系統(tǒng)解決方案國產(chǎn)三桿閥在空分上的首次應(yīng)用王海濤,方家堃(杭州杭氧股份有限公司設(shè)計院,杭州310014)摘要:介紹三桿閥的工作原理及其功能特性,以及國產(chǎn)三桿閥首次替代進(jìn)口三桿閥在空分設(shè)備上的成功應(yīng)用。關(guān)鍵詞:分子篩;三桿閥;切換閥The First Application of Domestic Three Level Valve in Air Separation UnitWANG Hai-tao. FANG Jia-kun(Designing Institute, Hangzhou Hangyang Co, LTD, Hangzhou 3 10014, China)Abstract: The working principle and function of three level valve are introduced. The first successful application ofsubstituting of imported three level valve for domestic ones in air separation unit are discussedKeywords: molecular sieve, three level valve; switch valve0引言是通過主軸直接驅(qū)動,而是通過連桿機(jī)構(gòu)的原理開啟目前我國空分裝置的產(chǎn)能和容量逐步擴(kuò)大,從以和關(guān)閉。三連桿分別定義為主動桿、固定桿、從動桿閥桿系結(jié)構(gòu)如圖1所示,主動桿一端通過鍵與主軸相0~80000No分裝置也已經(jīng)進(jìn)入研發(fā)和設(shè)計階段分連,另一端連接到閥板上;固定桿通過主軸和閥體實子篩純化系統(tǒng)作為凈化空氣的重要設(shè)備,對大型空分現(xiàn)固定,在閥板的整個運(yùn)動過程中起到固定支撐的作設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著關(guān)鍵性的作用。分子篩系統(tǒng)用,從動桿一與固定桿連接,另一端與閥板連接,的8只切換閥是否能夠長期正常地完成切換動作,是在閥板的運(yùn)動過程中起到實現(xiàn)軌跡的作用。連桿蝶閥分子篩系統(tǒng)正常運(yùn)行的決定性條件。隨著空分裝置容的桿系部分可以看成一個四連桿機(jī)構(gòu),閥板開啟初始量和規(guī)模的不斷擴(kuò)大,考慮對分子篩吸附器的保護(hù),防是平移閥板,開啟的瞬間可以實現(xiàn)一個垂直向上的運(yùn)止沖床事故發(fā)生,對空分設(shè)備產(chǎn)生不利影響,并且對生產(chǎn)動,使閥板與閥體的密封面迅速脫開,從而使兩密封造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,越來越多的用戶選用三桿閥作為面無相對摩擦,保證了閥門的使用壽命;達(dá)到一定距分子篩切換閥。三桿閥是專門為分子篩純化系統(tǒng)研制設(shè)離后再開始反轉(zhuǎn),完成閥板由垂直位置到平行管道中計的逐步取代了兩偏心高性能蝶閥和三偏心蝶閥等其心線位置的開啟動作。閥板密封面在關(guān)到位時與閥體它閥門,在空分設(shè)備上的應(yīng)用日趨廣泛。三桿閥長年的密封面垂直至壓緊密封,閥板與密封面之間無剪切直依賴國外進(jìn)口國內(nèi)沒有三桿閥生產(chǎn)廠家與國外三桿擠壓和摩擦,密封面受力均勻,如果密封面有固體顆閥廠商競爭,因此國外閥門廠商一直壟斷著中國的市粒殘留,不會磨損密封面,密封效果好且長期穩(wěn)定,便于實現(xiàn)軟密封和硬密封,從而使三桿閥具有更高的耐杭氧經(jīng)過長期自主研發(fā),研制成功三桿閥并且在溫性和密封性。閥門機(jī)構(gòu)可以設(shè)定閥門開啟的最大壓杭氧氣體投資的項目上首次取代了進(jìn)口三桿閥,安全差分子篩系統(tǒng)一般要求10-15kPa,如果閥門前后壓可靠的性能達(dá)到了國際先進(jìn)水平,完全可以取代進(jìn)口差高于設(shè)定壓差,閥門不會打開從而避免了閥門在三桿閥,降低了分子篩系統(tǒng)應(yīng)用三桿閥的成本,也填高壓差下誤動作,使分子篩床層受到高壓氣流的意外補(bǔ)了國產(chǎn)閥門市場的一個空白。沖擊,發(fā)生沖床事故,確保了分子篩的安全。兩偏心和三偏心蝶閥多年來也一直應(yīng)用于分子1三桿閥結(jié)構(gòu)原理篩切換閥,三偏心蝶閥在兩偏心蝶閥基礎(chǔ)優(yōu)化了結(jié)三桿閥是一種三連桿式的蝶閥切斷閥,其碟板不構(gòu),其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為:軸中心與閥體中心線相對偏心、軸中心與蝶板平面相對偏心、軸中心與圓錐形密封基座作者簡介:王海濤(1979-),工程師,設(shè)計員。中心線相對偏心。這3點(diǎn)設(shè)計消除了密封面的剪切摩收稿日期:20140102擦問題,可以保證三偏心蝶閥優(yōu)良的密封性,而且閥系統(tǒng)解決方案徑1000m和1200m兩種型號的三桿閥,石墨密封,密封等級為V級;全開到全關(guān)速度調(diào)節(jié)控制在2040緩慢打開,緩慢關(guān)閉;配置雙線圈兩位五通電磁閥;閥門最大開啟壓差設(shè)置為5kPa;閥門在失電失氣時,停留在當(dāng)前位置,具有保位功能,氣缸等元件放置在保護(hù)殼體下。國產(chǎn)三桿閥安裝如圖2所示。圖1三桿閥結(jié)構(gòu)示意圖板與基座之間采用“漸進(jìn)式”自補(bǔ)償方式來實現(xiàn)長久的密封效果,延長了閥門的使用壽命,這些優(yōu)點(diǎn)使三偏心蝶閥在空分設(shè)備上得到普遍應(yīng)用。但是其缺點(diǎn)是高昂的價格、維護(hù)費(fèi)用,而且解決不了分子篩的沖床問題。無論是操作員的誤操作還是程序出現(xiàn)錯誤都屬于運(yùn)行當(dāng)中的不安全因素,致使沖床事故發(fā)生,造成圖2國產(chǎn)三桿閥安裝圖分子篩系統(tǒng)的凈化空氣功能失效、生產(chǎn)必須停產(chǎn)、設(shè)國產(chǎn)三桿閥在開關(guān)性能和機(jī)械性能等各方面指備重新裝填分子篩等一系列嚴(yán)重后果。而三桿閥可以標(biāo)均已達(dá)到進(jìn)口三桿閥水平。進(jìn)口三桿閥在國內(nèi)空分設(shè)定最大開啟壓差,即使在不安全因素情況下發(fā)出錯項目上的應(yīng)用已經(jīng)很多年,以歐賓諾斯進(jìn)口三桿閥為誤指令開啟閥門,三桿閥也不會發(fā)生誤動作,從而有例,該進(jìn)口閥門與杭氧相同口徑的三桿閥相比,流通效保護(hù)分子篩系統(tǒng),免受沖床事故破壞,這是其它偏能力小于杭氧三桿閥額定Cv值杭氧三桿閥較大。但心閥門不具備的。三桿閥也存在一些缺點(diǎn)是進(jìn)口三桿閥體積較小,口徑范圍400-1600mm均可(1)流通能力弱。相同口徑的三桿閥和三偏心蝶以制造,國產(chǎn)杭氧三桿閥由于結(jié)構(gòu)上的限制,目前最閥、兩偏心蝶閥比較,額定流量的Cv值要小一些;應(yīng)小口徑只能做到DN600進(jìn)口三桿閥安裝如圖3所用三桿閥時所選用閥門體積和執(zhí)行機(jī)構(gòu)龐大,工程設(shè)示計時要考慮安裝空間是否足夠。(2)在閥門關(guān)閉位置,由于主動桿距離閥板受力點(diǎn)較遠(yuǎn),無法提供大扭矩,故使用壓力比較低,并且無法滿足雙向密封,因此,分子篩的一半閥門(分子篩出口閥和污氮進(jìn)口閥)根據(jù)實際情況需要反裝,才能達(dá)到密封要求。(3)閥門在開啟式時,密封面會受到分子篩氣體圖3進(jìn)口三桿閥安裝圖顆粒的正面沖刷,會對密封面密封性能有影響。3結(jié)語2國產(chǎn)三桿閥的應(yīng)用國產(chǎn)杭氧自主研發(fā)的三桿閥自2012年5月份投分子篩純化系統(tǒng)閥門切換頻繁,在吸附和再生過用,其安全性、穩(wěn)定性和無故障率等各項性能指標(biāo)在程中,溫度壓力連續(xù)不斷地循環(huán)變化,對閥門的可靠實際應(yīng)用中得到了充分的驗證,完全可以取代進(jìn)口三性和密封性要求都比較高。杭氧針對現(xiàn)在三桿閥依賴桿閥應(yīng)用于空分設(shè)備的分子篩純化系統(tǒng),降低了對進(jìn)進(jìn)口的現(xiàn)狀積極投入開發(fā)終于研制成功三桿閥,成口閥門的依賴性,使空分設(shè)備的投資成本大大降低。為國內(nèi)首個三桿閥生產(chǎn)廠家。杭氧自主研發(fā)的三桿閥目前已經(jīng)成功應(yīng)用在空分裝置上,并且穩(wěn)定無故障運(yùn)考文獻(xiàn)行了一年多。分子篩系統(tǒng)有兩個吸附器,一個工作,另[1]郭延軍.三桿式蝶閥的結(jié)構(gòu)及性能分析.閥門,一個再生,運(yùn)行時每4h切換一次,8h為一個周期,分子篩系統(tǒng)在吸附和再生過程中,閥門開關(guān)幾千次,至[2]李廣林,分子篩閥門控制在DCS中的實現(xiàn)[J2013今沒有發(fā)生任何機(jī)械故障,閥門密封良好,泄漏量在41(6)147~149設(shè)計要求內(nèi)。杭氧氣體公司投資的衢州杭氧3]楊源泉.閥門設(shè)計手冊[M]北京:機(jī)械工業(yè)出版社,40000Nm}/h外壓縮空分設(shè)備,8只切換閥選用杭氧口1992