汪 蓬

（襄陽航生石化環(huán)保設(shè)備有限公司，湖北 襄陽 441003）

概述

焦炭塔是焦化裝置的核心設(shè)備，隨著裝置自動(dòng)化程度的提高，國內(nèi)外各大石油公司都逐步采用頂/底蓋機(jī)技術(shù)，縮短了焦炭塔的生焦周期，提高了裝置處理能力。目前，國內(nèi)焦化裝置焦炭塔塔頂出現(xiàn)過多次安全事故，塔頂裝置的安全及可靠性就顯得尤為重要。

襄陽航生石化環(huán)保設(shè)備有限公司于2010年開發(fā)一種焦炭塔頂閥——電動(dòng)雙暗桿閘板閥，用于焦炭塔上蓋的開關(guān)及密閉操作，以其結(jié)構(gòu)小巧、工作效率高、密封力始終不撤消、現(xiàn)場環(huán)境好、電機(jī)驅(qū)動(dòng)，無液壓油泄露、整機(jī)壽命長等優(yōu)點(diǎn)，從一定程度上代表了國內(nèi)焦炭塔蓋啟閉操作裝置的發(fā)展趨勢。

焦炭塔上蓋啟閉技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

目前，自動(dòng)頂蓋機(jī)主要是采用國內(nèi)產(chǎn)品，隨著工藝和安全的要求，自動(dòng)底蓋裝拆裝置紛紛向閘板閥過渡?，F(xiàn)役頂閥中較有代表性的結(jié)構(gòu)形式主要有三種：一、翻蓋式自動(dòng)頂蓋機(jī)；二、平移式自動(dòng)頂蓋機(jī)；三、液壓式閘板閥。一、二兩種形式的頂蓋機(jī)都由機(jī)械部分、液壓站、控制系統(tǒng)組成，在關(guān)蓋后都通過液壓站供油給壓緊油缸，從而施加密封力將頂蓋鎖緊。在施加密封力這一過程中，一旦出現(xiàn)誤操作，就會(huì)造成密封失效。第三種形式的頂蓋機(jī)采用的是液壓驅(qū)動(dòng)，這樣液壓閥數(shù)量多，接頭連接點(diǎn)、存在故障點(diǎn)、泄漏點(diǎn)都較多，故障判斷困難，維修麻煩。并且液壓推桿會(huì)占用較大的空間，導(dǎo)致閥體部分長度較長，影響消防通道，并且對塔口的偏載較大。

電動(dòng)雙暗桿閘板閥介紹

3.1 結(jié)構(gòu)

電動(dòng)雙暗桿閘板閥由閥體部分、驅(qū)動(dòng)部分及導(dǎo)流筒組成。

電動(dòng)雙暗桿閘板閥閥體部分重量約4噸，其外形為矩形，中間閘板為矩形平板。閥體部分由殼體、封頭、閘板、密封座、絲桿等組成。電機(jī)減速機(jī)通過轉(zhuǎn)向器帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿與閘板通過梯形螺母聯(lián)接，從而帶動(dòng)矩形閘板做往復(fù)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)開、關(guān)閥的兩種狀態(tài)。絲桿位于閘板兩邊，處于封頭之內(nèi)，也稱之為暗桿。這種暗桿結(jié)構(gòu)有效的縮短了閥體的長度。

電動(dòng)雙暗桿閘板閥驅(qū)動(dòng)部分由電機(jī)減速機(jī)、換向器及聯(lián)軸器組成。

3.2 原理

電動(dòng)雙暗桿閘板閥，是一種全密閉、易操作、具有可靠密封性能的全自動(dòng)設(shè)備，使用性能安全可靠，維修量和使用成本低，電動(dòng)雙暗桿閘板閥可直接與上塔口相聯(lián)。

電動(dòng)雙暗桿閘板閥通過電機(jī)的正反轉(zhuǎn)帶動(dòng)螺母在絲桿上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)閘板的開合。閘板上開有與通道口徑相當(dāng)?shù)目祝?dāng)孔與通道相對應(yīng)（同軸）時(shí)閥處于開狀態(tài)，當(dāng)孔與通道同軸時(shí)閥門全開，此時(shí)開到位接近開關(guān)反饋信號，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)孔與通道錯(cuò)位時(shí)閥處于關(guān)狀態(tài)，當(dāng)孔與通道完全錯(cuò)位時(shí)閥門全關(guān)，此時(shí)關(guān)到位接近開關(guān)反饋信號，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

電動(dòng)雙暗桿閘板閥采用金屬硬密封，在開關(guān)閥過程中密封力不卸載。在閘板下部設(shè)置碟簧提供足夠的密封力。密封副能夠隨著溫度的變化自動(dòng)吸收膨脹與補(bǔ)償收縮。工作時(shí)閥內(nèi)高溫密封環(huán)內(nèi)及閥體兩端封頭內(nèi)均通蒸汽，蒸汽壓力采用定壓控制，壓力高于介質(zhì)壓力0.1Mpa以上，起輔助密封作用。

電動(dòng)雙暗桿閘板閥中間閥體采用上下口結(jié)構(gòu)。兩端封頭均設(shè)有檢查口，可在線清理內(nèi)部污物。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙絲杠，可以滿足各種工況的驅(qū)動(dòng)要求及同步要求。在封頭兩端均設(shè)有接近開關(guān)，確保閘板運(yùn)行安全可靠。閘板上下表面使用硬密封，在圓周方向受均勻載荷，確保運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。

3.3 參數(shù)

設(shè)計(jì)壓力： 0.5 MPa（g）

設(shè)計(jì)溫度： 500℃

適用塔口直徑：φ700mm、φ900mm

塔口最小通徑：DN700

開/關(guān)閥時(shí)間： ≤4min

啟閉油缸行程: 780mm

矩形閥功率：3kw

閥體部分最大外形尺寸（長x寬x高）mm：3645×1413×943

閥體總重： 4t

3.4 技術(shù)特點(diǎn)

電動(dòng)雙暗桿閘板閥為矩形閘板閥，是一種按鈕操作的全密閉、易操作、具有可靠密封性能的全自動(dòng)設(shè)備，其安全性好，運(yùn)行成本低，維修量小，與除焦氣體導(dǎo)流筒配合使用，可實(shí)現(xiàn)密閉除焦，大大改善塔頂操作環(huán)境。電動(dòng)雙暗桿閘板閥可直接與上塔口相聯(lián)，安裝方便，可實(shí)現(xiàn)不停產(chǎn)安裝，適用于焦化所有新建項(xiàng)目和舊裝置改造項(xiàng)目。電動(dòng)雙暗桿閘板閥具有以下特點(diǎn)：

（1）結(jié)構(gòu)及占位：采用電動(dòng)絲杠傳動(dòng)，絲杠位于閘板側(cè)面，減少長度，占位集中，重心位于塔口內(nèi)部，對塔口傾覆力小 。

（2）驅(qū)動(dòng)可靠性：電機(jī)驅(qū)動(dòng)，動(dòng)作可靠。

（3）動(dòng)作平穩(wěn)性：電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙絲杠，速度穩(wěn)定，動(dòng)作平穩(wěn)。

（4）密封性能：閘板與封頭均可密封，內(nèi)部建壓，兩級保護(hù)，密封更可靠。

（5）可維護(hù)性：電機(jī)驅(qū)動(dòng)，純機(jī)械傳動(dòng)，檢修方便。

（6）環(huán)境影響：電機(jī)驅(qū)動(dòng)，無液壓油泄露影響；帶尾氣回收，安全環(huán)保。

結(jié)語

該電動(dòng)雙暗桿閘板閥采用了目前國際領(lǐng)先結(jié)構(gòu)形式和成熟密封技術(shù)，綜合國內(nèi)外不同先進(jìn)閘板的優(yōu)勢，作到既結(jié)構(gòu)緊湊，又能實(shí)現(xiàn)安全可靠，既降低運(yùn)行成本，又提高整機(jī)壽命，且改善了現(xiàn)場操作環(huán)境，提高了裝置生產(chǎn)率，該產(chǎn)品的投用必將帶動(dòng)國內(nèi)焦炭塔頂蓋技術(shù)的革命，必將提升國內(nèi)焦化生產(chǎn)線的整體水平。

[1]楊源泉.閥門設(shè)計(jì)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版 社，1992.