锅炉烟气管道蝶阀的试制与应用

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)山西阳煤丰喜股份有限公司技术中心 作者:尚俊法

  在锅炉烟气脱硫的施工设计中,由于烟气量非常大,烟气管道的通径最小都在Φ1000mm以上。由于烟气管路的阀门一般不进行调节,只起到开启和切断的作用,所以通常都选择使用蝶阀。在实际使用中,手动蝶阀体积大、阀板重、开关费力,而且机械传动或电动、气动的阀门不仅体积更大、质量更重,而且价格十分昂贵。

1、自制烟道蝶阀构思

  在锅炉烟气脱硫的施工设计中,由于烟气量非常大,烟气管道的通径最小都在Φ1000mm以上。由于烟气管路的阀门一般不进行调节,只起到开启和切断的作用,所以通常都选择使用蝶阀。在实际使用中,手动蝶阀体积大、阀板重、开关费力,而且机械传动或电动、气动的阀门不仅体积更大、质量更重,而且价格十分昂贵。

  据了解,1台Dg1000mm规格的蝶阀,质量约为2t,阀芯为普通材质,采用机械传动、法兰联接形式的低压蝶阀,价格约2万元。如果选用特殊材质,气动或电动形式的蝶阀,1台则3万元左右。鉴于此,许多企业纷纷自制蝶阀,大多选择采用钢制的插板式,但由于钢制、插板式蝶阀制做复杂,加之烟气温度较高,自制的蝶阀存在阀板受热容易变形、开关很不灵活等问题。

  在丰喜股份公司复肥分公司25t/h锅炉的氨法烟气脱硫项目中,笔者也同样遇到了这个问题。为了降低脱硫塔的造价,脱硫塔和管道采用的是聚丙烯材质,烟气管道的直径达到Φ1400mm,管路共需要3个蝶阀,通径都是Φ1400mm。为此,3个自制的烟道蝶阀,不仅可以解决质量大、阀板变形、开关不灵活的问题,而且可以解决聚丙烯管道与钢制的蝶阀如何联接的问题。

2、设计制作过程

  根据蝶阀的结构和原理,参考兄弟厂自制蝶阀的优缺点,要解决阀门的质量和开关灵活的问题,采用插板式的结构肯定不行。鉴于聚丙烯材料耐腐蚀、比重轻的特点,笔者设计制作了聚丙烯与不锈钢材料相结合的管道式蝶阀,具体过程如下。

  (1)用1块δ=20mm的聚丙烯板,割制、打磨成Φ1398mm左右的圆形板,作为蝶阀的阀板。

  (2)用1根Φ20mm、H1600mm的304#不锈钢圆钢作为蝶阀的阀杆。用δ=12mm、304#的不锈钢板割制5条长短不等(80min×1390mm~800mm)的夹板。把阀杆与阀板用不锈钢夹板和螺栓(M12×40mm)连接起来。

  (3)割1节Φ1400mm、L1000mm的聚丙烯管,在管道500mm的位置上对角钻2个Φ20mm的孔,然后把组装好的阀杆、阀板安装上去。

  (4)在管道内阀板垂直的位置前、后方管壁上,上、下各焊接2道半圆形的δ=20mm聚丙烯材质的限位、密封板,以控制阀板处于关闭时的位置,同时起到限位和密封的作用。

  (5)在管道外阀杆的两端焊接聚丙烯材质的填料函,以密封阀柄的漏气。

  (6)在阀杆一端焊上阀柄,同时,设置固定装置,以固定阀板的开、关。

  (7)把预制好的管道、阀门安装在系统管路上。

  自制烟道蝶阀结构示意见图1。

图1 自制烟道蝶阀结构示意

3、生产使用效果

  (1)操作与运行。自制烟道蝶阀和阀杆、阀板及其他材料的总质量约60kg,远低于常规蝶阀的质量。经过生产运行的检验,人工操作时可以轻快地开启和关闭阀门,效果好于自制的钢制插板式阀门和其他形式的蝶阀。复肥分公司25t/h锅炉氨法烟气脱硫装置,共安装3台自制的蝶阀,运行时间已经超过3年,从未出现任何故障。

  (2)制做费用。因为脱硫系统的安装由本单位的建安公司承担,可以利用一些安装材料的边角废料,所以阀门、管道的制做、预制费用较低,1台烟气管道蝶阀的制作费仅为3000元。购买1台同样规格的蝶阀,加上安装材料(法兰、螺栓、螺母、垫片)、安装费,总费用约为在6万元,3台合计约18万元,可节约费用17万元。

4、存在问题改进

  (1)由于蝶阀的密封效果相对较差,会有轻微的泄漏,但对于整个系统而言,泄漏的这点烟气不会对生产造成影响。如果在阀门的密封面上增加1层耐腐蚀、耐高温的聚四氟密封圈,在限位板上增加1层聚四氟密封圈,阀门关闭时再加上烟气的压力,密封效果应该有所提高。

  (2)因聚丙烯材料适宜于≤100℃的环境条件,所以,此阀的安装位置要在冷却后的烟气管道上。

  (3)随着锅炉烟气脱硫的普遍应用,大通径的蝶阀使用得越来越多,在暂时没有经济、适用的锅炉烟气管道蝶阀的情况下,自制烟气管道蝶阀应是一项适用的选择。

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