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上海申弘閥門有限公司
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智能一體化電動法蘭球閥電動耐腐蝕襯氟塑料球閥電動耐腐蝕襯氟塑料球閥
Q947H/Y電動固定球閥 電動固定球閥 氣動固定球閥 固定球閥
【電動固定式球閥】是新一代高性能球閥，采用內置DCS/PLC伺服系統的電動執行機構與球閥直連方式，無須另配伺服放大器，輸入4-20mA信號及220VAC電源即可控制運轉固定球閥的啟閉。具有連線簡單，結構緊湊、尺寸小、重量輕、阻力小、動作穩定可靠等優點。適用于長輸管線和一般工業管線，其強度、安全性、耐惡劣環境性等在設計時進行了特殊考慮，適用于各種腐蝕性和非腐蝕性介質作兩位切斷、調節的使用。
介紹了高溫閥門的結構特點和工作原理，指出了閥門采用汽封防結焦使蒸汽消耗量大以及由此產生的污水較多的問題。根據焦化裝置的工藝特點，提出了將高溫閥門蒸汽汽封改為富氣氣封的方案，并進行了工藝分析和試驗。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調式減壓閥,自力式減壓閥
1、概述
某2.4Mt/a 延遲焦化裝置采用兩爐四塔工藝，正常生產24h 生焦。裝置上共有16 臺高溫閥門，其介質為渣油或油氣，操作溫度約500℃，介質容易結焦，為防止介質結焦影響閥門開關，每個閥門都有蒸汽汽封線，通過在波紋管內外腔、閥腔和填料等部位連續注入1. 0MPa 蒸汽防止結焦。這16 臺高溫閥門總的汽封蒸汽消耗量在1. 0MPa 時約為6t /h，這些蒸汽進入閥體后將轉化為含硫污水，不但能耗高，而且增加下游污水處理場的負荷。
2、高溫閥門
高溫閥門(表1) 安裝在焦化裝置焦炭塔的進料線和油氣線上。
2.1、進料隔斷閥
進料隔斷閥( 圖1) 采用VELAN 球閥，其有4個汽封蒸汽注入點，即閥腔、填料箱、波紋管內外腔。在閥門全開或全關時，閥腔、填料箱以及波紋管外腔部位注入汽封蒸汽后在球體、閥座及填料間形成了密閉的高壓空間，在球體和閥座緊密貼合時不消耗蒸汽，但隨著閥門多次開關使用，球體和閥座之間有輕微磨損，蒸汽會少量泄漏。填料是非金屬材料，密封較嚴密，其汽封管路溫度較低，泄漏量較少。閥腔和波紋管外腔的汽封管路溫度較高，泄漏量較多。波紋管內腔注入汽封蒸汽后，在閥門全開時不能形成密閉空間，只是通過蒸汽連續不斷的進入高溫渣油中來阻止高溫渣油串入到波紋管內腔，從而防止波紋管內腔結焦，使閥門開關靈活不卡塞。在閥門全關時，汽封蒸汽進入波紋管內腔后能在進料隔斷閥與四通閥之間的管路形成密閉的高壓空間，實際也會有少量蒸汽泄漏。
表1 焦化高溫閥門
焦化裝置高溫閥門防結焦研究
在閥門開關過程中，閥腔和波紋管外腔的密閉空間被打破，此時會消耗大量蒸汽。為節約蒸汽消耗，在每根汽封線上都安裝有孔板。汽封蒸汽耗量主要與蒸汽壓力、蒸汽溫度和孔板孔徑有關，過熱50℃的1.0MPa 蒸汽經過3/16 in. 和1 /4 in. 孔徑孔板的流量分別為195kg /h 和340kg /h( 表2) 。每臺進料隔斷閥的汽封蒸汽耗量為zui大約740kg /h，持續時間約30s。由于進料隔斷閥在每個48h 生產周期內，在大吹汽、除焦等階段的全關期間有17.5h的時間是停用汽封蒸汽的，所以平均每臺閥門的汽封蒸汽耗量約174kg /h。
在延遲焦化裝置高溫、介質具有磨損與腐蝕性、粘結性和溫度交變的苛刻工況條件下，焦炭塔底進
料管線和焦炭塔頂大油氣線均通過高溫防結焦球閥來實現過程控制，目前該閥門大多依賴進口。結
合延遲焦化裝置對高溫防結焦球閥的工況要求，從閥門設計、結構特點、高溫熱態試驗、執行機構
選擇和工業應用等方面進行分析，闡述了所開發的高溫防結焦球閥能夠滿足延遲焦化裝置工況要
求，通過工業應用驗證了產品的安全可靠性，可以實現替代進口。
延遲焦化裝置在煉油廠中的操作條件非常惡劣，原料通常來自常減壓裝置的減壓渣油、渣油罐區的
原油、催化裝置的催化油漿、污油罐區的污油和乙烯裝置裂解焦油，通過加熱爐加熱到一定的溫度
(大約500℃)后進入焦炭塔，在塔內適宜的溫度、壓力條件下發生裂解、縮合、餾分等一系列化學
反應，zui終生成氣體、汽油、柴油、蠟油、循環油組分及焦炭等產品。在每個焦炭塔中，一般通
過8-12個關鍵閥門，來控制所輸送的蒸汽、水、油漿、烴類或者調節管線流量。由于渣油粘度大
溫度高、開關頻繁，因此需要采用高性能的閥門以保證延遲焦化裝置的穩定運行。
中國的延遲焦化裝置已經超過100套，并呈現大型化趨勢，閥門所處的工況環境不僅口徑增大，操
作溫度和操作壓力也在不斷提升。延遲焦化裝置的苛刻工況是：
1)高溫：焦炭塔底進料管線溫度高達495-510℃，焦炭塔頂大油氣線溫度在420-460℃;在如此高溫
的條件下，閥門材料受熱膨脹，易出現扭矩異常加大或高溫“抱死”現象。
2)含焦粉或含硫介質：含焦粉介質容易使閥門在轉動過程中造成密封面拉傷或磨損;焦炭中殘留的硫
與水結合后具有腐蝕性，閥門密封面易出現點腐蝕，從而影響閥門密封性能。
3)溫度交變：在生焦和除焦過程中，過程溫度會經歷從常溫到500℃高溫的周期性變化，閥門頻繁
開關，容易出現介質泄漏現象，并可能造成引起著火，危及裝置安全。
4)渣油粘度大：由于渣油粘度非常大，容易在閥座、球體、閥軸等部位結焦或積碳，導致閥門動作
困難或密封失效。
焦化裝置高溫閥門防結焦研究高溫防結焦球閥的高溫熱態試驗
為確保提供在延遲焦化裝置上的高溫防結焦球閥的安全可靠性，除對高溫防結焦球閥按照
API598標準所有常規檢查后，包括殼體強度試驗和密封性能試驗之外。每一臺高溫防結焦球
閥均應在工廠內進行高溫熱態試驗，通過盡可能模擬防結焦球閥的實際工況，檢驗閥門在高
溫下的開關動作、吹掃功能、涂層性能，確保閥門在延遲焦化高溫工況下的可靠性。
高溫防結焦球閥使用3年后下線維護圖片
圖3 高溫防結焦球閥使用3年后下線維護
3、工業應用
如圖2(a)和圖3所示，上述所開發的高溫防結焦球閥通過工業實際應用，證明其能滿足延遲焦
化裝置工況要求，產品安全可靠，并已經實現批量生產，在延遲焦化裝置中與國外品牌相比
具有較高的競爭力，可實現替代進口。
圖1 進料隔斷閥
表2 進料隔斷閥汽封配置
焦化裝置高溫閥門防結焦研究
3、結語
閥門蒸汽汽封改富氣氣封后，既不會對閥門的使用造成影響，也不會對生產工藝造成較大影響。經實際使用油氣隔斷閥的檢驗，效果良好，同類裝置也可以借鑒。
執行機構可根據用戶要求另配置UNIC、PSQ、HQ、DHL等型號電子式電動執行機構或GTX、AL等氣活塞式執行機構。
電動固定式球閥 執行標準
1、設計與制造：GB12237-89、API608、API 6D、JPI 7S-48、BS5351、DIN3357。
2、法蘭尺寸：JB/T74～90（JB74～90）、GB9112～9131、HGJ44～76、SH3406、ANSI B16.5、JIS B2212～2214、NF E29-211、DIN2543。
3、結構長度：GB12221-89、ANSI B16.10、JIS B2002、NF E29-305、DIN3202。
4、檢驗主試驗：JB/T 9092、API 598。
Q947Y電動固定球閥 規格參數
CH系列執行機構技術參數 | 閥體參數 | |||
電源 | AC200/220V，50/60Hz | 公稱通徑 | DN10～300mm | |
輸出力矩 | 50N·M～2000N·M | 公稱壓力 | PN1.6 2.5 4.0 6.4 31.5MPa（定制） | |
動作范圍 | 0～90° 0～360° | 泄漏量 | 軟密封:零泄漏 | 硬密封:≤額定流量的10-5 |
動作時間 | 15秒/30秒/60秒 | 執行機構 | 可另配PSQ、HQ、UNIC、361RS等系列 | |
保護裝置 | 過熱保護 | 流量特性 | 快開特性 | |
環境溫度 | -30°～60° | 可調范圍 | DN50-80 | DN100-800-1200 |
250:1 | 350:1 | |||
手動操作 | 同附帶手柄操作 | 基本誤差 | ±1% | |
限位 | 電氣、機械二重限位 | 死區 | ≤1% | |
防護等級 | 相當于IP-65 | 回差 | ≤1% | |
位置測量 | 可選裝開關或電位計 | 適用溫度
| 密封面 | |
驅動電機 | 8W/E | PTFE≤150℃ RTFE≤180℃ PPL≤300℃
| ||
進線接口 | PE1/2〞進線線鎖 | |||
CH系列執行機構可直接接收計算機或工業儀表等輸出的4～20mADC或1～5VDC控制信號，220VAC電源,根據閥位反饋信號與設定值比較偏差對執行機構驅動電機進行智能步距調整（PID調節），以實現與執行機構配套的閥門或其他裝置開度的精確定位，同時輸出4～20mADC的位置反饋信號。其核心控制部件電子式伺服控制器應用現代數字技術，對DCS/PLC規范設計而成，集信號采集、處理、反饋、控制于一體。采用*的電子制動電路并附加機械阻尼裝置消除慣性，可瞬時停機，定位時無振蕩，定位精度可達0.3%以上。可控硅輸出，動作時間快，輸出穩定，可靠性高。體積小，輕便宜人，性能可靠，配套簡單，流通能力大，特別適合于介質是粘稠，含顆粒，纖維性質的場合。目前該閥廣泛應用于食品，環保，輕工，石油，造紙，化工，教學和科研設備，電力等行業的工業控制系數。
Q47型固定式球閥是新一代高性能球閥，適用于長輸管線和一般工業管線，其強度、安全性、耐惡劣環境性等在設計時進行了特殊考慮，適用于各種腐蝕性和非腐蝕性介質。它與浮動球閥相比，工作時，閥前流體壓力在球體上產生的作用力全部傳遞給軸承，不會使球體向閥座移動，因而閥座不會承受過大的壓力，所以固定式球閥的轉矩小、閥座變形小，密封性能穩定、使用壽命長，適用于高壓、大口徑場合。*的彈簧預閥座組件，具有自緊特性，實現上游密封。每閥有兩個閥座，每個方向都能密封，因而安裝沒有流向限制，是雙向。
本閥有二塊式和三塊式兩種閥體結構，中法蘭用螺栓連接，密封采用增強聚四氟乙烯鑲入不銹鋼圈內，鋼圈后部沒有彈簧保證閥座緊貼球體，保持密封。上下閥桿均沒有PTFE軸承，減少磨擦，操作省力，小軸底部沒有調整片，保證球與密封圈的接處位置。
全通徑：閥門流量孔徑與管線內徑*，以便管線清掃
（1） 操作省力：球體由上下軸承支撐，減少摩擦，消除了由于進口壓力推動球體與密封座形成的巨大密封負荷而造成過大的扭矩。
（2） 密封性能可靠：PTFE單性材料密封圈嵌于不銹鋼閥座內，金屬閥座尾端設有彈簧保證密封圈足夠的預緊力， 閥門在使用過程中密封面磨損時，在彈簧作用下閥門繼續保證良好密封性能。
（3） 防火結構：為防止由于驟熱或火災的出現，使聚四氟乙烯密封圈燒毀，發生較大泄漏，而助長火勢，在球體與閥座間設置防火密封環，在密封圈燒毀時，在彈簧力作用下，將閥座密封環迅速推向球體上，形成金屬與金屬密封，起到一定程度的密封效果。耐火試驗符合APl 6FA和APl 607標準要求。
（4） 自動泄壓功能：當閥門中腔停滯的介質壓力異常升高超過彈簧的預緊力時， 閥座后退脫離球體，達到自動泄壓的效果，卸壓后閥座自動復位。
（5） 排泄管路： 閥體上下均設置排泄孑L，可檢查閥座是否發生泄漏，在工作中， 閥門處于全開或全關時，卸掉中腔壓力，可直接更換填料；可以排放中腔滯留物，減少介質對閥門的污染。輔助密封設置系統（客戶需要請在訂購時說明）
（6） 本閥門設計有輔助的閥座緊急密封系統，一旦密封受損或出現緊急十青況而不能密封時，通過輔助密封系統向密封面注射相應的密封劑即可修復密封面，達到緊急密封。當輸送的介質不潔或含有少量顆粒時，為保護密封面，確保達到可靠的密封，還可給這一裝置注射相應的清洗劑或潤滑劑對密封面進行清洗。
（7） 廣泛適用于食品、醫藥、石油、化工、天然氣、鋼鐵、環保、造紙等輸送管路介質的切斷或流通。還可給這一裝置注射相應的清洗劑或潤滑劑對密封面進行清洗。
1、Q947F電動固定球閥手動部分可采用鋼板壓制的手柄或不銹鋼鑄造的手柄，手柄設有限位結構，在閥門開啟/關閉的位置設定限位，當閥門使用在關鍵裝置上時,限位塊上設有鎖孔可鎖定開關位置避免誤操作，手柄上有明顯地開和關標識。
2、閥桿采用A182F（1Cr13）整體鍛造并調制處理，硬度達到HB220～250。閥桿通過平鍵或花鍵或方契與手柄連接，通用性強，拆裝方便。閥桿設有防吹出結構。
3、閥門的填料選用編結、柔性石墨密封圈或四氟烯密封圈，使得閥桿在一定的潤滑情況下實現可靠的密封。
4、根據需要球閥可設計成防靜電結構，在球體與閥桿、閥桿與閥體之間設置導電彈簧,避免靜電打火點燃易燃物質，確保系統安全。
5、密封副形式多樣，根據不同工況可選用軟密封/硬密封/防火閥座等結構；DN150以下為浮球形式，DN200以下為固定球閥形式。
6、球閥閥座處可設置輔助密封結構，在閥座和閥桿部位加裝注脂閥,緊急情況下可暫時密封，并可根據需要加長閥桿以適宜埋地鋪設得場所。
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