煙道蝶閥的概述及結構特性

在鎳熔煉系統及配套的煙氣化工產品管網中,煙道蝶閥主要用于調節處理來自火法冶煉產生的煙氣(如閃速爐、轉爐、銅合成爐、富氧頂吹熔煉爐或貧化爐產生的煙氣)。精礦干燥是熔煉系統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生的熱煤氣混合,經過“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、轉化、干吸和酸庫等單元。熔煉產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。熔煉和制酸管網用煙道蝶閥應根據其使用工況條件進行結構設計,避免由于熱變形和閥門管壁粉塵粘結及管道灰堵使得煙道蝶閥不能正常啟閉,影響冶煉化工設備的正常運行。

煙道蝶閥結構特性

從標準規定和實際使用情況分析,煙道蝶閥用于介質的截斷或者調節時,其密封性能要求與金屬密封蝶閥有一定的差別。作為管網含塵煙氣控制設備,處于關閉位置仍留有一定間隙不會影響管路開度調節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系基本上呈線性比例關系。如果用以控制流量,其流量特性與配套管路的流阻系數有密切關系。如兩條管道安裝閥門口徑和形式完全相同,而管道損失系數不同,閥門的流量差別就會相差很大。如果閥門處于節流幅度較大的狀態,蝶板處于中間開度時,關閉過程中,蝶板上下兩側可以形成完全不同的狀態,一側蝶板前端順介質流向而動,另一側則逆介質流向而動。因此,一側閥體與蝶板形成似噴嘴形開口,另一側則類似節流孔形開口,噴嘴側比節流側流速快的多,而節流側一面往往會產生負壓,所以煙道蝶閥水平安裝時應將噴嘴側放在管道的下部,可以避免管道閥門連接處灰堵現象的發生。

煙道蝶閥主要起截流和調節流量的作用,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,所以結構設計應考慮環境因素的影響。煙道蝶閥徑向密封與金屬密封蝶閥結構相似,應用過程中受溫度影響易產生熱卡阻,影響閥門的啟閉。

煙道蝶閥密封形式以平面密封較為理想,可以設計成垂直板或斜板式結構(如上圖),閥體、蝶板以側平面為密封副。蝶板外徑可以小于閥體通徑,即使閥門內腔管壁有粘結也能方便開啟。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。該結構閥體密封面的對稱度要求較高,特別是斜板式結構其閥體密封側平面在普通機械設備上難以加工,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。平面密封結構如果采用杠桿式,無論垂直板還是斜板結構都可解決密封平面在加工過程中存在的問題。該結構有許多優點,杠桿結構閥門密封面為側平面密封,不會產生徑向卡阻。另外,閥體和蝶板密封側平面為連續的平面整體加工,蝶板外徑設計小于閥體通徑。蝶板關閉過程先轉動后平動密封面越壓越緊,開啟過程蝶板先平動后轉動,也不會產生卡阻。煙道蝶閥一般在壓力低、溫度高的環境條件下工作,不會影響閥門啟閉。