滑板阀结构设计及参数优化研究

发布时间：2020-08-03 10:05

【摘要】：煤化工装置整个工艺流程中存在很多的工艺阀门,煤化工装置的主要特点是高温、高压,介质中含有大量的硬固体颗粒,因此传统的石油化工用阀门如闸阀、截止阀等基本上不适用。煤化工工艺介质中存在的大量固体颗粒极易导致阀门磨损、冲刷、堵塞和粘结等,从而导致阀门开关失效甚至泄漏,造成整个装置瘫痪。国外煤化工装置阀门历经长期的技术攻关和反复试验,技术上已趋于成熟,针对传统工艺阀门在煤化工装置上的使用缺陷,国外一些厂家研制的滑板阀在很大程度上可以解决上述问题,且其具有结构简单、安装空间小等特点,但是目前滑板阀在使用过程中仍然暴露出许多问题,这些问题主要表现在阀门长时间运行后阀门内漏、外漏、开关卡阻等方面。本课题根据煤化工装置工艺阀门的运行环境、结构及介质物性等参数,参考国外阀门的研究情况,选取典型工况的问题阀门,通过详细设计计算(强度、刚度、操作力矩、流速等)开展滑板阀结构设计、密封面选材研究,针对传统工艺阀门在煤化工装置中暴露的问题做针对性结构改进,并通过有限元分析的方法对阀门结构进行优化,解决阀门在运行过程中出现的开关卡阻、密封面泄漏等问题,使滑板阀更好的运用与煤化工装置。本文通过对煤化工装置滑板阀使用状况分析调研,得出滑板阀主要失效模式,并通过有限元分析的方法对滑板阀进行优化设计、选材,通过对滑板阀关键密封结构有限元分析,优化阀门密封结构,为滑板阀密封结构设计提供理论依据,并通过滑板阀样机制造、型式试验方法对滑板阀密封结构进行验证,最终形成滑板阀密封结构设计方法。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ53;TQ055.81
【图文】：

噢夯犷ぷ爸霉ひ辗纭诺难芯烤哂薪洗蟮恼铰砸庖濉Ｍ?1.1 典型煤直接液化工艺流程图1.1 滑板阀研制背景及意义1.1.1 滑板阀研制背景煤化工装置中存在着大量的工艺阀门，主要起切断管路介质的作用，但是由于介质中存在大量硬度较高的固体颗粒，极易导致阀门磨损、冲刷、堵塞和粘结，传统的石油化工用阀门如闸阀、截止阀、止回阀等基本不适用。金属硬密封球阀在开关过程中不易使介质粘附在密封面上，因此具备良好的密封性能，曾在煤化工装置上有过较为广泛的运用，但是金属硬密封球阀在长时间使用后易在阀门腔体处堆积固体颗粒，最终导致阀门功能的丧失；刀型闸阀在多晶硅等含固耐磨工况有过成功运用的经验，其较小的中腔间隙可有效避免固体颗粒在中腔处的堆积导致的阀门失效问题，刀型闸阀在煤化工装置上也有运用业绩，但刀型闸阀在开关过程中易使介质粘附在密封面上，易导致阀门在开关过程中出现卡阻、内漏等问题。滑板阀，其设计理念源于刀型闸阀，结合金属硬密封球阀的结构特点，可应用于介

图 1.2 典型颗粒工况球阀开关卡阻原理图图 1.3 浮动阀座结构示意图门内漏或外漏或者外漏问题：如图 1.4，传统刀型闸质中含有的固体颗粒易粘附在密封面上，易使阀门导致密封面内漏；固体颗粒易进入阀杆密封区域，，造成阀门外漏。

图 1.3 浮动阀座结构示意图阀门内漏或外漏或者外漏问题：如图 1.4，传统刀型闸阀，介质中含有的固体颗粒易粘附在密封面上，易使阀门在从而导致密封面内漏；固体颗粒易进入阀杆密封区域，导划伤，造成阀门外漏。

【参考文献】

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本文编号：2779477