煙道蝶閥的概述及結(jié)構(gòu)特性

在鎳熔煉系統(tǒng)及配套的煙氣化工產(chǎn)品管網(wǎng)中,煙道蝶閥主要用于調(diào)節(jié)處理來自火法冶煉產(chǎn)生的煙氣(如閃速爐、轉(zhuǎn)爐、銅合成爐、富氧頂吹熔煉爐或貧化爐產(chǎn)生的煙氣)。精礦干燥是熔煉系統(tǒng)中物料制備的主要工序之一,該工藝流程是將來自選礦含水8%～10%的濕精礦和煤粉燃燒產(chǎn)生的熱煤氣混合,經(jīng)過“三段式”氣流干燥至含水≤013%的干精礦。煙氣制酸裝置主要包括凈化、轉(zhuǎn)化、干吸和酸庫等單元。熔煉產(chǎn)生的煙氣和制酸所用煙氣溫度較高且催化劑粉塵較大,對管道閥門有腐蝕和阻滯作用。熔煉和制酸管網(wǎng)用煙道蝶閥應根據(jù)其使用工況條件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計,避免由于熱變形和閥門管壁粉塵粘結(jié)及管道灰堵使得煙道蝶閥不能正常啟閉,影響冶煉化工設(shè)備的正常運行。

煙道蝶閥結(jié)構(gòu)特性

從標準規(guī)定和實際使用情況分析,煙道蝶閥用于介質(zhì)的截斷或者調(diào)節(jié)時,其密封性能要求與金屬密封蝶閥有一定的差別。作為管網(wǎng)含塵煙氣控制設(shè)備,處于關(guān)閉位置仍留有一定間隙不會影響管路開度調(diào)節(jié)達到爐壓的自動控制。煙道蝶閥與金屬密封蝶閥流體特性相似,蝶閥開度與流量之間的關(guān)系基本上呈線性比例關(guān)系。如果用以控制流量,其流量特性與配套管路的流阻系數(shù)有密切關(guān)系。如兩條管道安裝閥門口徑和形式完全相同,而管道損失系數(shù)不同,閥門的流量差別就會相差很大。如果閥門處于節(jié)流幅度較大的狀態(tài),蝶板處于中間開度時,關(guān)閉過程中,蝶板上下兩側(cè)可以形成完全不同的狀態(tài),一側(cè)蝶板前端順介質(zhì)流向而動,另一側(cè)則逆介質(zhì)流向而動。因此,一側(cè)閥體與蝶板形成似噴嘴形開口,另一側(cè)則類似節(jié)流孔形開口,噴嘴側(cè)比節(jié)流側(cè)流速快的多,而節(jié)流側(cè)一面往往會產(chǎn)生負壓,所以煙道蝶閥水平安裝時應將噴嘴側(cè)放在管道的下部,可以避免管道閥門連接處灰堵現(xiàn)象的發(fā)生。

煙道蝶閥主要起截流和調(diào)節(jié)流量的作用,特別是大口徑蝶閥,工況條件影響閥門的變形因素較多且變形量不易控制,所以結(jié)構(gòu)設(shè)計應考慮環(huán)境因素的影響。煙道蝶閥徑向密封與金屬密封蝶閥結(jié)構(gòu)相似,應用過程中受溫度影響易產(chǎn)生熱卡阻,影響閥門的啟閉。

煙道蝶閥密封形式以平面密封較為理想,可以設(shè)計成垂直板或斜板式結(jié)構(gòu)(如上圖),閥體、蝶板以側(cè)平面為密封副。蝶板外徑可以小于閥體通徑,即使閥門內(nèi)腔管壁有粘結(jié)也能方便開啟。管道變形對閥門主體密封性能影響沒有徑向密封效果明顯。該結(jié)構(gòu)閥體密封面的對稱度要求較高,特別是斜板式結(jié)構(gòu)其閥體密封側(cè)平面在普通機械設(shè)備上難以加工,必須安排合理的工藝才能使裝配精度達到理想的密封效果。平面密封結(jié)構(gòu)如果采用杠桿式,無論垂直板還是斜板結(jié)構(gòu)都可解決密封平面在加工過程中存在的問題。該結(jié)構(gòu)有許多優(yōu)點,杠桿結(jié)構(gòu)閥門密封面為側(cè)平面密封,不會產(chǎn)生徑向卡阻。另外,閥體和蝶板密封側(cè)平面為連續(xù)的平面整體加工,蝶板外徑設(shè)計小于閥體通徑。蝶板關(guān)閉過程先轉(zhuǎn)動后平動密封面越壓越緊,開啟過程蝶板先平動后轉(zhuǎn)動,也不會產(chǎn)生卡阻。煙道蝶閥一般在壓力低、溫度高的環(huán)境條件下工作,不會影響閥門啟閉。