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psa程控阀气控原理图

作者:管阀内参  来源:www.kalaivaniraju.com/  更新时间:2020-5-19 11:09:43  点击次数:

  psa程控阀气控原理图

  程控阀是变压吸附装置的关键设备、是保证变压吸附各工序顺利完成和系统可靠运转的重要部件。

  程控阀广泛用于甲醇裂解制氢、酒精干燥、氯乙烯浓缩回收、多晶硅尾气回收、制氮、制氧、回收二氧化碳等变压吸附(PSA)气体分离行业。变压吸附的主要工序有吸附、均压、顺放、逆放、冲洗等步骤,每一步工序的完成均是通过程控阀在一定时间的启闭来实现。因而程控阀需要大量的频繁动作,操作要求和性能均高于一般通用阀门。

  由于PSA装置工艺的特殊性,为保障装置长周期稳定可靠运行,程控阀必须满足以下要求:

  1、密封性能可靠、稳定,阀门使用寿命长、即使频繁动作及长时间使用仍无泄漏。

  2、阀门开关速度要迅速。

  3、具备双向耐压性和抗高速气流冲刷性能。

  4、因PSA设备上阀门众多,要求程控阀体积小,重量轻,便于安装、维护和检修。

  鉴于PSA工况的特殊性,我公司提供的程控蝶阀()具有结构简单、体积小、重量轻、启闭时间短、阀门使用寿命长、零泄漏等特点。

  程控阀采用特殊的结构设计,将阀座与阀芯的启闭干涉控制在一个很小的角度以内。阀座与阀芯只在启闭的瞬间才会产生滑动摩擦接触,其余启闭行程完全脱离(如图一所示)。

  此种结构设计将阀门密封面的滑动机械磨损降低至最低,大大提高了阀门的使用寿命。

  阀芯与阀板在阀门启闭过程中完全脱开,无密封面滑动摩擦阻力,执行器只需克服轴承、填料及介质压差力和启闭瞬时滑动摩擦力即可,所需执行器扭矩小。

  密封面也采用特殊的抛光和阀座对研磨工艺,密封面相对摩擦系数控制在0.05以下(如图二所示),进一步降低了阀门启闭瞬时滑动摩擦阻力。同时对研磨工艺也提高了密封面配合精度,大大提高了阀门持久密封性能。

  程控阀还可以采用对夹安装设计,阀门长度只需满足比密封环厚度稍大一点的结构尺寸即可。

  DN600 煤气切断 150LB 阀体长度:130mm

  程控阀在结构设计上,为了保证阀门实现双向零泄漏要求,我公司特别引进计算机软件辅助设计,通过建立阀芯运动方程,计算阀芯每一个点的运动轨迹与阀座的相对关系,找到最优的偏心值设计和最优的偏心值匹配关系。

  计算机软件辅助设计

  程控阀阀座采用半浮动式阀座(如图五所示的原理示意图),即阀座的一端固定在阀体上,另一端可以在外力作用下产生浮动变形。浮动阀座设计的好处是,阀座可以自动对中贴合阀芯,形成均匀的密封比压;另外还可以自动补偿机械磨损余量。这种结构设计既保证了阀门双向零泄漏的密封性能,也保证了阀门在频繁动作下的使用寿命。

  半浮动式阀座原理图

  为了提高密封面的耐磨和耐介质冲刷性能,程控阀还特别在阀芯密封面位置处采取特别的处理措施,以提高表面硬度,提高阀门使用寿命。常用的方法有堆焊硬质合金,如高硬度的司太立合金,以及喷涂超耐磨的WC等材料,还可以喷涂又硬又耐腐蚀的GrC等金属陶瓷材料等。

  综上所述,程控阀具有以下特点:

  1、法兰距短,与同口径压力的单座阀相比,法兰距离只有单座阀的30%不到。体积小,重量轻,便于阀门设备的安装、维护和检修。

  2、阀门动作迅速,可实现频繁快速动作。

  3、采用双向严密封设计,泄漏等级可达ANSI VI级及以上(零泄漏)。

  4、采用金属硬密封结构,耐介质冲刷磨损,使用寿命长。

  因程控阀特有的结构设计,此阀在具有结焦的焦炉煤气场合也具有非常出色的使用效果。如下图七左图所示,用于高炉煤气的高频切断阀,泄漏等级要求VI,阀门连续运行时间4年,动作频率为90万次/年。检修时,阀门密封面光洁如初,还可以继续使用。相比相同工况下球阀来说(图六的右图),使用寿命是球阀的4倍,且球阀已经不能使用。

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