專利名稱：一種圓弧式閥板翼閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煉油催化裂化裝置旋風(fēng)分離器料腿出口的圓弧式閥板翼閥，其結(jié)構(gòu)可有效地減輕因氣流攜帶催化劑顆粒反竄進(jìn)入旋風(fēng)分離器料腿對(duì)閥板的沖蝕磨損，避免翼閥因催化劑顆粒持續(xù)沖刷而造成嚴(yán)重?fù)p壞，保證旋風(fēng)分離器的正常操作。
背景技術(shù)：
旋風(fēng)分離器是催化裂化裝置中的重要設(shè)備之一，大部分旋風(fēng)分離器的料腿下部設(shè)置翼閥，如圖1所示，主要包括閥板(1)、吊環(huán)O)、螺栓(3)、連接板G)、固定板(5)、筋板 (6)、閥體(7)。翼閥的作用是通過料腿中催化劑顆粒的濃度和藏量平衡料腿的負(fù)壓差，同時(shí)應(yīng)具有單向排料和避免氣體反竄進(jìn)入料腿的功能，以保證旋風(fēng)分離器的正常操作。翼閥性能的好壞直接影響到旋風(fēng)分離器的運(yùn)行狀況。在催化裂化裝置中，當(dāng)料腿內(nèi)沒有形成催化劑的堆積料柱時(shí)，由于閥板(1)處于排料張開狀態(tài)，翼閥外側(cè)的氣體就會(huì)從張開的縫隙進(jìn)入料腿，如圖2所示，氣體攜帶的催化劑顆粒直接沖蝕閥板(1)，催化劑顆粒持續(xù)沖刷導(dǎo)致翼閥受到嚴(yán)重的沖蝕磨損。翼閥磨損的部位主要集中在閥口密封面和閥板(1)與閥體接觸的橢圓環(huán)形區(qū)域。沖蝕磨損的形態(tài)有2 種一種是閥板(1)被沖刷出溝槽，其深度可達(dá)5mm以上，見圖3(a)，另一種是閥板(1)局部面積被沖刷減薄嚴(yán)重，沖蝕嚴(yán)重的位置閥板(1)被磨出洞，見圖3(b)。此時(shí)閥板(1)兩側(cè)不能形成負(fù)壓差，閥板不能自由張合，產(chǎn)生漏風(fēng)，翼閥外側(cè)的氣體反竄進(jìn)入料腿上行，破壞旋風(fēng)分離器料腿的下料，催化劑跑損嚴(yán)重，影響旋風(fēng)分離器系統(tǒng)的效率，進(jìn)而影響整個(gè)催化裂化裝置的安全運(yùn)行和處理能力。對(duì)翼閥周圍流場進(jìn)行分析表明閥板(1)密封貼合面的磨損是由氣流攜帶催化劑顆粒造成的，屬于氣固兩相流沖蝕磨損。在料腿排料過程中，閥板(1)被料腿內(nèi)堆積的催化劑顆粒推開后，當(dāng)排料過程處于半管流態(tài)時(shí)，閥體(7)下半部分是顆粒流，翼閥外部的高壓氣體會(huì)從閥體(7)上部空隙進(jìn)入料腿，形成反竄氣流。這種反竄氣流夾帶懸浮的催化劑顆粒進(jìn)入翼閥，因?yàn)闅怏w進(jìn)入翼閥后急速轉(zhuǎn)向上行，而顆粒在慣性力的作用下，脫離流線，部分顆粒會(huì)撞擊閥板(1)表面，導(dǎo)致沖蝕磨損。閥板(1)不同位置受到?jīng)_蝕磨損的程度也不
一樣。因?yàn)轭w粒運(yùn)動(dòng)方向與塑性金屬材料表面在20S-30°攻角時(shí)沖蝕率出現(xiàn)最大值，攻角不
同，沖蝕率就會(huì)不同，沖蝕磨損形成的溝槽深度也不形同。如圖4所示，黑色陰影區(qū)域?yàn)殚y板(1)不同張開狀態(tài)下磨損部位，開口大小不同，磨損的位置及程度也不同。中國專利ZL 200520112642. 7，一種板式翼閥，在閥板(1)與料腿出口的貼合面上，鑲嵌耐磨層，耐磨層為硬質(zhì)合金或耐磨粉末層，解決磨損問題。總體翼閥的結(jié)構(gòu)不做任何變化。這種方法只能減緩?qiáng)A帶催化劑顆粒的反竄氣流對(duì)閥板(1)的沖蝕磨損，加工工藝復(fù)雜，仍不能從機(jī)理上解決閥板(1)磨損的問題。對(duì)催化裂化裝置的現(xiàn)場調(diào)研表明翼閥的閥板⑴磨損問題比較普遍，對(duì)于催化裂化裝置運(yùn)行而言是一種潛在的危害。翼閥的磨損常導(dǎo)致旋風(fēng)分離器操作異?；蚴?，造成整個(gè)裝置難以長周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。解決翼閥的磨損問題是保證裝置長周期安全運(yùn)行的重要因素。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述翼閥排料過程中存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種有效減輕因氣流攜帶催化劑顆粒反竄進(jìn)入旋風(fēng)分離器料腿導(dǎo)致翼閥閥板(1)受到催化劑顆粒的沖蝕磨損、保證旋風(fēng)分離器正常操作的裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是在原來翼閥的基礎(chǔ)上將平板式閥板用圓弧式閥板替換。采用本實(shí)用新型閥板(1)后，高速的氣流順著圓弧流向料腿內(nèi)部，
避免了催化劑顆粒運(yùn)動(dòng)形成對(duì)閥板(1)的20s-30s攻角，從而能夠延長翼閥和旋風(fēng)分離器
的使用壽命、減少催化劑的跑損、保證裝置長周期安全運(yùn)行。如圖5所示，本實(shí)用新型一種圓弧式閥板翼閥由閥板(1)、吊環(huán)O)、螺栓(3)、連接板(4)、固定板(5)、筋板(6)、閥體(7)和弓形過渡板(8)組成。本實(shí)用新型一種圓弧式閥板翼閥，其特征在于閥板⑴是圓弧形弧板，圓弧的角度α根據(jù)圓弧的半徑變化在4GS-14GS之間。本實(shí)用新型一種圓弧式閥板翼閥，其特征在于閥板(1)閉合時(shí)，閥板(1)的邊緣超出閥體(7)出口邊緣為10-60mm。本實(shí)用新型一種圓弧式閥板翼閥，其特征在于閥板⑴的半徑R與閥體(7)出口橫截面半徑r之比R/r為1. 2-4。本實(shí)用新型一種圓弧式閥板翼閥，其特征在于上部弓形過渡板(8)圓弧尺寸應(yīng)與閥板(1)圓弧尺寸相吻合。本實(shí)用新型一種圓弧式閥板翼閥，其特征在于圓弧式閥板翼閥處于閉合狀態(tài)時(shí)， 閥板(1)的安裝傾斜角度為Y-82。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)地說明。


圖1是翼閥結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是翼閥的半開狀態(tài)示意圖
圖3是翼閥沖蝕磨損照片
圖4是翼閥的閥板沖蝕磨損示意圖
圖5是本實(shí)用新型圓弧式閥板翼閥的結(jié)構(gòu)示意圖
圖6是本實(shí)用新型圓弧式閥板翼閥A-A剖面圖
圖7是本實(shí)用新型圓弧式閥板翼閥的閥板B-B剖面圖
圖8是本實(shí)用新型圓弧式閥板翼閥的閥板示意圖
圖9是本實(shí)用新型圓弧式閥板翼閥的閥板主視圖
圖10是本實(shí)用新型圓弧式閥板翼閥的閥板俯視圖
圖11是本實(shí)用新型圓弧式閥板翼閥周圍的流場速度云圖[0027]其中1-閥板；2-吊環(huán)；3-螺栓；4-連接板；5-固定板；6筋板-；7-閥體；8-弓形過渡板
具體實(shí)施方式
如圖5所示，本實(shí)用新型圓弧式閥板翼閥由閥板(1)、吊環(huán)O)、螺栓(3)、連接板 (4)、固定板(5)、筋板(6)、閥體(7)和弓形過渡板(8)組成。如圖6、7所示，閥板(1)閉合時(shí)，閥板⑴與閥體⑵出口緊密配合。閥板(1)閉合時(shí)，閥板(1)的邊緣超出閥體(7)出
口邊緣為10-60mm，閥板(1)弧度α為40°-14(/，閥板(1)圓弧半徑R與閥體(7)出口橫
截面半徑r之比R/r為1.2-4。如圖8、9、10所示，本實(shí)用新型閥板(1)呈圓弧狀，上部弓形過渡板(8)圓弧尺寸應(yīng)與閥板(1)圓弧尺寸相吻合。流場模擬采用FLUENT流體計(jì)算軟件對(duì)圓弧式閥板翼閥周圍的氣相流場進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算的物理模型如圖6所示。計(jì)算結(jié)果如圖11所示，圖11(a)和圖11(b)為平板式閥板翼閥的閥板(1)不同開度位置處的反竄氣流流場，圖11(c)和圖11(d)為圓弧式閥板翼閥的閥板(1)不同開度位置處的反竄氣流流場。對(duì)于圓弧式閥板翼閥的閥板(1)周圍的流場，開口較小的位置夾帶催化劑顆粒的反竄氣流沿閥板(1)的圓弧面進(jìn)入翼閥，避免了顆
粒20S-30S入射攻角，大大減輕了閥板(1)的沖蝕磨損。開口較大的位置，夾反竄氣流平行
閥口進(jìn)入翼閥，不會(huì)對(duì)閥板形成沖蝕。
權(quán)利要求1.本實(shí)用新型一種圓弧式閥板翼閥由閥板(1)、吊環(huán)O)、螺栓(3)、連接板G)、固定板 (5)、筋板(6)、閥體(7)和弓形過渡板(8)組成。其特征在于圓弧式閥板翼閥將傳統(tǒng)的平板式閥板替換成圓弧式閥板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓弧式閥板翼閥，其特征在于閥板(1)是圓弧形弧板，圓弧的角度α根據(jù)圓弧的半徑變化在4GS-14GS之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓弧式閥板翼閥，其特征在于閥板(1)閉合時(shí)，閥板 (1)的邊緣超出閥體(7)出口邊緣為10-60mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓弧式閥板翼閥，其特征在于閥板(1)的半徑R與閥體(7)出口橫截面半徑r之比R/r為1.2-4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓弧式閥板翼閥，其特征在于上部弓形過渡板(8)圓弧尺寸應(yīng)與閥板(1)圓弧尺寸相吻合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓弧式閥板翼閥，其特征在于圓弧式閥板翼閥處于閉合狀態(tài)時(shí)，閥板⑴的安裝傾斜角度為32-8s。
專利摘要本實(shí)用新型涉及煉油催化裂化裝置旋風(fēng)分離器料腿出口的圓弧式閥板翼閥，其結(jié)構(gòu)可有效地減輕因氣流攜帶催化劑顆粒反竄進(jìn)入旋風(fēng)分離器料腿對(duì)閥板的沖蝕磨損，避免翼閥因催化劑顆粒持續(xù)沖刷而造成嚴(yán)重?fù)p壞，保證旋風(fēng)分離器的正常操作。本實(shí)用新型圓弧式閥板翼閥由閥板(1)、吊環(huán)(2)、螺栓(3)、連接板(4)、固定板(5)、筋板(6)、閥體(7)和弓形過渡板(8)組成。其特征在于圓弧式閥板翼閥將傳統(tǒng)的平板式閥板替換成圓弧式閥板。采用本實(shí)用新型閥板(1)后，高速的氣流順著圓弧流向料腿內(nèi)部，避免了催化劑顆粒運(yùn)動(dòng)形成對(duì)閥板(1)的攻角，從而能夠延長翼閥和旋風(fēng)分離器的使用壽命、保證裝置長周期安全運(yùn)行。
文檔編號(hào)F16K15/03GK202209451SQ20112033383
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者姜玖輝, 宋健斐, 張峰, 陳建義, 魏耀東 申請(qǐng)人:中國石油大學(xué)(北京)