撐開式球面閘閥的使用效果分析

撐開式球面閘閥的使用效果分析介紹了一種新型管線切斷閥的構(gòu)造和動(dòng)作原理、產(chǎn)品的突出優(yōu)點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域和對(duì)工況的限制。一、前言

撐開式球面閘閥是由**工程公司(SEI)和**石化閥門公司共同研發(fā)的新型構(gòu)造的管線切斷閥，于20**年共同取得了國家專利(專利號(hào)：ZL03219993.7)。該閥在構(gòu)造和動(dòng)作原理上吸取了閘閥和球閥的優(yōu)點(diǎn)，克服了它們的缺點(diǎn)，所以被譽(yù)為閘閥的新一代產(chǎn)品，它的安裝連接尺寸和普通閘閥相同，可以代替互換。該產(chǎn)品已形成閥門專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：JB/T10673-20**，產(chǎn)品列入國家火炬計(jì)劃項(xiàng)目和***市專利產(chǎn)業(yè)化重大科技專項(xiàng)，多年來已廣泛應(yīng)用于石油、化工行業(yè)，產(chǎn)值累計(jì)超過3億元。二、構(gòu)造和動(dòng)作原理

撐開式球面閘閥的構(gòu)造和動(dòng)作原理如下列圖所示。撐開式球面閘閥的閥芯由三塊組合而成，中間一塊為楔式錐體，兩側(cè)各有5°斜面(類似于閘閥的閘板)，斜面上銑有T形槽。組合閥芯的兩側(cè)各有一塊半球形閥瓣，稱為球瓣，其球面即為密封面。球瓣和楔式錐體靠T形槽相互連接配合。楔式錐體和閥桿固定，可隨閥桿同步升降或旋轉(zhuǎn)。球瓣的上方和下方分別有限位環(huán)和調(diào)整墊限制，不能隨楔式錐體作上升、下降運(yùn)動(dòng)，只能沿T形槽上下滑動(dòng)，在水平方向平移或隨楔式錐體旋轉(zhuǎn)。閥桿的上端加工梯形螺紋，與閥桿螺母相配合，閥桿螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)由手輪、錐齒輪頭、電動(dòng)頭驅(qū)動(dòng)，和普通閘閥的操作方法相同。閥桿的中部有一軌道銷，銷的兩端各裝一只滾輪，滾輪可在支架的導(dǎo)向槽內(nèi)滾動(dòng)，閥桿的運(yùn)動(dòng)軌跡由導(dǎo)向槽限制。

當(dāng)閥門需要關(guān)閉時(shí)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)手輪，帶動(dòng)閥桿螺母旋轉(zhuǎn)，閥桿螺母帶動(dòng)閥桿和楔式錐體旋轉(zhuǎn)90°，然后沿軸線下移，球瓣也隨楔式錐體旋轉(zhuǎn)90°，到閥門關(guān)閉位置，然后向兩側(cè)平移撐開，靠向閥體密封面，實(shí)現(xiàn)閥門關(guān)閉。當(dāng)閥門需要打開時(shí)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)手輪，通過閥桿螺母和閥桿，帶動(dòng)楔式錐體上升，使球瓣向中間收攏，脫離閥體密封面，然后楔式錐體帶動(dòng)球瓣旋轉(zhuǎn)90°，將閥門打開。

由上述分析可見，該閥門的構(gòu)造和動(dòng)作原理是閘閥和球閥的組合，具有流通面積大、自鎖性好、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，更突出的優(yōu)點(diǎn)如下。

1)密封副配對(duì)是球面(球瓣)對(duì)錐面(閥座)，密封比壓大，很容易密封。

2)閥門在啟閉過程中，密封副分離，相互無摩擦，因此開關(guān)省力，閥門使用壽命長。

3)閥門開啟時(shí)，只提升很短距離，旋轉(zhuǎn)90°即可，所以開啟時(shí)間短，只有閘閥的十分之一。

4)安裝空間小，只有閘閥的三分之二，有利于管道布局。三、安裝使用

撐開式球面閘閥在**集團(tuán)金陵石化分公司得到廣泛應(yīng)用，20**～20**年金陵石化已訂貨11批，共計(jì)892臺(tái)，分別安裝在常減壓、催化、重催、加氫、制氫和焦化等裝置上，閥門的公稱壓力為PN16～PN160(CL150～CL900)，公稱通徑為DN100～DN600(NPS4～NPS24)，閥體材質(zhì)主要是WCB，也有WC6、C5和CF8等。閥門的適用介質(zhì)和普通閘閥一樣，所以該閥門是閘閥的最新一代產(chǎn)品。由于閥門不僅啟閉速度快，而且操作省力，所以深受操作人員的喜愛。

本閥門在安裝使用中，也有一定的局限性，由于閥體內(nèi)腔有較大的空間，如果介質(zhì)內(nèi)有焊條、焊渣、砂石或其他固體雜物，很容易在閥體內(nèi)沉積，不易排出，普通閘閥的閥體下部也有溝槽，也面臨因固體雜物沉積而導(dǎo)致閘板下不去的問題。如果固體顆粒不是很大(直徑不超過1mm)，例如在催化裝置和焦化裝置中，固體顆粒濃度<300ppm(1ppm=10-6)，可以正常使用。根據(jù)在***金陵石化公司的多年使用經(jīng)驗(yàn)，以下工況最好不選用撐開式球面閘閥：

1)焦化裝置的焦化塔底部，閥體內(nèi)部容易沉積焦炭粉。

2)焦化裝置的甩油系統(tǒng)，焦油和焦粉容易結(jié)焦，阻滯軌道運(yùn)動(dòng)，影響閥門啟閉。

3)催化裝置的催化劑粉塵濃度超過500ppm的不適用，除非增加吹掃功能。

4)對(duì)于走水系統(tǒng)，如果閥門常期關(guān)閉(超過半年)，氧化皮過厚，會(huì)阻滯導(dǎo)軌移動(dòng)。希望使用單位半年之內(nèi)能將閥門開關(guān)一次。四、結(jié)語

撐開式球面閘閥作為一種全新構(gòu)造的管線切斷閥，已在**、**、中海油、中化集團(tuán)和神華集團(tuán)等國內(nèi)最大的石化能源集團(tuán)公司