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新一代超强抗磨损电动排渣闸阀

作者:佚名 来源:科学与财富 202019期 时间:2020-11-17

摘要:新一代超强抗磨损电动排渣闸阀,是我公司经根据市场调研,参照相关新产品开发指南,经对华能德州电厂、华能榆社电厂、鹤壁鹤淇发电有限责任公司、山东邹县发电厂等十余家...

  摘要:新一代超强抗磨损电动排渣闸阀,是我公司经根据市场调研,参照相关新产品开发指南,经对华能德州电厂、华能榆社电厂、鹤壁鹤淇发电有限责任公司、山东邹县发电厂等十余家客户实地走访,采取相关火电厂一线专责师傅建议而研发的,应用于火力发电厂供煤、排渣系统,也适用于化工、冶金、钢铁、建筑等固料颗粒、粉状以及浆液状介质管路中,是截断或调节用的新型阀门品种;该阀门颇取众家之长,具有使用寿命长、截断可靠、流量调节特性好、结构紧凑、简单合理等特点;样机经河南省一家火力发电厂锅炉分场排渣管线进行试用,取得喜人的效果!

  关键词:密封可靠;排渣槽;寿命长;耐磨损;泄漏量

  1概述

  随着现代科学技术的飞速发展,阀门在工业、农业、国防、科研以及广大人民的生活等中使用越来越普遍,它是各行各业生产设备运行的“咽喉”,阀门现已成为人类活动的各个领域中不可缺少的通用机械产品。

  新一代超强抗磨损电动排渣闸阀,是我公司通过市场调研,经过两年多时间的努力,研制开发的一种结构新颖、材料独特的新型电动排渣闸阀——PZ9(6/5)41W-16QM/25QM/40QM,DN50-DN1000系列阀门产品。该阀门具有切断和调节流量的功能,根据顾客使用环境需要,可采用电动、气动、液动、电液联动、齿轮驱动、手动等驱动方式,通过阀杆带动闸板上下移动来完成阀门的启闭和调节,根据实际需求可现场单独操作,也可实现远程自动化集中控制。

  本产品与通用阀门相比,具有排泄通畅的特点:因在阀体底部介质出口处增设了特殊的排渣槽(图1阀体结构示意图),且通道呈流线型利于排渣排泄,降低了介质与阀体磨损,减小了流阻,介质流动顺畅;当阀门开启时,可使介质流由阀体底部排除,消除了底部的涡流区,克服了底部积灰、积渣现象,根除了同类阀门产品闸板关不到位产生泄漏的状况,避免了驱动装置启闭力矩过载造成损坏问题;该产品设计合理,使用寿命长,是更大客户管道设备良好运行的理想选择。

  2设计开发亮点

  我公司为顾客着想,集中技术骨干力量成功研制了新产品PZ9(6/5)41W-16QM/25QMQM/40QM,DN50-DN1000系列新型电动排渣闸阀,该阀是在吸收和消化传统产品技术的基础上进行提升、改进、设计和开发的新产品,克服目前市场传统产品阀体多件组合结构,整合设计一体型阀体,采用阀体整体铸造成型,阀门结构简单、紧凑、密封性好、使用寿命长,操作方便可靠(参见图1阀体结构示意图)。

  2.1???? 本产品设计亮点

  特种耐磨球铁材料,增强使用寿命:阀体和闸板采用特殊耐磨球铁,铸件整体硬度达HB300~HB420,这样保证阀门整机使用寿命,这与传统排渣闸阀采用灰铸铁或碳素铸钢材料,只是阀体壁厚加厚、阀门衬耐磨层或阀门内腔涂刷耐磨层设计相比有强大优势,寿命延长五到六倍,是DL/T530《水力除灰排渣阀技术条件》标准规定使用寿命2500小时的5倍以上,效果令人满意!

  阀门的阀体中法兰中心采用偏置结构设计:在阀体和闸板强度、刚度满足设计计算、校核要求、不影响阀门安装空间情况下,将阀体中法兰中心尽量向阀门进口端偏移,从而使阀门出口端距离变长,在阀体底部出口端增设了流线型排渣槽,降低了介質磨损与流阻,使排渣槽平缓通畅,更好的促进了介质排泄功能(见图1);

  闸板特殊形状设计,起到自清洁作用:在闸板最下部增设双耳状筋板,在阀门启闭瞬间,闸板与阀体形成一个较小的椭圆截面缝隙,在启闭阀门瞬间流动介质形成较大的排泄压力,排泄时具有冲刷密封面的自清洁功能,此时正好对准排渣槽位置,使介质流体畅通无阻;同时又解决了阀体底部积渣、积灰难题,根除了传统排渣阀闸板关不到位、产生泄漏的严重问题,保证了阀门密封可靠。

  密封面楔角确定:设计阀体出口端密封面(此面在阀体图上是正垂面,现呈现为一条正垂线)与中法兰垂直中心线楔角成3°,进口端阀体密封面(此面现呈现为一条正垂线)与中法兰垂直中心线平行,这样有两大优势,一是3°楔角与传统闸阀10°楔角相比关闭力矩较小,有利于阀门关闭,密封可靠,防止泄漏;二是,3°楔角保证阀体与闸板一致,机械加工易保证精度,且减小阀体中腔空间,把结构长度最大空间放到阀门出口端,较长平缓的排渣槽更有利于介质排泄通畅(见图1)。

  2.2???? 简化机械加工工艺,保证阀门密封效果

  阀体和闸板密封面采用本体材料加工,简化了机加工工艺,减少了零件数量,同时保证了产品质量,降低了产品成本;而阀体出口端密封面与中法兰垂直中心线楔角成3°,进口端阀体密封面与中法兰垂直中心线平行;同样闸板密封面和阀体密封面的密封楔角设计上完全一致,为保证阀体与闸板装配后密封面完全吻合,在机加工过程中,阀体密封面和闸板密封面采用同一块楔角为3°的斜胎具车削加工,简化了机加工工艺;因同一块斜胎具,阀体和闸板都以胎具平面为基准定位加工,保证了密封副的加工精度和配合精度。

  阀盖设计采用了整体式结构,简化了机加工工艺,减少了零件数量和机加工环节,减低了生产成本,也增强了阀盖的刚度和稳定性。

  2.3???? 设计开发试制样机效果

  按照机械加工工艺及图纸技术要求,车削后密封面经研磨表面粗糙度不高于Ra1.6,闸板与阀体密封面配合吻合度好;后经阀门压力试验证实:此批试制样机共5台,装配后阀门密封试压一次交验合格率达100%,且闸板与阀体互换性较好,阀门按照GB/T13927-2008《工业阀门压力试验》,均符合标准要求(详见4测试报告)。

  2.4???? 设计和开发任务

  阀门型号:PZ9(6/5)41W-16QM/25QM/40QM系列产品,阀门规格:DN50-DN1000,性能参数:公称压力:PN1.6MPa、PN2.5MPa、PN4.0MPa,工作温度:-30~350℃,适用介质:渣水、浆液、粉灰等混合物,渣水比/灰水比/浆水比:1:2.5~1:30,介质最大粒度≤50mm。

  2.5???? 设计原则和依据

  设计原则:满足顾客需求,提高产品寿命,降低流阻,减少维修更换次数;提高通用化、系列化、模块化(三化)设计水平,便于加工、降低生产成本,提高生产效率和经济效益;产品根据顾客工作环境需要,可采用气动、电动、液动、电-液联动、气-液联动、齿轮驱动、手动等驱动方式,既能实现单台现场操作,也能满足远程自动化集中控制要求。

  设计依据:阀门技术要求、结构长度参照DL/T530《水力除灰排渣阀技术条件》之规定等相关设计开发输入要求进行。

  2.6???? 具体结构设计

  阀体:阀门的阀体中法兰中心采用偏置结构设计,连接方式整体形法兰连接,并在本体上加工出密封面,在保证质量的同时,简化了工艺、降低了成本;阀体进口端密封面为平面,出口端密封面为3°的斜面,并在出口端开设了一个排渣槽,有利于介质排放;阀体易磨损部位尺寸加厚,大大提高产品的使用寿命;阀体采用特种耐磨球铁材料;阀体壁厚符合DL/T530《水力除灰排渣阀技术条件》之规定。

  阀盖:阀盖采用整体式设计,刚性和稳定性好,阀盖与阀体的中法兰采用椭圆形结构螺栓连接。

  闸板:闸板采用特种耐磨球铁材料,并在闸板底部增设了双耳状筋板,在阀门开启时具备自清洁作用,也在启闭时大为改善了流量调节性能。

  阀杆及阀杆螺母:阀杆及阀杆螺母梯形螺纹配合,完成了阀门启闭力矩的有效传动。

  2.7???? 主要件材质选用

  2.8???? 密封副表面粗糙度要求

  阀体和闸板密封面表面粗糙度Ra值不高于1.6。

  3测试结果

  我公司产品PZ941W-16QM,DN350新型电动排渣闸阀样机5台,在我公司研制成功后,按照GB/T13927-2008《工业阀门压力试验》要求进行试验;密封试验,在1.65MPa试验压力,保压时间300s后,五台阀门测试结果泄漏量分别为:7滴/min、10滴/min、9滴/min、8滴/min、9滴/min,金属密封副阀门泄漏等级符合D级要求方为合格,经测试此批样机阀门泄漏等级达到CC级泄漏量小于等于10.5滴/min的要求,更严格于标准要求;上密封试验五台阀门均是0泄漏,赢得顾客满意,结论合格。

  4试运行报告

  4.1???? 概况

  新型电动排渣闸阀是我公司根据市场反馈信息,顾客要求开发的新产品,经对华能德州电厂、华能榆社电厂、鹤壁鹤淇发电有限责任公司、平顶山姚孟发电有限责任公司等十余家单位实地调研,并接受相关火电厂一线师傅的建议而设计、研制而成,应用于火力发电厂供煤、排渣系统。

  该阀门于XXXX年七月试制出样机2台,在XX火电厂进行工业性试验;试用安装情况:本阀门试制检验后,在XX火电厂锅炉分场排渣管线进行试用;泵站管路示意图及有关说明如下:

  圖2中:泵型号为200NG45,配用电机功率310千瓦,流量600m3/h,转速1000r/min,扬程45m水柱。其中阀1#、2#为我公司产品PZ941W-16DN350,阀3#、4#为XXXXX阀门厂产品:PL941H-16CDN350。说明:3台泵轮流工作,五~七天轮换一次。

  由图2可知:1#泵工作时,我公司阀1#开启使用;2#泵工作、灰渣走北管线时,我公司阀2#开启使用,阀1#为关闭状态;2#泵工作、灰渣走南管线时,与我公司阀1#、阀2#无关;3#泵工作时与我公司阀1#、阀2#无关。

  使用状况:我公司阀1#、阀2#于XX年7月15日安装于管线上,已累计运行12个月,现在仍在使用中,经查询电厂运行记录报告,未发现因阀1#出现问题而影响排渣的情况,运行状况良好。

  4.2???? 该阀在XX火电厂锅炉分场试运行的评价

  1)阀门采用电动驱动方式,省时省力,工作效率高;2)未发现阀体底部积灰、积渣,以及闸板关不到位、卡涩等不良现象;3)使用寿命长,减少维修和更换阀门次数,提高设备整体运行效率,大大降低设备运行成本;4)阀3#、阀4#为XXXX阀门厂产品,整体材质为WCB材料,当运行约三个月时,因阀体底部已磨穿,工位上阀3#、阀4#至今已整台更换多次。5)建议:可在其它行业和领域,如:干粉、浆液、灰渣等管线上推广使用。

  5结语

  新型电动排渣闸阀的设计开发,符合当今市场需求,我们充分吸收了国内多厂家产品的设计经验,为广大客户解决了一大难题;此产品不仅适用于火电厂、冶金和水泥等行业的煤粉、灰渣、矿渣等物料的输送管线、火电厂水利系统及水利工程的灰浆排放系统管路上,可切断或接通管路中灰水混合物、渣水混合物、起到截止和节流的作用;还可广泛适用于钢铁行业的高炉水冲渣和排渣系统,建材、磷化工、铁矿、铜矿、铝矿的矿浆以及煤化工等液体管网等各种颗粒、泥浆管道、排灰系统中,此产品是客户理想的选择;此新型电动排渣闸阀具有推广实用价值,市场前景广阔,我们希望该产品能够尽快量产投入市场,满足各行业不同顾客需求,保证客户设备安全、可靠的运行,创造更大的效益,实现供需双赢。

  参考文献:

  [1]杨源泉.阀门设计手册[M].北京:机械工业出版社.1992.12(2000.4重印)

  [2]DL/T530-1994水力除灰排渣阀技术条件[S]

  [3]GB/T13927-2008工业阀门压力试验[S]

  作者简介:

  陈银忠(1965-),汉,男,河南鹤壁,本科,高工/副总,研究方向:主要从事质量管理体系方面管理工作和相关阀门产品的研究开发工作.

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