型式，具有法蘭距離短、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、耗氣量少、行程短、動(dòng)作快、調(diào)節(jié)精度高、閥位穩(wěn)定、防空蝕、耐沖刷及密封性能高等特點(diǎn)。主要用在液體、氣體、蒸汽工況場(chǎng)合。尤其在不干凈介質(zhì)、結(jié)晶結(jié)焦介質(zhì)、粉料介質(zhì)、黑水、灰水介質(zhì)中，因具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，比傳統(tǒng)閥門結(jié)構(gòu)具有更好的使用效果。

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Abstract：Slide plate valve is a new type of self-control valve structure, which has the characteristics of short flange distance, compact structure, light weight, less gas consumption, short travel, fast action, high adjustment accuracy, stable valve position, anti-corrosion, erosion resistance and high sealing performance. Mainly used in liquid, gas, steam working conditions. Especially in the unclean medium, crystalline coking medium, powder medium, black water ash water medium, because of its unique structural advantages, it has better use effect than the traditional valve structure.

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關(guān)鍵詞：滑板閥、調(diào)節(jié)閥、切斷閥、黑水閥、灰水閥、粉料閥、高溫高壓蒸汽閥

自控閥門是在流體系統(tǒng)中，用來(lái)控制流體的方向、壓力、流量的裝置，依靠驅(qū)動(dòng)或自動(dòng)機(jī)構(gòu)使啟閉件作升降、滑移、旋擺或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而改變其流通面積大小以實(shí)現(xiàn)其控制功能，具有截止、調(diào)節(jié)、導(dǎo)流、穩(wěn)壓、分流或溢流卸壓等功能，可用于控制水、空氣、蒸汽、泥漿、油品、各種腐蝕性介質(zhì)和放射性介質(zhì)等各種類型流體的流動(dòng)。為了滿足社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的需要，閥門的發(fā)展經(jīng)歷了由單一功能向多功能、多工況的歷史性蛻變。自控閥自上世紀(jì)20年代誕生以來(lái)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和功能歸納起來(lái)主要有以下具有代表性的結(jié)構(gòu)型式：如單座、平衡、高壓、中線蝶閥、偏心蝶閥、球閥、偏心球閥、三通閥、內(nèi)襯閥及自立式閥等10大系列產(chǎn)品。這些產(chǎn)品根據(jù)自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而滿足不同介質(zhì)工況及調(diào)節(jié)性能要求。但是隨著工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平要求逐年提高，特別是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)繼續(xù)穩(wěn)定、快速增長(zhǎng)與轉(zhuǎn)型的要求下，石化、煤化工業(yè)向生產(chǎn)過(guò)程綜合化，高效化，生產(chǎn)規(guī)模大型化發(fā)展。這就對(duì)石化與煤化裝備提出了更高的要求：1)大型化、高壓化、高效化、高硫、高酸化;2)新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝、新技術(shù);3)設(shè)計(jì)、制造、使用一體化;4)安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期、滿負(fù)荷、優(yōu)化運(yùn)行。作為基礎(chǔ)工業(yè)重裝備基礎(chǔ)部件的閥門，也要求向高性能、長(zhǎng)壽命、低能耗、多用途發(fā)展，將逐漸取代傳統(tǒng)低性能、能耗高、運(yùn)用范圍狹窄的閥門。

滑板閥是重慶川武儀表有限公司根據(jù)近30年在自控閥研發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，充分考慮客戶需求和迫切需要解決的技術(shù)難題，結(jié)合自控閥行業(yè)發(fā)展方向而特別研發(fā)的一款新型的閥門結(jié)構(gòu)?；彘y兼具調(diào)節(jié)和切斷雙重功能。具有法蘭距離短、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、耗氣量少、行程短、動(dòng)作快、調(diào)節(jié)精度高、閥位穩(wěn)定、防空蝕、耐沖刷及密封性能高等特點(diǎn)。主要用在液體、氣體、蒸汽工況場(chǎng)合。尤其在不干凈介質(zhì)、結(jié)晶結(jié)焦介質(zhì)、粉料介質(zhì)、黑水、灰水介質(zhì)中，因具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，比傳統(tǒng)閥門結(jié)構(gòu)具有更好的使用效果。

滑板閥結(jié)構(gòu)是集單座閥和球閥的優(yōu)點(diǎn)，摒棄其缺點(diǎn)而研發(fā)的一款產(chǎn)品。結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)如下表所示：

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性能指標(biāo)	單座閥	O型切斷球閥	滑板閥
閥門結(jié)構(gòu)	?	?	?
密封性能	VI	?VI	VI
閥座材質(zhì)	軟閥座	軟閥座	金屬閥座
密封可靠性	較好	較好	極好
啟閉摩擦力	小	大	小
允許壓差	小	大	大
啟閉輸出力	大	大	小
壓力損失	大	小	小
調(diào)節(jié)性能	調(diào)節(jié)、切斷	切斷	調(diào)節(jié)、切斷
適用介質(zhì)	干凈介質(zhì)	干凈介質(zhì)	所有介質(zhì)
最高適用溫度	230℃	230℃	566℃
抗介質(zhì)不平衡力性能	差	好	好
耐沖刷性能	差	差	好
使用壽命	較長(zhǎng)	短	很長(zhǎng)

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成功案例1

河南心連心化肥有限公司糠醇項(xiàng)目高壓分離器液位調(diào)節(jié)閥原采用多級(jí)降壓的套筒閥結(jié)構(gòu)，但是由于介質(zhì)中存在固體顆粒物的糠醇物質(zhì)，對(duì)閥門沖刷嚴(yán)重，使用壽命極短，需要經(jīng)常更換，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。閥門工藝參數(shù)如下：

介質(zhì)名稱：糠醇

公稱通徑：DN25

公稱壓力：Class 900

閥前壓力：8.0 MPa

閥后壓力：0.1 MPa

關(guān)閉壓差：8.0 MPa

溫????度：60 ℃

泄漏等級(jí): IV級(jí)

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分析滑板閥能夠成功運(yùn)用的原因如下：

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上避免了介質(zhì)對(duì)閥內(nèi)件的沖刷磨損，大大提高了閥門的使用壽命（密封結(jié)構(gòu)如圖所示）。

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由上圖可知，閥門結(jié)構(gòu)上采用直通流道，介質(zhì)直接流過(guò)閥門，不改變介質(zhì)流向。介質(zhì)流通通道與球閥原理一致。

密封面采用面密封結(jié)構(gòu)，且與介質(zhì)流向垂直，避免了介質(zhì)對(duì)閥內(nèi)件及密封面的沖刷磨損。

閥板與閥座相對(duì)運(yùn)動(dòng)，啟閉方向與流向成90度，不僅能夠刮落附著在內(nèi)件密封面上的固體顆粒物，還能起到自研磨和自潔作用。密封面在自研磨作用下，閥門越使用越利于閥門的密封，密封性能越使用越好。

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成功案例2

我公司為鶴壁煤電生產(chǎn)的專用于煤粉切斷場(chǎng)合的滑板切斷閥。這種結(jié)構(gòu)形式的閥門在殼牌爐上已經(jīng)獲得成功的運(yùn)用，并且取得了連續(xù)運(yùn)行27個(gè)月免維護(hù)的業(yè)績(jī)。與進(jìn)口球閥9個(gè)月的運(yùn)行壽命相比，是進(jìn)口球閥的3倍。而且進(jìn)口閥門還經(jīng)常出現(xiàn)動(dòng)作被卡死，球芯被高速煤粉顆粒沖刷造成泄漏等不利于生產(chǎn)的情況發(fā)生，檢修花費(fèi)大量的時(shí)間、人力和物力。

閥門參數(shù)如下：

公稱通徑：12”

公稱壓力：Class600

連接法蘭：12”Class600

流體介質(zhì)：CO2+煤粉

閥前壓力：5.01MPa

使用溫度：100℃

最大壓差：5.61MPa

控制方式：氣動(dòng)氣缸

閥體材質(zhì)：WCB

閥板材質(zhì)：17-4PH+噴焊WC

動(dòng)作頻率：20min/次

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分析滑板閥能夠成功運(yùn)用的原因如下：

介質(zhì)流向與閥門動(dòng)作方向成90°，動(dòng)作時(shí)形成強(qiáng)有力的剪切力，直接剪斷在閥芯與閥板處的固體顆粒物質(zhì)。且不會(huì)對(duì)密封面造成劃傷。而球閥在小開(kāi)度時(shí)固體顆粒物易劃傷或者壓傷密封內(nèi)件。如下圖所示：

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成功案例3

山東萊鋼精煉爐底吹氬氣流量調(diào)節(jié)閥因閥門位置重要，且要求高精度、高精準(zhǔn)度調(diào)節(jié)氬氣進(jìn)入精煉爐的流量，閥門的性能直接決定了整爐鋼水的質(zhì)量好壞。鑒于此，山東萊鋼一直采用進(jìn)口單座閥，但是由于采購(gòu)成本高及采購(gòu)周期長(zhǎng)，不能滿足正常生產(chǎn)的需要

閥門工藝要求如下所示：

介質(zhì)名稱：氬氣

管道規(guī)格：DN15

溫度：常溫

強(qiáng)吹流量：800-1000NL/min ?

中吹流量：100-200 NL/min ????

弱吹流量：20-60 NL/min

供氣壓力：1.0-2.0MPa

工作壓力：0.2-1.0MPa

系統(tǒng)反應(yīng)快速（小于10秒）

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從工藝要求可知，最大流量為1000L/min，最小流量為20L/min ，實(shí)際可調(diào)比為：1000/20=50。一般單座閥，包括精小流量調(diào)節(jié)閥的實(shí)際可調(diào)比大約為10～15，如此大范圍穩(wěn)定調(diào)節(jié)是普通單座閥無(wú)法滿足的。原因是流量開(kāi)度的調(diào)節(jié)，主要依靠調(diào)節(jié)閥芯和閥座之間的間隙來(lái)控制流量。但是在小開(kāi)度時(shí)，閥芯受到介質(zhì)不平合理力的影響，開(kāi)度在15%以下或85%以上時(shí)，流量調(diào)節(jié)精度就不那么準(zhǔn)確了。

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分析滑板閥能夠成功運(yùn)用的原因如下：

滑板閥在開(kāi)度控制上，采用的是調(diào)整閥板與閥座窗口之間的距離來(lái)控制流量，流通節(jié)流面積穩(wěn)定，不受介質(zhì)不平衡力的影響。

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