延迟焦化装置高温防结焦球阀的特点与应用

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1、石油化工设计基褪应用PetmchemicalDesign延迟焦化装置高温防结焦球阀的特点与应用吴建伟，向艳梅(上海开维喜阀门集团有限公司，上海201416)摘要：在延迟焦化装置高温、介质具有磨损与腐蚀性、粘结性和温度交变的苛刻工况条件下，焦炭塔底进料管线和焦炭塔顶大油气线均通过高温防结焦球阀来实现过程控制，目前该阀门大多依赖进口。结合延迟焦化装置对高温防结焦球阀的工况要求，从阀门设计、结构特点、高温热态试验、执行机构选择和工业应用等方面进行分析，阐述了所开发的高温防结焦球阀能够满足延迟焦化装置工况要求，通过工业应用验证了产

2、品的安全可靠性，可以实现替代进口。关键词：延迟焦化装置高温防结焦球阀波纹管刮刀结构热态试验延迟焦化装置在炼油厂中的操作条件非常恶起着火，危及装置安全。劣，原料通常来自常减压装置的减压渣油、渣油罐4)渣油粘度大：由于渣油粘度非常大，容易在区的原油、催化装置的催化油浆、污油罐区的污油阀座、球体、阀轴等部位结焦或积碳，导致阀门动和乙烯装置裂解焦油，通过加热炉加热到一定的作困难或密封失效。温度(大约500℃)后进入焦炭塔，在塔内适宜的温度、压力条件下发生裂解、缩合、馏分等一系列l高温防结焦球阀的结构特点化学反应，最终生成气体、汽油

3、、柴油、蜡油、循环高温防结焦球阀的结构如图l所示：采用两油组分及焦炭等产品。在每个焦炭塔中，一般通段式浮球结构，由阀体、球体、阀座、波纹管、填料过8—12个关键阀门，来控制所输送的蒸汽、水、箱、支架、电动执行机构等主要部件组成¨j。油浆、烃类或者调节管线流量。由于渣油粘度大、1)采用“杆球一体化设计”：高温防结焦球阀温度高、开关频繁，因此需要采用高性能的阀门以的球体采用“杆球一体化”结构设计，在保证球体保证延迟焦化装置的稳定运行。与阀杆同轴度的同时，有效保证了阀杆的强度。中国的延迟焦化装置已经超过100套，并呈球体与阀杆采

4、用锻件一体加工而成，一方面消除现大型化趋势，阀门所处的工况环境不仅口径增了阀杆和阀球之间类似销(键)的机械连接，减少大，操作温度和操作压力也在不断提升。延迟焦了因扭矩过大产生局部挤压变形对开关位置精度化装置的苛刻工况是：的影响，并提高球杆连接处的强度；另一方面，一1)高温：焦炭塔底进料管线温度高达495～体化锻件结构也提高了球体与阀杆的综合性能。510℃，焦炭塔顶大油气线温度在420—460℃；在2)采用刮削式阀座结构设计：为了防止焦粉如此高温的条件下，阀门材料受热膨胀，易出现扭颗粒进入阀座，阀座密封面上设计有带有锋利刀矩

5、异常加大或高温“抱死”现象。口的刮削式结构。独特的刮削式设计阀座使阀门2)含焦粉或含硫介质：含焦粉介质容易使阀在开关过程中能完全清除附着在球体表面粘结的门在转动过程中造成密封面拉伤或磨损；焦炭中残留的硫与水结合后具有腐蚀性，阀门密封面易收稿日期：2013—1l一05。出现点腐蚀，从而影响阀门密封性能。作者简介：吴建伟，男，2001年毕业于南京理工大学机3)温度交变：在生焦和除焦过程中，过程温度电一体化专业，学士，工程师，主要从事严苛工况阀门会经历从常温到500℃高温的周期性变化，阀门的设计研发与工程技术服务工作。联系电话：

6、021—频繁开关，容易出现介质泄漏现象，并可能造成引57491111；E—mail：jianwei．wu@shkvalve．com·38·石油化工设计2014年第l期(第3l卷)焦油或焦粉颗粒，确保阀门开关自如，同时具有阀球间的紧密磨合，形成了一个独特的宽带面良好的密封性能，并通过精密加工的阀座面与密封。n娩¨m98765432●图l高温防结焦球阀结构示意l一付阀体；2一主阀休；3一垫片；4一波纹管；5一波纹管保护套；6一阀座；7一球体；8一止推垫片；9一填料箱；lO一填料；1l一填料压板；12一填料；13一支架；14一电

7、动执行机构3)球体表面和阀座密封面进行特殊硬化喷涂解决阀门内件因被渣油粘结而造成的无法开启的处理，可有效解决因介质含焦粉易造成阀门在转问题，同时有效保护填料。动过程中密封面拉伤、磨损和介质含硫密封面易7)活载填料设计：在填料压紧螺柱和填料压出现点腐蚀的问题，球体和阀座采用同种基材保紧螺母之间设置蝶型弹簧预紧(即活载结构)，高证高温下球体与阀座具有相同的热膨胀系数，球温防结焦球阀在温度和应力交变中，组合填料的体表面和阀座密封面喷涂耐磨合金可提高球体与预紧力可以得到连续性补偿，从而减少填料因预阀座的抗拉伤及抗腐蚀能力，延长阀门

8、使用寿命。紧力突然失压从阀杆处泄漏的可能。4)波纹管阀座密封设计：为保证实际运行时8)执行机构的选型：高温防结焦球阀执行机构(有介质压力)阀座与阀球之间有一个初始的接触的选择，需要考虑随着时间的推移，渣油结焦或沉应力，进口端阀座后采用波纹管独特设计结构，温积、温度交变过程中管线膨胀或收缩要求执行机构度和