高温烟道蝶阀选型 上海申弘阀门有限公司 之前介绍截止阀型号含义，现在介绍高温烟道蝶阀选型增强余热发电系统设备可靠性对于提高提高余热发电运转率和余热回收效率至关重要，也是设计者和业主所共同关注的。高温烟道废气阀门作为纯低温余热发电与水泥生产线连接的关键辅机设备之一，直接关系到整个余热发电系统运行效率和可靠性，也是水泥企业提高余热发电效益，降低生产成本的有效措施。笔者从余热电站高温烟道阀门的设计、制造、使用等角度阐述水泥窑余热发电系统的烟气阀门选型。
1. 水泥窑余热发电系统高温烟道阀门选型重要性
随着国家节能产业政策的落实，水泥窑余热发电建设如火如荼，水泥窑余热发电系统高温烟道阀门也不断为适应水泥窑发电技术的进步而得到长足发展。 水泥窑余热发电系统高温烟道阀门不同于一般火电厂风阀，火电厂风阀一般在室内安装，工作介质一般是洁净的空气，阀门的作用主要是风量的调节，不存在阀板高温变形和粉尘磨损的问题阀门，材质一般采用Q235钢板焊接，而且厚度很薄，大多在6mm一下，泄漏率要求比较高。水泥窑余热发电系统烟气温度高（350～450℃），并含有大量粉尘、速度高、负压大，特别是窑尾含尘量达到80mg以上、负压7000Pa。如在余热发电也同样采用此阀门，势必造成阀板变形，出现阀板卡死，旁路泄漏大，浪费了大量废气资源，流量无法调节。
就水泥窑余热发电系统本身，阀门的泄漏量也关系到余热电站的发电量。就SP旁路阀门的漏风对发电量影响很大，旁路阀门每漏风1%，发电量下降0.6%，因此必须严格控制，设计要求旁路阀漏风率为1%，zui大不应超过1.5%，但实际情况远远大于1.5%，甚至达到5%。AQC炉也一样，旁路阀门泄漏率大了，同样也能降低烟气的品质，造成AQC炉出力不足
但是随着水泥窑余热发电阀门供应市场竞争日趋激烈，作为非标产品，高温烟道阀门产品质量良莠不齐。高温阀门的阀体材质和阀板厚度不尽相同，有些高温阀门阀体和阀板厚度刻意减薄、甚至有些阀轴也是采用20#材质，时间长了出现锈死。如在余热发电也同样采用此阀门，势必造成阀板变形，出现阀板卡死和漏风流量无法调节，浪费了大量废气资源。由于废气阀门的位置和生产运输的特殊性，决定了更换阀门所付出的代价特别高。由于阀门口径特别大，生产制造周期比较长，运输超宽，运费特别高，运输时间长，给业主增加了成本。特别是SP炉进口阀和旁路阀，安装位置高，更换一个阀门的安装费用就等于阀门本身的价钱，如果再加上电站不能正常运行所造成的损失，那就未免太大了啊。烟道蝶阀主要用于调节处理来自火法冶炼产生的烟气(如闪速炉、转炉、铜合成炉、富氧顶吹熔炼炉或贫化炉产生的烟气) 。精矿干燥是熔炼系统中物料制备的主要工序之一, 该工艺流程是将来自选矿含水8 %～10 %的湿精矿和煤粉燃烧产生的热煤气混合, 经过“三段式”气流干燥至含水≤013 %的干精矿。烟气制酸装置主要包括净化、转化、干吸和酸库等单元。熔炼产生的烟气和制酸所用烟气温度较高且催化剂粉尘较大, 对管道阀门有腐蚀和阻滞作用。熔炼和制酸管网用烟道蝶阀应根据其使用工况条件进行结构设计, 避免由于热变形和阀门管壁粉尘粘结及管道灰堵使得烟道蝶阀不能正常启闭, 影响冶炼化工设备的正常运行。 
高温烟道蝶阀选型烟道蝶阀结构特性
从标准规定和实际使用情况分析, 烟道蝶阀用于介质的截断或者调节时, 其密封性能要求与金属密封蝶阀有一定的差别。作为管网含尘烟气控制设备, 处于关闭位置仍留有一定间隙不会影响管路开度调节达到炉压的自动控制。烟道蝶阀与金属密封蝶阀流体特性相似, 蝶阀开度与流量之间的关系基本上呈线性比例关系。如果用以控制流量, 其流量特性与配套管路的流阻系数有密切关系。如两条管道安装阀门口径和形式*相同, 而管道损失系数不同, 阀门的流量差别就会相差很大。如果阀门处于节流幅度较大的状态, 蝶板处于中间开度时, 关闭过程中, 蝶板上下两侧可以形成*不同的状态, 一侧蝶板前端顺介质流向而动, 另一侧则逆介质流向而动。因此, 一侧阀体与蝶板形成似喷嘴形开口, 另一侧则类似节流孔形开口, 喷嘴侧比节流侧流速快的多, 而节流侧一面往往会产生负压, 所以烟道蝶阀水平安装时应将喷嘴侧放在管道的下部, 可以避免管道阀门连接处灰堵现象的发生。
蝶阀蝶板结构
烟道蝶阀主要起截流和调节流量的作用, 特别是大口径蝶阀, 工况条件影响阀门的变形因素较多且变形量不易控制, 所以结构设计应考虑环境因素的影响。烟道蝶阀径向密封与金属密封蝶阀结构相似, 应用过程中受温度影响易产生热卡阻, 影响阀门的启闭。
烟道蝶阀密封形式以平面密封较为理想, 可以设计成垂直板或斜板式结构(如上图 ) , 阀体、蝶板以侧平面为密封副。蝶板外径可以小于阀体通径, 即使阀门内腔管壁有粘结也能方便开启。管道变形对阀门主体密封性能影响没有径向密封效果明显。该结构阀体密封面的对称度要求较高, 特别是斜板式结构其阀体密封侧平面在普通机械设备上难以加工, 必须安排合理的工艺才能使装配精度达到理想的密封效果。平面密封结构如果采用杠杆式, 无论垂直板还是斜板结构都可解决密封平面在加工过程中存在的问题。该结构有许多优点, 杠杆结构阀门密封面为侧平面密封, 不会产生径向卡阻。另外, 阀体和蝶板密封侧平面为连续的平面整体加工, 蝶板外径设计小于阀体通径。蝶板关闭过程先转动后平动密封面越压越紧, 开启过程蝶板先平动后转动, 也不会产生卡阻。烟道蝶阀一般在压力低、温度高的环境条件下工作, 不会影响阀门启闭。
2. 高温烟气阀门选型 2.1 AQC炉阀门 2.1.1 AQC炉进口阀
篦冷机进口阀，该阀设在篦冷机出风口于沉降室之间，开口在篦冷机中部靠前，作为调节篦冷机出风口烟气量，该阀门是确保生产线和AQC炉正常运行的关键设备。因此要求该阀调节性能好，动作可靠。余热发电一般在篦冷机中部靠前抽风，设计正常时温度为300-360℃，zui高时达到450℃以上，同时出篦冷机气体介质中含有不大于30mg/m3（标态）的熟料粉尘浓度，速度一般在8-15m/s，对该阀的阀板冲刷量非常大，因此要求该阀的阀板能在高温下耐磨性能好，提高阀门的使用寿命。
该阀根据实际情况有的选择圆形有的选择方形的，这里的温度是很不稳定的，很多设计院根据理论上的计算，zui高温度定在≤450℃，但实际运行中很多时间都是超过的，篦冷机料床的厚薄直接影响到废气的温度变化,据不少用户反映，这里的温度都是长时间在450左右，有时温度在650℃左右，而且能维持20分钟左右。设计温度一般在≤450℃的阀板都采用16Mn或20锅材质，在≥600℃的阀板都采用304不锈钢材质，这两种材质的阀板在高温下机械性能几乎没有了，更谈不上耐磨性能好了。就我们到现场走访和用户的反馈，在温度不超过设计范围的时候，一般使用寿命在一到两年之间，如果温度超过设计范围，使用寿命zui多半年。由于这个地方废气温度高腐蚀性大，熟料颗粒对阀板冲刷厉害，因此，阀板必需采用焊高强度龟夹网打注具有高温结构强度高、高温蠕变率低、热膨胀小、抗化学侵蚀性强、抗热震等优点的浇注料，经过高温烘烤处理，阀板具有较强的抗高温和耐磨特性，可以大大的延长阀板的使用寿命。
结构形式：百叶式 连接形式：对焊、法兰
泄漏率：百叶式（泄漏率：1.5%-2%） 适合介质压力：0.1Mpa
阀体材质：20#锅炉钢衬保温层和耐高温耐磨浇注料
阀板材质：≤ 450℃20#锅炉钢衬耐高温耐磨浇注料，≥ 450℃304不锈钢衬耐高温耐磨浇注料 阀轴材质：2Cr13，304不锈钢
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀但这里必须强调注意的是，管道有内衬浇注料的，需要给阀门厂家注明浇注料的厚度，以免阀门装上后阀板碰到管道的浇注料而打不开。阀门的阀体应该打上和管道同样厚度的保温层和耐磨浇注料，这样做的好处是气流不会产生紊流，避免对废气对阀体和阀板产生更大的冲刷，而且由于保温层和耐磨浇注料使得阀体受热温度大大降低，阀体因此而不受高温而降低机械强度。 2.1.2 AQC炉旁路阀与冷风阀
AQC锅炉旁路阀，设在篦冷机尾部的烟气到电除尘之间，冷风阀设在沉降室前用于进冷风。窑头余风温度波动较大(180℃～500℃)，波动周期短，旁路调节阀频繁动作,当窑头产汽量太大时,过热蒸汽温度下降,开启旁路调节阀，以减少入窑头锅炉的烟气量,保证系统稳定。AQC炉旁路废气虽然温度不高，但含有30mg/m3（标态）的熟料粉尘颗粒浓度，对阀板磨损比较厉害，而且具有一定的腐蚀性，阀板受到冲刷与磨损后泄漏率增大，严重时阀板产生脱落，造成系统漏风严重，同样造成AQC炉蒸发量的降低。当进口烟温过高，通过冷风阀给沉降室加冷风，该阀不会出现磨损的情况，但泄漏率大了，同样也能降低烟气的品质。因此，这两个阀门要求密封性能比较高。 1、阀轴端结构采用具有隔热和密封效果优良的外置式支撑结构，可实现阀门二轴端先密封后支撑，便于调节的功能，不会产生轴端卡阻。在直连式或曲柄连杆机构与传动机构连接时，加长阀轴长度，加装隔热套，能有效远离高温环境对传动装置的影响，保证阀门的正常工作。 2、烟气温度随加料出料工艺存在波动，一般在300-900℃范围。因此它对阀门的要强度有则严格的要求，防止金属材料在高温塑性变形积累和蠕变。因此阀板的厚度和焊接结构都是非常重要的， 3、控制阀门动作的电动执行器不易采用直接连接方式，应该采用阀轴上的曲柄和电动执行器上的曲柄再通过连杆带动阀门旋转，这样可以方便检修同时能降低阀体对电动执行器的热传递。 4、硅系铁合金冶炼烟气中粉尘特别细，吸附力强，为了解决烟气中的粉尘对阀门的使用影响，因此我们在阀门阀体适当的位置设置吹灰口，运行一段时间后，可以接入压缩空气，把吸附在阀板和管壁粉尘吹落。同时要求安装时应在阀门开启端或阀门连接转角处设计封闭型漏斗，当管道积灰严重的情况下，打开卸灰口，卸掉积压在管道的灰尘，然后再开启阀门，这样既保护了执行机构不因为阀门积灰产生过力矩或烧坏电机，使阀门正常运行。 
三、安装烟道阀门时必须要注意一下事项 1、阀轴必须要在水平位置，或则会使阀板单边位移，使阀板和阀体卡死。2、由于管道一般强度比较差，在温度的变化，产生变形，而管道变形不影响使用，但管道的变形会拉动阀体的变形，产生阀门变形而卡死，以此建议在阀门的周围管道上增加加强圈，减少管道的变形对阀门的影响。 3、在高温管道上安装高温蝶阀时，由于电动执行器对环境温度有一点的要求，温度直接影响电动执行器的使用寿命，对电动执行器来说，它的温度来自3方面1是环境温度，2是热传递，3是热辐射，由于环境温度没有办法解决，但热传递我们一般在阀门设计的时候应该给与充分的考虑，但热辐射，是管道的保温效果比较差造成，以此我们建议在电动执行器和管道之间增加隔热板，充分利用空气的来隔热，效果是非常明显的，也是zui有效的办法。 4、对水平管道上安装阀门时，同时阀门旁边的管道允许的情况下，建议在管道下方开一个人孔，便于开孔清理粉尘。 5、由于烟气管道壁厚薄，容易变形，因此在阀门两端管道内大约阀门三分之一多口径的管道里加焊梅花筋，加强管道的机械性能，避免因管道变形，导致阀门阀板打不开。 6、定期除灰以防止灰尘堆积过多，便于阀板的转动。 
7、阀门安装好了应该检查阀门内腔和两边管道内是否有杂物或焊渣和钢筋，发现及时清理，以免影响阀门的正常启闭。平时有发现安装阀门时，为了使吊装时阀板不会晃动，用钢筋把阀板焊接固定，可把阀门装好了，忘了拆除焊接的钢筋，等到调试时才发现阀板不能打开。铁合金余热发电系统用高温烟气阀门作为电站系统的辅机设备，在数量上、价值上虽然很小，但对余热发电系统的安全经济运行至关重要，其发挥的作用不是其数量或价值比例所决定的。鉴于此，用户需就铁合金余热发电工艺设计特点进行正确选型。与本文相关的产品有角式平衡型截止阀设计说明 |
