阀门在气力输送系统中的应用与选择

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发布时间:2017年6月17日
    气力输送是以压缩气源为输送动力,将粉状物料在密闭容器中从一端输送到另外一端。气力输送所应用的行业非常广泛,如电厂的煤粉、粉煤灰和炉底渣,化工行业的化工原料,建筑行业的水泥和石灰,食品医药卫生等行业的各种粉料或颗粒物料等。而各种阀门的合理选用在气力输送中是至关重要的。阀门要满足各行业气力输送的需求,应具有耐温、耐腐蚀和耐磨损等各方面的优良性能。

    2、阀门分类

    2.1、进料用阀

    进料用阀在气力输送中是用来切断和接通物料从输送点至输送容器的阀门。合理选择进料阀的口径决定了物料的流量以及整个系统的输送能力。根据输送介质的不同,对其耐温、耐腐蚀和耐磨性能也有不同程度的要求。根据经验,在不同的系统中通常选择闸阀、球阀、圆顶阀等作为进料用阀。

    2.2、排气用阀

    排气用阀是当气力输送系统进料时,将输送系统内的空气排到进料仓或者烟道中的阀门,以便于顺畅下料,缩短进料时间。其主要输送介质是带有少量粉状物料的空气。常用的排气阀有闸阀、蝶阀、夹管阀、球阀以及圆顶阀等。

    2.3、进气用阀

    常作进气用阀有蝶阀、球阀、角座阀等。进气用阀的输送介质为压缩空气,所以对耐磨蚀性要求不高。

    2.4、出料用阀

    当输送设备充满物料后,开启进气阀和出料阀,让物料在压缩空气的驱动下在输送管道系统内输送。所以出料阀的介质为混有压缩空气的粉状物料。作为出料阀的阀门一般有闸阀、球阀、圆顶阀等。

    2.5、分路用阀

    分路阀可以起到分流和汇流的作用,将物料从多点汇集到一点或者将物料从一点分散到多点。作为分路阀的有球阀、蝶阀或组合阀等,也有各厂家自制的分路阀。分路阀既可用于管路安装,也可用于库顶安装。一般用于库顶安装时,阀门入口需要连接弯头,库顶需装个小型的卸灰仓,以适当扩大物料通道,减少灰库扬尘。

     3、阀门性能

    3.1、闸阀

    3.2球阀

    硬密封球阀作为进料阀一般用于介质温度较高的电厂除灰系统,由于气力输送系统通常24h连续工作,阀门动作频率比较高,一般几分钟,短的甚至几十秒钟就会动作一次。如果硬密封球阀的使用寿命为2~3万次,假设在气力输送系统中,阀门5min动作一次,那么球阀的使用寿命为70~104天,阀门的使用寿命较短。因此,在电厂除灰系统中,需要使用寿命更长的硬密封球阀。

    3.3、圆顶阀

    圆顶阀(图4)由于其结构的特殊性,通常是气力输送中的首选阀门。圆顶阀的壳体与穹形阀瓣材料常选用球墨铸铁、不锈钢、特种耐磨材料和钢衬氟塑料。密封圈材料常选用氯丁橡胶、硅酮橡胶、氟橡胶和三元乙丙橡胶等。圆顶阀是依靠压缩空气实现紧密密封效果的特殊阀门,适用于处理含尘气体、冲蚀性散装物料,如用于库/仓的放料阀、工艺流程阀门、换向阀门、反应堆阀门、流化床燃烧室阀门、高压气体反应器和降压装置等。

    圆顶阀关闭时(图5),密封圈处于完全松弛(不充气)状态,阀瓣与阀座之间存在一定的间隙。阀瓣旋转,物料随着阀瓣的转动,有的穿过该间隙进入容器,有的停留在间隙处。当阀瓣旋转至关闭位置,密封圈开始充气膨胀,并紧紧裹住间隙里各种形状的颗粒附着在阀瓣的边缘,圆顶阀完全关闭。圆顶阀开启之前,密封圈先排气至完全松弛。阀瓣与阀座间恢复到原来的间隙,阀瓣开始转动至开位。

    根据适用物料情况可选用带刮圈(清洁粘附在穹体表面的残余物料,用于粘性物料)或不带刮圈(适用于流动性好的物料)的圆顶阀。圆顶阀使用时必须检查所有紧固件,尤其确保阀内固定穹形体和轴的螺栓已紧固。圆顶阀开启或关闭时,两侧应无压差,否则压力高侧的气体和物料将高速穿过阀瓣和密封圈的间隙,造成阀瓣和密封圈磨损。可膨胀密封圈在阀门开启或关闭之前应该完全收缩,否则将造成阀瓣切割损坏密封圈。可膨胀密封圈的膨胀压力必须高于阀门的介质压力,否则密封圈将不完全膨胀,会导致密封圈和阀瓣之间产生空气及物料泄漏,会冲刷密封圈、阀瓣及其他部件。

    圆顶阀由于其独特的结构和加工工艺,使其可在磨损、高温、腐蚀或粘性等特殊工况下连续稳定地运行,性能可靠,在正常使用工况下,每运转100万次才需要检修一次。密封圈是唯一的磨损件。由于密封圈是一种柔性部件,位于托圈和顶盘之间,由紧固件固定,便于拆卸和检修。

    根据适用物料情况可选用带刮圈(清洁粘附在穹体表面的残余物料,用于粘性物料)或不带刮圈(适用于流动性好的物料)的圆顶阀。圆顶阀使用时必须检查所有紧固件,尤其确保阀内固定穹形体和轴的螺栓已紧固。圆顶阀开启或关闭时,两侧应无压差,否则压力高侧的气体和物料将高速穿过阀瓣和密封圈的间隙,造成阀瓣和密封圈磨损。可膨胀密封圈在阀门开启或关闭之前应该完全收缩,否则将造成阀瓣切割损坏密封圈。可膨胀密封圈的膨胀压力必须高于阀门的介质压力,否则密封圈将不完全膨胀,会导致密封圈和阀瓣之间产生空气及物料泄漏,会冲刷密封圈、阀瓣及其他部件。

    3.4、蝶阀

    1.阀体2.闸板3.阀杆4.多层次密封圈5.填料6.支架7.电动装置

    3.5、夹管阀

    夹管阀有法兰和螺纹2种连接形式(图7)。DN10~50夹管阀可选用螺纹连接方式,DN40~250夹管阀可以选用法兰连接形式。夹管阀无阻碍流道,低流阻,无阻塞,100%关断密封,低耗气量,质量轻,广泛应用于有颗粒、粉末、纤维、黏浆等磨损性物质的化工、纸浆、造纸、食品、电力、再循环、水处理和矿物加工等行业。夹管阀控制简单,比较经济,夹管更换方便,通常选用夹管阀作为排气用阀。由于夹管为橡胶制品,其耐磨和耐温性能均不及圆顶阀。可以根据不同的使用工况来选择排气阀,在使用温度不高,物料磨损性不强的情况下,选用夹管阀性价比较好。高温或物料磨损性较强的情况下,可选用闸阀、球阀、蝶阀、以及圆顶阀,但是球阀和蝶阀相对寿命较短,闸阀体积较大,动作不灵活,圆顶阀使用寿命最长,维护方便,只是价格较高,但总的性价比还是很好的。

     3.6、直流式气动控制阀(角座阀)

    4、结语

    为了保证气力输送系统运行稳定,应合理选择阀门的类型,并做好维护保养工作。