新型气动快关旋启式逆止阀设计.pdf

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1、新型气动快关旋启式逆止阀设计兰州理工大学石油化工学院(甘肃730050)孙强俞树荣河南开封高压阀门有限公司(475002)郑俊岭【摘要】介绍了超临界火电机组抽汽管道用气动快关旋启式逆止阀的功能要求及结构设计，分析了几种结构的特点及利弊，在产品设计过程中发扬优势克服缺点，提高了阀门的可靠性。【关键词】抽汽阀旋启式快关逆止阀自由启闭关闭时间气动一、前言火力发电汽轮机抽汽系统中，为防止介质的倒流，保护汽轮机水泵等重要设施，根据机组设计的抽汽管道的数量，一般每台机组都需要安装不同参数的抽汽快关逆止阀若6一10台。气动快关逆止阀

2、是火电机组必需的重要设备。根据超临界火电机组抽汽系统的要求，须设计制造气动快关逆止阀，其性能要求为在管道介质倒流、断电、事故等非正常状态下，气动装置辅助阀门瞬间关闭，关闭时间≤O．5s，同时在介质正常运行状态下，逆止阀可以自由启闭，空载自由关闭时间≤1s，达到双层保护的作用。阀门工作参数533℃／22．33MPa，管道材质A335P9l，管道规格妒273×28．6。该阀门工作参数高，功能可靠性要求高。二、现常用气动快关逆止阀介绍现在国内各火电厂常用气动快关逆止阀，其结构都是逆止阀配备弹簧复位式气动执行机构，但结构形式又

3、各有特点，性能各有利弊。现简要介绍两种常用结构如l、。1．上置式直行程气动快关逆止阀所谓上置式，就是直行程气动执行机构安装在逆止阀的上部，其结构如图1所示。该结构阀门阀瓣采用两偏心结构，阀瓣与气动执行机构脱离，气动执行机构上启时阀瓣自由启闭。该结构阀门阀瓣自由启闭灵活，但存在由于阀瓣及其配重块一直处于流动介质中，密封面易被冲刷损坏，且由于两偏心结构对密封面配合要求高，密封面维修研配困难。另外还存在由于执行机构上置，需要安装空间大的缺点。图1上置式气动·陕关逆止阀结构1．阀瓣2轴杆3．气动执行机构2．侧置式直行程气动快关

4、逆止阀侧置式直行程气动执行机构安装在逆止阀的一侧，其结构如图2所示。该结构阀门阀瓣采用旋启式平面密封面密封结构，阀瓣通过摇杆与旋转轴杆刚性连：Ⅲ仲期黑黧熙两2叭5年第5期、、1、1v．e喇x．comI～，M眦9m税仲扰肌用胁通m力雹iGM雹力通用祝税SGA，i”￡ff(·州￡一～⋯rJ．接，气动执行机构通过杠杆作用旋转轴杆达到控制阀瓣的目的。该结构阀门开启时阀瓣基本脱离流道，流阻小，且密封面易于维修。气动执行机构上启时，阀瓣可以实现自由启闭，但阀瓣启闭时需克服轴杆与填料的摩擦力，自由启闭不够灵活，易卡涩。另外，由于气动

5、执行机构离阀门近，隔热效果差，易出现高温损坏气动执行机构活塞密封件而导致其失效的故障。0—一图2侧置式气动快关逆止阀结构1．阀瓣2摇杆3．轴杆4．气动执行机构三、新型气动快关逆止阀设计按照AsMEB16．34标准的规定，该参数阀门主体选择A182C12A材料，阀门压力等级选为CLASS2500SPL，阀门公称尺寸选为NPS10。根据当代阀门设计技术的发展，阀门零件材料选择，强度设计不难完成，本文不再赘述。为保证阀门的性能可靠性，阀门结构设计吸收了上述两种阀门结构的优点，改进其不合理之处。同时由于阀门工作温度压力高，阀门

6、设计时要充分考虑高温高压的影响。阀门结构设计如图3所示。1．阀瓣启闭结构设计(1)摇杆与轴杆的双滑动设计摇杆与轴杆之间设计衬套，衬套及相关零件端部全部加工成圆角，并对轴杆和衬套表面作渗氮处理，提高其表面硬度。该三个零件都是径向间隙设计，且设计间隙考虑材料线胀系数，计算在高温工况下的膨胀量，使设计间隙大于膨胀量，避免高温下材料的膨胀变形导致的阀瓣与轴杆间的抱死现象。该结构设计两个滑动副，并在其表面渗氮以及通过间隙高温校核设计合理间隙等措施，最大限度地保证了阀瓣启闭的灵活性和可靠性。(2)驱动套空行程离合结构设计驱动套与驱

7、动轴杆采用平键刚性连接，驱动套与摇杆采用部分空行程离合连接，气动执行机构只起辅助快速关闭功能，实现阀门气动执行机构强制快速关闭及自由启闭的双层功能，如图4所示。弧动套凸台h一——f_司广JL一廖目摇朴l“I≠图4阀瓣驱动套空行程离合连接结构(3)气动执行机构辅助开启结构设计旋启式逆止阀阀瓣的开启依靠介质的动水力矩，当管道中介质流量较小且不稳定的情况下，阀瓣会出现忽开忽关的情况，如此会对密封面造成冲击，加快密封面磨损，并产生噪声。设计气动执行机构开启角度时，使其过开10左右，可实现阀瓣初开启时，气动执行机构有辅助阀瓣旋启

8、的作用。但是这个角度的设置是要考虑阀瓣自重产图3新型气动快关逆止阀结构I阀瓣2．摇杆3．车由杆4气动执行机构5气缸连接架6．隔温垫7．阀体连接架8、9衬套10．驱动套GM通用栅桩、、wme蜘x．com2015年第5期生的扭力能克服气功执行机构产生的开启扭力，避免密封面不能贴合的情况。(4)阀瓣自由关闭时间的计算阀门要求自由关闭灵活