高壓平行閘閥在加氫裝置中的應(yīng)用

2013-05-18 苗同立無(wú)錫市亞迪流體控制技術(shù)有限公司

　　高壓加氫裝置中使用的高壓閘閥,基本用于緊急切斷和緊急放空,對(duì)產(chǎn)品性能有很高的要求,分為兩種結(jié)構(gòu),即傳統(tǒng)的楔形閘閥和平行閘閥。描述了如何在加氫裝置中的高溫高壓工況下選擇合適的閘閥;主要介紹了各種閘閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和適用范圍,從而得出了新結(jié)構(gòu)的高壓平行閘閥更加適合在加氫裝置中緊急切斷和放空?qǐng)龊舷逻m用。

　　高壓加氫裝置是石油工業(yè)深加工的一種重要手段，通過(guò)加氫工藝，不但可以提高輕油回收率，而且能夠提高燃料油的質(zhì)量，從而提高煉油廠的整體效益。

　　根據(jù)原料油的不同，加氫工藝分為汽油加氫、柴油加氫、煤油加氫、渣油加氫等。由于介質(zhì)的特殊性，加氫工藝一般具有高壓和臨氫狀態(tài)，并且伴隨有硫化氫氣體的產(chǎn)生，不僅操作壓力很高(一般在15～20MPa)，而且介質(zhì)為氫氣，易燃易爆。高壓氫氣具有很大的能量，一旦閥門出現(xiàn)問(wèn)題，將產(chǎn)生不可挽回的損失，甚至導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。

1、高壓閘閥使用工況分析

　　加氫裝置中使用的高壓閘閥，主要功能為緊急切斷和緊急放空。緊急切斷的介質(zhì)為原料油、高低分液、高低分氣;緊急放空的介質(zhì)為高分氣。原料油或高低分液都含有大量的氫氣和硫化氫氣體，壓力為6.2～17.2MPa左右，有時(shí)會(huì)伴隨著高溫。因?yàn)樾枰o急處理，所以要求閘閥動(dòng)作速度非常快，在10s以內(nèi)，而且要求實(shí)現(xiàn)零泄漏。

　　目前這類閥門主要依賴進(jìn)口，一方面是由于位置重要，一般不敢嘗試使用國(guó)內(nèi)產(chǎn)品;另一方面是國(guó)內(nèi)很少有廠家能夠提供與國(guó)外產(chǎn)品性能相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品，包括材料選擇，加工制造，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.lalazzu.cn/)經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)無(wú)錫亞迪流體控制技術(shù)有限公司于2006年就研發(fā)及制造了此類閥門，2007年在陜西神木天元化工有限公司的加氫裝置中得到實(shí)際驗(yàn)證，使用效果很好，達(dá)到了進(jìn)口產(chǎn)品質(zhì)量及水平，完全可以替代國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品。

2、閥門結(jié)構(gòu)選擇原則

　　該公司參照國(guó)外的做法，采用氣動(dòng)閘閥的結(jié)構(gòu)。國(guó)內(nèi)閘閥大體有兩種結(jié)構(gòu)：楔形和平行閘閥，表1針對(duì)每種結(jié)構(gòu)的具體特點(diǎn)進(jìn)行分析，以選擇最理想的閘閥結(jié)構(gòu)。

表1 楔形和平行閘閥的比較

　　根據(jù)這四種閘閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加氫裝置的實(shí)際工況，該公司采用雙平行閘閥結(jié)構(gòu)，閥體閥蓋采用自密封結(jié)構(gòu)，可以滿足零泄漏、動(dòng)作速度快、耐高溫高壓等要求。下面針對(duì)以上四種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具體分析選擇平行閘閥的原因。

3、各種閘閥具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

3.1、常壓楔形閘閥(墊圈密封型閥蓋)

　　常壓楔形閘閥(墊圈密封型閥蓋)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 楔形閘閥(墊圈密封型閥蓋)

　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力作用在閥板上與閥座產(chǎn)生密封比壓，從而達(dá)到密封效果。閥蓋與閥體靠墊圈密封，密封壓力不大于4.1MPa，可設(shè)計(jì)上密封結(jié)構(gòu)。當(dāng)溫度高于400℃時(shí)，由于閥板的膨脹導(dǎo)致閥桿的向上膨脹，此時(shí)需要選擇氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu);如果選擇電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，則閥桿很容易出現(xiàn)彎曲或動(dòng)作不良現(xiàn)象。

　　在高溫、長(zhǎng)期關(guān)閉狀態(tài)下，閥打開(kāi)時(shí)容易出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，這是由于內(nèi)外膨脹的不均勻性所致。該閥不可應(yīng)用于危險(xiǎn)性介質(zhì)，如氫氣等，當(dāng)快速關(guān)閉時(shí)閥板對(duì)閥座會(huì)產(chǎn)生極大的沖擊力，容易產(chǎn)生火花而出現(xiàn)危險(xiǎn)狀況。