關於蓄熱式焚燒爐(RTO)換向閥的結構分析與改
国产无码视频一区二区以化工行業普遍應用的三室蓄熱式焚燒爐(RTO)為例,針對三室RTO共有6個換向閥,在爐底兩兩成對,分組布置(如下圖)。
三組換向閥與RTO三個蓄熱室對應,通過一定的順序打開、關閉,引導煙氣通過蓄熱室、燃燒室,終排放到大氣中。工作時RTO焚燒爐內呈微負壓狀態。高溫側換向閥的外側與煙氣出口管道連通,區域溫度高達300℃;低溫側換向閥的外側與煙氣進口管道連通,區域溫度高達200℃。爐內廢氣具有一定的腐蝕性。裝置運行時,換向閥每60-180s開閉一次,動作頻繁。
換向閥的平麵閥板與密封端麵通過直接接觸實現密封。閥板閉合後,因加工、裝配精度低導致密封不嚴,廢氣在壓力作用下流動,在閥板處形成少許內漏,不通過蓄熱體及爐膛焚燒直接排放。同時,閥杆在往複運動中對密封填料造成磨損,使廢氣通過填料直接泄漏到大氣中,發生外漏。
另外,換向閥內部存在高溫煙氣,經長期運行後,原閥杆與閥板均存在不同程度的腐蝕損壞。由於原換向閥設計存在上述問題,加之在排放指標、環保指標更為嚴格的情況下,即使少量的泄漏也會對排放指標產生很大的影響,因此需要通過改造提高閥門的密封性、耐蝕性和耐用度,使裝置能夠滿足現有工況條件下長期穩定運行的要求,並且使排放的廢氣滿足《GB31571-2015 石油化學工業汙染物排放標準》的排放指標。
根據長期運行後裝置換向閥出現的泄露、損壞等問題,結合故障點的出現位置,可以從以下三個方麵對換向閥的結構進行分析,並考慮改進辦法:
1.閥杆材料及其連接結構換向閥的主要動件是閥杆和圓形閥板,因閥門動作頻繁,密封結構及支撐結構負荷較大。加之爐中廢氣溫度較高且有較強的腐蝕性,裝置運行一段時間後,閥杆與閥板均發生了一定的磨損與破壞。
經現場測量、檢查發現,閥板與密封麵之間存在一定程度的平行度偏差。因此,應對閥板與閥杆采取降低重量、更換材料、增加錯動補償機構等措施使動件擁有更長的使用壽命和更好的密封效果。
2.閥板密封結構原設計中,圓形閥板僅通過與密封麵接觸時自身發生形變來進行密封。
由於加工精度無法保證,以及長期運行帶來的支撐結構磨損,圓形閥板與密封麵無法在圓周上所有的位置都能緊密接觸。因此,需要對閥板密封結構進行重新設計,來保證長期運行中閥板密封的可靠性。
3.閥杆密封結構及支撐結構原設計中,閥杆的密封組件采用的是填料式密封,由於換向閥的動作頻率非常高(每60-180s動作1次)使得此處密封填料的損耗非常快。
閥杆的支撐結構是在內外兩側對稱布置的由三個橡膠輪組成的支撐軸承。
拆除支撐軸承後,發現滑輪表麵包膠因長期使用表麵已發生永久變形;滑輪的轉軸因長期與軸套幹磨,已嚴重磨損;部分滑輪已無法正常轉動。
此外,經檢查發現,支撐軸承雖然有一定的調心功能,但當閥杆兩端同時采用此結構時,很難保證閥杆與密封函的同心度,從而加劇了填料的磨損。填料磨損後,廢氣在此處發生泄漏。因此,需要對閥杆的密封結構與支撐機構進行重新設計,以達到更好的閥杆密封效果與更長的使用壽命。
一、閥杆及其連接構件
如某塗布行業企業,一台55000Nm3/h處理量的RTO,在換向閥設計中的幾個取值,如閥杆為直徑60mm的實心杆,材質為不鏽鋼,閥板為直徑 1300mm,厚3-10mm 的圓形板,材質同為不鏽鋼。在運行一段時間後,閥杆與閥板表麵均出現了嚴重的腐蝕與磨損。考慮到長期運行時的設備工況,需要同時滿足力學性能、表麵硬度、耐腐蝕性三方麵要求,因此理想的替代材料有調製鋼不鏽鋼或其他合金鋼。
根據現場的使用經驗,選用直徑63mm,厚10mm的不鏽鋼鋼管作為替代閥杆材料。閥板的材料也選用不鏽鋼,直徑不變,厚度增加。
閥杆自身的磨損與閥杆支撐軸承的磨損均會導致活塞杆與閥杆的同心度偏差進一步加大。改進的辦法是在過渡頭與活塞杆之間增加一個浮動接頭。浮動接頭允許兩側連接杆發生偏心滑動和球麵滑動,它能夠對活塞杆與閥杆之間的偏心量進行補償,使得換向閥在長期使用過程中穩定高效地運行,降低RTO換向閥運行安全隱患。
二、閥板密封構件
1.改進後的閥板密封結構在密封麵上加工兩道密封槽,選用適當的彈性體材料作為密封體;利用密封體的回彈性補償閥板與密封麵之間的平行度偏差。同時,利用兩道密封體形成迷宮密封結構,阻止有機廢氣泄漏,提高RTO處理效率。換向閥高溫側的環境溫度高可達到300℃甚至更高(如部分行業需增加反燒工藝),因此要求密封體材料在高溫下具有良好的物理、化學特性穩定性。膨脹石墨的耐溫性出色,同時兼具較好的回彈性,非常適用於目的工況。
2.改進後的閥板密封結構在密封麵上增加集氣室,增加壓縮空氣接口,內部通入正壓,以保證換向閥的零泄漏。
三、閥杆支撐構件
1.將原結構中的橡膠輪改為40Cr材質的鋼輪,提高滑輪在高溫煙氣條件下的耐用性和耐腐蝕性。
2.增加下部兩個滑輪的寬度,增大滑輪與閥杆的接觸麵積,降低滑輪與閥杆之間接觸處的滑動摩擦阻力。
3.在每個滑輪內部增加一對自潤滑軸承,使滑輪的滑動更加順滑,延長滑輪的使用壽命。
經過国产无码视频一区二区的研究和探索,根據上述改進措施,換向閥能夠滿足RTO長期使用的穩定性和重複性,使RTO設備做到滿足新標準中的排放要求,達到了預期的改進目的。具體效果總結如下:
1.更換後的不鏽鋼閥杆與閥板能夠有效抵抗腐蝕並降低閥杆支撐負荷,減少磨損,具有更長的使用壽命。
2.作為閥板密封體材料,膨脹石墨在高溫下具有良好的熱穩定性和良好的回彈率。
3.改進後的閥杆密封結構能夠有效阻隔灰塵;有效阻止RTO運行過程中的有機廢氣泄漏,並對閥杆提供穩固支撐。改進後的閥杆支撐軸承運轉更加順滑,使用壽命大大增加。
4.改進提高了換向閥的密封性;提高了換向閥運行時的平順性與可靠性;延長了換向閥的使用壽命。