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干灰闸阀

来源: 上海阀门 时间: 2012-05-02 点击: 3,084

1.研制的意义

80年以来,国家经济的全面复兴推动国内建材工业的高速发展,从而为干灰在建工、建材等领域的应用开辟了前所未有的市场。由于传统的水力除灰技术存在耗水量高、水体污染严重、灰场占地面积大、湿灰利用效率低等缺陷。随着我国的水资源、土地资源的日益紧缺。对干除灰技术前景看好。同时也能提高锅炉效率和灰渣的利用价值,节约大量煤炭、减少维修资金和水力排渣造成的污染。对于干除灰阀门也有了更高的要求,因此研制干灰闸阀也具有更高的要求,是我们当前亟待解决的问题,也是今后阀门的发展方向。研制干灰阀门能够满足干除灰系统的需要。这对应用于除灰技术实现电力系统的节能、节水、环保和灰渣资源再利用,推进我国气力除灰系统用阀门的技术发展具有重要意义。

2.调研国内外同类产品及对比

(1)走访调研情况

为了研制顺利进行,我们收集到国内外干灰阀门有关资料,走访一些电厂,通过市场调研了解到,国内干灰系列阀门是引进美国、英国、德国的干灰阀门,主要应用于干灰系列仓式泵的装料和出料控制阀。卸料阀公称压力为1.0MPa以下,公称通径DN250以下的应急手动干灰阀和气动干灰阀门。有些卸料阀在使用过程中阀门密封垫圈磨损,使上、中、下三个室之间串气,对旋风收尘器除灰效益下降。使干灰阀闸板磨透又进一步降低除灰效益,从而加大风机的外壳和叶轮的间隙造成系统出力下降,这都因干灰闸阀关闭不严所造成的损失。干式除灰的专用阀门主要包括插板阀、卸料三通阀、出料阀、分路阀、圆顶阀以及物料输送阀。

(2)国内外生产情况

张家港华宇电厂气锁阀低压气力除灰系统由江苏电力设计院与镇江电站辅机总厂合作开发项目,在投产使用过程中,由于气锁阀当中个别出料、进料对阀所配置的气动执行机器,由于内部密封圈的磨损,到位性能差,引起进出料阀门关不死,造成球体磨损。

姚孟电厂在2000年6月进行除灰系统的改造,增加干除灰系统,该项目采用流态化浓相气力除灰技术。

安顺电厂采用天沃正压浓缩相气力除灰系统,采用英国CCYDE公司正浓相输送齐备,特点输送灰气比大,速度高。

克莱德所用除灰阀均为圆顶阀,由于该阀工作可靠、事故维修少,因此允许启闭次数多,密封圈寿命一年以上,每小时开启次数可达30次。

邯峰电厂干灰输送系统采用Hamon技术应用手动闸阀现象比较严重,进料阀密封不严,常常卡塞,更换新阀门,工人需要抢修爬到泵体上,劳动强度大,给维修带来许多麻烦,难以保证生产正常运行。使得抢修次数多,灰尘弥漫,危及厂区群众生产生活环境,给文明生产造成极大不变。有的干灰阀门垂直安装在管道上,阀体积灰。水平安装时随着多次开关阀体中腔也会越积越多,造成开启沉重,最终无法开启,使得阀门长期处于节流状态,闸板磨损严重,造成阀门报废,从而影响正常生产和运行。

3.方案确定及结构设计

通过对国内外现状调研、收集分析结合我厂的实际情况,生产耐磨干灰闸阀是我们亟待解决的问题,也是当前干灰系统用阀的发展需要。经过论证,确定改进干灰阀门结构,使阀门内腔的介质流速畅通无阻,减少阻力为原则,在这样的思想的指导下,我们对现有的干灰阀门的结构进行改进。

新设计的耐磨干灰闸阀(如图1所示)主要由入口短节、阀体中腹板、出口短节、出入口铸石管耐磨材料、调节螺母两位五通
电磁换向阀、磁性感应器和汽缸组成。

(1)当垂直安装时耐磨干灰闸阀出口短节底部开有一个排灰槽(如图1B所示)阀门的上密封外设计有两个透式孔。阀体底部设计了可拆卸的透式孔,当阀体底腔内积聚到一定程度时,打开所有透式盖,只要定期清理,就可解决阀腔内积灰的问题。

(2)当水平安装时,耐磨干灰闸阀出口短节设计成渐缩形如图lA所示,同时设计了许多排渣槽,漏斗形状,使得干灰没有阻力,排渣顺利。

(3)闸板采用KmTBCrl5M03耐磨铸铁材料,适应特定的抗磨失效的能力。其硬度、组织、成份工艺试验确定如表1、表2、表3所示,闸板为双闸板结构,而且在两闸板之间设计有连接轴蝶弹簧或弹簧、O形密封圈、连接块。由于蝶簧或弹簧的作用使闸板与阀座之间可以保持所需的比压。闸板与阀座之间为硬密封结构,平行式的每次开关时,利用其边缘对阀座密封面进行刮削,实现闸板和阀座的有效密封,同时达到防垢作用。为了弥补因阀体刚度不均匀,在阀体侧腹板上焊王字型加强筋(如图3所示).以保证阀体刚度。

表1 铸件硬度表
牌号 铸态淬火态
HRC HB HRC HB
KMTBCr15Mo3 ≥40 ≥490 ≥58 ≥600
表2 铸态金相组织表
牌号 铸态 淬火态
KMTBCr15Mo3 奥氏体及其转化产物 马氏体+残奥
表3 化学成分表
牌号 C Si Mn Cr Mo Ni Cu S P
KMTBCr15Mo3 2.8-3.2 ≤0.8 0.3-1.0 14.0-17.0 2.5-3.5 0-1.0 0.4-0.8 ≤0.10 ≤0.10

4.工作原理

电磁换向阀A工作口通电后,气泵同时起动升压,气缸活塞向上运动带动阀杆上升,阀杆与闸板为螺栓连接,从而带动闸板运动,达到开启可手动操作。

5.主要设计参数

工作压力:P=1.0-6.4MPa,这时磁性感应器给指挥台发出反馈信号,阀门开启。电磁换向阀B工作口通电后,气泵同时起动升压,气缸活塞向下运动带动阀杆下降,从而带动闸板运动,达到开启高度,这时磁性感应器给指挥台发出反馈信号,阀门关闭。调试时设计压力:

P=1.O-6.4MPa

工作介质:干灰、水泥、煤粉

6.结构特点

(1)金属与金属作为密封副,耐磨适用温度范围广。

(2)全通道阀门对干灰无阻碍压力降小。

(3)体腔的设计使物料在动力作用下能够自排,泄功能腔内无停滞堵塞现象。

(4)加载弹簧使闸板在热胀冷缩时能进行磨损调整,以保持闭合并抵抗背压。

7.附件

阀体是阀门的主要部件,其密封槽加工质量的好坏将直接影响阀门的整体质量,过去的加工方法不合理,密封槽加工不规则,圆弧段与直段接口处有错口现象,焊后成形很不美观。其原工艺方法:先卷制圆环(如图4)平两端面及车两端密封槽尺寸,深度比设计尺寸大1mm,之后从圆环中间锯开并与侧腹板焊接,再上铣床铣直密封槽尺寸。

现把工艺方法改为:卷制圆环并从圆环中间锯开,之后与侧腹板焊接(如图5)平两端面并磨两端面,保证两端面平行度。在再镗床车削密封槽尺寸并镗好直段密封槽尺寸,焊好并修磨好缺口。这样加工出的密封槽尺寸,成型美观,其基准面一致,深浅也一致,满足了设计要求。

8.结束语

新型干灰闸阀,具有耐磨、耐腐蚀、防结垢的阀门,经过一些电厂实际运行使用证明,它制造工艺简单,密封好,使用寿命长,在干除灰系统中可广泛替代进口干灰阀门,使得干灰系列阀门国内生产就可满足要求。

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