超低温阀门的缩颈技术.pdf

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1、５３０化工机械２０１６年*超低温阀门的缩颈技术李河**１张周卫１，２汪雅红１，２李跃１（１．兰州交通大学环境与市政工程学院；２．甘肃中远能源动力工程有限公司）摘要针对超低温阀门阀盖颈部长度过长和阀杆高度过高的问题，提出了弹性阀杆技术、散冷翅片技术、迷宫密封和多重密封技术，为超低温阀门阀盖和阀杆的结构设计优化提供技术参考。关键词超低温阀门弹性阀杆技术散冷翅片技术迷宫密封和多重密封技术＋中图分类号ＴＱ０５５.８１文献标识码Ｂ文章编号０２５４-６０９４（２０１６）０４-０５３０-０２随着现代工业技术的快速发展，液氢、液氧及弹簧改变整体阀杆长度

2、的方式自适应调节，即上液化天然气等得到了广泛应用。而低温液体的液下阀杆因温差产生的应力将全部卸载到弹簧上，化分馏、运输和储存需要大量的超低温阀门，因此使它们不会发生形变。在超低温工况下，可根据［１］超低温阀门的应用也越来越广。但是由于超系统的具体要求，调节并校正阀杆弹簧预应力，并低温阀门使用环境温度太低，技术条件要求比较在预紧状态下安装于阀杆上，使阀杆弹簧预应力苛刻，因此发展遇到了一些瓶颈，例如，确定超低大于超低温管道内的工作压力。设置有预应力的温阀门阀盖颈部的长度、将阀盖颈部长度和阀杆可收缩弹性阀杆可根据超低温工况下阀体的温差高度缩小

3、到最短等。尤其是阀盖颈部的长度，国应力自由收缩，以适应阀体的温度变化。这不仅内外都没有具体的理论计算公式，技术人员大都能够保证密封面所需的预应力，确保密封面不会［２］凭借经验或采用实验和模拟的方法确定其值。因为大温差变化而导致泄漏，而且还能够降低阀根据超低温阀门在超低温（－１００℃以下）条杆高度，减小阀杆旋转时的扭矩。件下的工作特点，超低温球阀、闸阀及截止阀等为了保护填料函，使填料底部温度保持０℃以上，防止填料函因温度过低而冻伤。它们的阀盖通常采［３］用长颈阀盖的结构形式，但是随着阀盖颈部长度的增加，阀杆长度也会增加，在阀门开启和关闭过

4、程中，阀杆扭矩也随之增加，其旋转作用力也随之加大；同时，阀门体积增大，占用空间增大，制造加工成本也会增大。为此，笔者针对超低温阀门长颈阀盖结构存在的缺点，提出了弹性阀杆技术、散冷翅片技术、迷宫密封和多重密封技术，以缩短超低温阀门阀杆高度和阀盖颈部的长度，从而减［４，５］小超低温阀门整体高度。图１弹性阀杆的结构示意图１弹性阀杆技术２散冷翅片技术弹性阀杆的结构示意图如图１所示。弹性阀根据超低温阀门冷量由阀体向上传递的特杆在超低温工作条件下，其上阀杆与下阀杆之间（下转第５５８页）有由温差应力产生的相互作用力，可以通过阀杆*国家中小企业创新基金

5、项目（１２Ｃ２６２１６２０７０１７，１３Ｃ２６２１６２０５８７８）。**李河，男，１９９０年１月生，硕士研究生。甘肃省兰州市，７３００７０。５５８化工机械２０１６年［１１］段栋．不同硫化体系氟橡胶硫化特性及物理性能［Ｊ］．石油矿场机械，２０１１，４０（１０）：７２～７６．的对比［Ｊ］．特种橡胶制品，２０１０，３１（６）：４１～４５．（收稿日期：２０１５-０７-２８，修回日期：２０１６-０７-１０）［１２］苗同勇，刘永旺，赵伟，等．等壁厚螺杆钻具及应用

6、（上接第５４９页）选材导则》和ＳＨ／Ｔ３０９６-２０１２《高硫原油加工装置仪，对腐蚀情况进行定期检测，对腐蚀规律进行深设备和管道设计选材导则》。入分析，加强保护措施。对于较为容易腐蚀的管４．４在提高工艺措施（优化电脱盐工艺、按工艺道、容器及设备等，实行在线定点普查，提高检测要求加注适量中和缓蚀剂）的基础上，加强在线频率，及时排除隐患，避免产生严重事故。腐蚀监测。４．５在常压塔顶空冷器上安装在线腐蚀检测（收稿日期：２０１６-０３-２８）（上

7、接第５３０页）点，实际应用中可根据阀门的大小，在阀盖外设置的高度。传热系数较大的多重圆形散冷翅片（图２），以增此外，在阀门顶部设置多重低温密封，并填充大阀盖颈部与环境的换热面积，强化金属壁面与多重密封函，以满足超低温的密封要求，最大限度［３］周围环境的对流换热。当冷量向上传递时经散冷地降低超低温介质的泄漏。翅片散入大气环境中，可有效阻止冷量继续向上４结论传递，确保填料函不结霜、不结冰。４．１采用弹性阀杆技术可极大地降低超低温阀门阀杆的高度，减小阀杆旋转时产生的扭矩。４．２加装散冷翅片后，增大了阀盖颈部与环境的换热面积，阻止了冷量的向上传

8、递，减小了超低温阀门阀盖颈部的长度。４．３采用迷宫密封和多重密封技术可使超低温阀门的密封性能更好，安全性能更高。４．４将３种技术结合，可有效降低阀门的整体高度，使超低温阀门的体积更小，结构更精巧，更图２散冷