新型高溫高壓閥門(mén)自密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、GM運(yùn)行與應(yīng)用新技術(shù)新產(chǎn)品 Nev/ Technology & New Material浙江右化閥門(mén)仃限公訶浙江325024） 昊尖斌陳凌云分析了現(xiàn)有鬲溫島壓fI密M結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，述了 種新型I密時(shí)給構(gòu)的設(shè)計(jì)方法及數(shù)據(jù) 計(jì)算.島溫島用蟆形墊女層密封圈GM運(yùn)行與應(yīng)用新技術(shù)新產(chǎn)品 Nev/ Technology & New MaterialGM運(yùn)行與應(yīng)用新技術(shù)新產(chǎn)品 Nev/ Technology & New Material一、概述隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展電站彳亍業(yè)也得以飛速發(fā) 展，電站行業(yè)所需的閥門(mén)的墓求也進(jìn)一步提高。表現(xiàn)在 閥門(mén)使用的淚度、壓力要求更爲(wèi).閥門(mén)口徑冇増大的

2、趨 勢(shì).對(duì)于高溫高壓大口徑腳門(mén),其自密封結(jié)構(gòu)非常重 要，針對(duì)no用的1密対結(jié)構(gòu).探討 種訴型的門(mén)密 封結(jié)札二、分析山認(rèn)電站閥常用的i'i密封結(jié)構(gòu)俗槐形建組合密封 低徳密封）和棋形笊密封兩種結(jié)構(gòu) 如圖1、圖2所 示）.一般來(lái)說(shuō)，大口徑閥門(mén)采用組合式鍥形墊結(jié)構(gòu), 小口徑采用棋形昶結(jié)構(gòu)。圖1換形菸細(xì)合結(jié)構(gòu)I.閥體2.糾孟3.桂彤墊4.壓耳5. W開(kāi)環(huán)6.支承壞7.他緊螺栓這兩種結(jié)構(gòu)形式，英工作廉理茶木相同，都足把棋 形墊放崑在浮動(dòng)頂蓋和圓筒體端部之何，利用螺栓產(chǎn)生 的預(yù)緊才而形成初始比斥.為介質(zhì)壓力作用時(shí).浮動(dòng)頂 蓋受壓2作用向上壓縮槌形墊，從而達(dá)到I'l緊密封。圖2模形墊結(jié)構(gòu)1.閥

3、體2.何孟3.根形墊4.支架'"僧道介質(zhì)壓力山低向奇變化時(shí).此類(lèi)閥門(mén)耍始終保 持密封，必須滿足兩個(gè)條件：一是要通過(guò)預(yù)緊螺栓產(chǎn)生一 定的初始比壓：二是在崗壓時(shí)，密封血不被崗壓IKiU為 了滿足這兩個(gè)條件.設(shè)計(jì)複形地時(shí)就要考也次材料既要満 足低壓時(shí)的型性變形，乂要有足夠強(qiáng)度來(lái)避免高壓時(shí)因密 対力過(guò)大而壓淤密封而。為解決這訐拆，現(xiàn)通殆作法是 將強(qiáng)度高的材料表面鍍一層軟質(zhì)鍍層或涂覆層.通過(guò)分析，可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)俗的槐形建密封結(jié)構(gòu)存住以 下缺點(diǎn)：牢件加T帶度高，裝配要求高：鍍層或涂裁層 使成本加大，Kill鍍或涂鍍層在島溫時(shí)存任剝落町 能.低壓時(shí)密封不可靠.三、設(shè)計(jì)08 China Acad

4、emic Journal Electronic Pul-hup:/ 、v2006年第彳期 75針對(duì)現(xiàn)在自密封結(jié)構(gòu)的不足，設(shè)計(jì)以卞雙密封圈的圖3女從密対懼密血絡(luò)構(gòu)1.閥體2.軟彬封制3.便幫封* 4.閥苗5.床環(huán)6. W開(kāi)環(huán)這種密封結(jié)構(gòu)的上婆特點(diǎn)是把康來(lái)的樓形墊分成山 軼密封囲和禪性硬密封圈組成的雙密封結(jié)構(gòu).下而是用 柔性石舉或用柔性石墨編織填料爪制成的軟密封圈，上 面是由0O18M9或其他奧氏體鋼制成的禪性密封圈 如圖4所示）.設(shè)計(jì)時(shí)注意事頊如下.圖4雙層褂対圈分解|¥|600七時(shí)，其值為17.9x16%）.當(dāng)壓力和沮度逐 漸升高時(shí)，彈11金屈密封囲開(kāi)始受力密封，而此時(shí)軟密 BltJ

5、lLl受力很小。這樣既保證高溫高壓悄況下密封.乂 能越免軟密型圈不被壓潰.0）山所盅的初始密封比壓靠柔性石盅的來(lái)密 対.故禪性金屈密封圈、浮動(dòng)閥蓋及岡簡(jiǎn)體端部的加工 精度可以降低。而且金屈密封圏不用鍍層或涂鍍層,也 可降低成本.4）這種結(jié)構(gòu)對(duì)頂蓋安裝誤墾要求不高，所以裝配 難度大大降低。6）由干是軼硬雙層密封圈密封，故在沮度、壓力 產(chǎn)生波動(dòng)的惜況下也能實(shí)現(xiàn)可靠密封。四、計(jì)算0）預(yù)緊狀態(tài)時(shí)，軟密封圈楔形墊的軸向分力.即 預(yù)緊螺栓的載荷計(jì)算：F.F厶也亠“Ocoba 軟密封圈用柔件石舉或用柔件石皐編織垠料壓 制而成，圖中歷示尺寸為壓制后尺寸.考慮到材料的壓 縮顯及冋弾就較大，H尺寸可適當(dāng)放大. 金

6、凰密封圈由于是彈性設(shè)計(jì),故在設(shè)計(jì)過(guò)程中尺 寸D.=D- 4-1.5）,還要注總角度5。的i殳用.覘兒的 大小，在外惻上適當(dāng)設(shè)計(jì)櫚的數(shù)最和大小,以增加彈性. 軟密封圈斜角為30。，禪性金鳳密封圈斜角為 32。在金屬密封腳開(kāi)始密封時(shí),保證金屬密対圈I：口 首先密封。從而使金屬密封圈具有彈性。這樣的設(shè)計(jì)不但具冇現(xiàn)有根形輕密期結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn), 而nw以成功彌補(bǔ)現(xiàn)在常用槐形墊密封的缺點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn) 具體分析如下.1）因?yàn)殡p密封結(jié)構(gòu)有軟密封存在，故其所需的螺 栓義緊力耍小許多,初始密封比壓小,在低壓情況下容 易密封.設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)減小預(yù)緊螺栓,減少閥門(mén)成木.2）由于柔性石星的壓縮率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于金皿材料,ifiJ II柔

7、性石墨的線脹系數(shù) 往20 600七時(shí)，英值為1.5 -4.65xl6-6/t）又遠(yuǎn)水于金屬材料0Crl8Ni9 420式中F.槐形密封的軸向分力，單位為N；D密封接觸圜直徑，單位為mm：%初始密封比曲們小門(mén)仃單位為MPa：q 密封的必需比壓，査4-10 21可得，單 W位為MPa：a設(shè)計(jì)確定，一般取30。：p摩擦角,取2.8°-5.7%5）載荷計(jì)算內(nèi)壓引起的總軸向力F = ir4/>>2）式中F內(nèi)壓引足的軸向力，爪位為N：D密封接觸鬪宜徑，設(shè)計(jì)確定，單位為 nun：P設(shè)計(jì)壓力，驗(yàn)算低壓時(shí)，IR p = 0.3MPa：驗(yàn)算高壓時(shí)，取設(shè)計(jì)壓力上 限值，單位為MPaB）支承環(huán)、

8、四合環(huán)、預(yù)緊螺栓及閥蓋的設(shè)計(jì)計(jì)算 略.五、結(jié)語(yǔ)"省甘結(jié)構(gòu)閥門(mén)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在把普通模形墊改成 雙密封檢的楔式結(jié)構(gòu).低壓時(shí)靠柔性石果或柔性石亀編 織材料的軟密封帽來(lái)實(shí)現(xiàn)可靠密封，崗Ik時(shí)，靠彈性金GM運(yùn)行與應(yīng)用新技術(shù)新產(chǎn)品 Nev/ Technology & New MaterialGM運(yùn)行與應(yīng)用新技術(shù)新產(chǎn)品 Nev/ Technology & New MaterialGM連用機(jī)械76 2006年第f期' 1 )94-2008 5：lic Ei：新技術(shù)新產(chǎn)胡 New Technology & New Mtferd運(yùn)行與應(yīng)用GMTRT陜鼓集團(tuán)研發(fā)中心秋西710

9、611) 柳黎光對(duì)閃內(nèi)第臺(tái)應(yīng)用先進(jìn)的控制技術(shù)，設(shè)il投運(yùn)的第套全干式共用翌/二作-詢(xún)爐煤氣透平 TRT機(jī)組的待點(diǎn)和投運(yùn)情況進(jìn)行了介紹。二合一/共用型TKT煤氣透平 頂壓控制新技術(shù)新產(chǎn)胡 New Technology & New Mtferd運(yùn)行與應(yīng)用GM新技術(shù)新產(chǎn)胡 New Technology & New Mtferd運(yùn)行與應(yīng)用GM一、概述津神共用塑/二介一高爐TRT裝代，是國(guó)產(chǎn)第一套 應(yīng)用先進(jìn)的控制技術(shù)，井投運(yùn)的第一套全干式高爐 TRT.該機(jī)組的投運(yùn)，對(duì)節(jié)能、增效以及TRT的推廣應(yīng) 用,具有十分深遠(yuǎn)的總義。從2005年7月20日開(kāi)始聯(lián) 調(diào)試車(chē).到R月5 n順利通過(guò)72h的機(jī)

10、械運(yùn)轉(zhuǎn)執(zhí)負(fù)荷試 車(chē)考核，$項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，透平主機(jī)性能良 好，發(fā)電顯曾達(dá)到5 800kW,爐頂壓力調(diào)節(jié)穩(wěn)定、可 靠，全部完成了fl動(dòng)升速、H動(dòng)井網(wǎng)、fl動(dòng)升功率、H 動(dòng)調(diào)頂壓及全部TRT過(guò)程檢測(cè)與過(guò)程控制的各項(xiàng)功能。 取得了階段性成果，用戶比較滿盤(pán).屬密封圈來(lái)實(shí)現(xiàn)可靠密封.這樣不但彌補(bǔ)了現(xiàn)有n密封 結(jié)構(gòu)的缺陷,而且可以降低成本.特別適用于大口徑、 高溫高壓的電站閥門(mén).是一種很有應(yīng)有價(jià)值的自密封結(jié) 構(gòu)。1楊源泉.刪門(mén)設(shè)計(jì)手冊(cè)北京：機(jī)械匸業(yè)出版社 19922洪勉成等.側(cè)門(mén)設(shè)計(jì)計(jì)算手冊(cè).北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版 H. 19943成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第1卷.第3版.北京：化學(xué)工 業(yè)岀版It. 1994

11、4何光遠(yuǎn)尊機(jī)械工程丁冊(cè)工程材料.第2版.北京,機(jī)械匸業(yè)出版社 1996 GM收稿 H 期：2005/10/08)TRT是高爐煤氣余壓透平的發(fā)電裝代簡(jiǎn)稱(chēng) 軸a Fuma>t T>p - pressure Recovery Turbines unit).是利用崗 爐爐頂?shù)挠鄩?，把煤氣?dǎo)入透平機(jī)膨脹做功.驅(qū)動(dòng)發(fā)電 機(jī)發(fā)電的能雖回收機(jī)組,可回收高爐鼓風(fēng)機(jī)所需能雖的 30%-50%,經(jīng)濟(jì)效益十分顯薔，同時(shí)該裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí),能替代減壓閥組，能很好地調(diào)節(jié)、穩(wěn)定爐頂壓力, 凈化煤V，故對(duì)保證高爐順行,增產(chǎn)彳jit好的作用回 收了過(guò)去在減壓閥組通過(guò)強(qiáng)制節(jié)流和形成噪聲而白白消 耗掉的能量，同時(shí)山于不形響高爐正常生產(chǎn)和煤氣的使 用.IM此，加速推廣應(yīng)用用產(chǎn)化成套TRT裝代，對(duì)保護(hù) 尺族工業(yè)，降低煉鐵生產(chǎn)成本，節(jié)能降耗，減少環(huán)境污 染.都冇不可忽視的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益.共用型TRT 機(jī)組m圖I共用TjtRt機(jī)ffi二、共用熨TRT技術(shù)的開(kāi)發(fā)思路中空、低圧高爐曲單朋高爐爐容小400 -750m1 髙爐)惻收的能園比較低.一次性投資比較大,投資的 回收期相對(duì)時(shí)間