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一种大口径阀门减少驱动阻力的改进方式

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  摘要:大口径电动、气动阀是化工行业中频繁使用的阀门之一,部分阀门尺寸超过DN600以上,在生产过程中一直保持常开或常闭状态,长期使用后,由于介质或零部件生锈会导致密封轴卡涩,会出现执行器无法正常驱动等情况,因生产制约,无法得到有效处理,更换执行器及单体维修成本费用较高,本文以我厂DN1200口径三偏心蝶阀为例进行改造前后的情况剖析,希望为读者起到借鉴作用。 
  关键词:蝶阀 密封轴 执行器 滑动轴承 
  引言:蝶阀是近十几年来发展最快的阀门品质之一,适用范圍较广,品种和规格不断扩大,并向高压、大口径、高密封性、等方向发展,主要有橡胶软密封、双偏心、三偏心几个种类,由于阀体价格较低,目前化工行业在大口径管道中使用较多,且多以对夹式、法兰式安装为主,因直径较短,在长期使用后,受管道挤压后,大口径蝶阀拆除维修较为困难,我厂空分装置压缩机出口放空蝶阀,口径为DN1200,悬空安装,在出现卡涩问题后,一直未得到有效处理,在未行成降低阻力方案以前,一直考虑更换更大力矩的执行器来解决此问题,但因造价较高,未得到具体实施。 
  一、阀门概况 
  我厂空分装置压缩机出口放空蝶阀,口径为DN1200,悬空安装,12年低开始运行,选用杨修电动执行器,原始设计扭力4000,在15年高负荷运转时,出现远程无法有效驱动情况,但手动可以正常开关,判断为设计原则扭力过小,随即购买了一台奥托克执行器,将扭矩扩大到6000,但在17年处又出现远程卡涩现象,因系统开车一直未进行检修。在17年9月进行大修时,将该阀门拆除进行外委修理,在检修中发现阀体上下轴未发现明显磨损,进行打磨及更换上下密封轴套后,安装上线,调试正常,后在开车期间依旧卡涩,在本次出现卡涩问题后,维修单位同样判断阀门执行器选择较小,在未形成降低阻力方案以前,一直考虑更换更大力矩的执行器来解决此问题,但因更大力矩执行器造价较高(大约10万元),未得到具体实施。后经反复探讨及询问其他阀门厂家此阀门出现的问题,未行程有效意见。 
  在18年3月,经结合实际的运行工况,我们发现该阀门正常运行时一直处于某种开度,长期不变,阀门运行的阻力主要集中在管道压差、上周密封环、下周固定环三处,经仔细分析后得知,造成阀门最大阻力的应为下轴的固定密封环处,该位置不但要承受阀门本身重量,更是阀门动作时主要的旋转轴,该轴在长时间运行后,必定出现锈蚀情况,从而不断加大了阀门的驱动力。因此提供一种减小电动阀密封轴摩擦和降低电动阀扭矩的结构,避免因阀门开关卡涩对系统运行造成影响的改进形式便诞生了。 
  二、改造构想 
  前期主要由以下几个方案进行实施,一个是将现有的碳钢连轴改为不锈钢形式,减少使用过程中的锈蚀摩檫;一个是加工下轴,减少硬密封的运行阻力。 
  当我们对原始碳钢轴进行拆除更换时,发现因整轴的锈蚀,连接阀体部分异常难以拆除,如果强行拆除,难免会对整个阀体造成损伤,因检修周期较短,没有足够的时间来制作新的阀体,此方案被取消执行。 
  经上报研究决定,将阀体上下硬密封驱动轴均改为轴承滑动形式,以减小电动执行器驱动力被认可进行实施。在结合了我厂多数电动阀的驱动特点后,最终采用了增加滑动轴承的形式来减少运动阻力,主要表现在以下几个方面:1、重新加工下固定轴,使用车床进行加工,使之可以放下滑动轴承。2、对阀门下轴进行机加工,将原有的密封钢环换为石墨环,并改变底座的密封形式。3、称重固定方式改为平面轴承形式,把旋转摩檫由硬密封钢环改为滑动轴承形式。经分厂研究决定,将阀体上下硬密封驱动轴均改为轴承滑动形式,以减小电动执行器驱动力。本实用新型为一种结构简单,安装维修方便,且能够有效减小电动阀密封轴摩擦,降低电动阀扭矩,降低设备维修费用和阀门投资,避免对系统运行产生影响,也提高了企业的竞争力。 
  三、实现的效果 
  经和维修团队充分沟通,并结合工艺条件及电动阀的运行特点,经4天时间,最终完成了滑动轴承的改型工作,并顺利安装调试,且一名操作工使用扳手即可转动阀体,较之前有较大改进,经过4次系统开停后,目前在生产期间远程控制未在出现卡涩现象,运行状况良好。主要的结构如下图1: 
  图中:1石墨盘根填料,2滑动轴承,3平面轴承下端盖,4平面轴承,5平面轴承上端盖,6轴承盖密封面,7电动阀下密封轴,8法兰螺栓,9下密封轴法兰盖 
  四、小结 
  正确的选择阀门形式,对保证装置安全生产,提高阀门寿命,提高长周期稳定运行是至关重要的一面,特别是在选用较大孔径阀门时,更应慎重考虑,蝶阀虽然结构简单,便于维护,生产成本较小,但出现问题后的维修策略值得我们思考,日常的维护保养显得尤为重要,适当的润滑,定期的维修保养是阀门长寿命运行的关键所在。 
  目前化工单位的大口径的蝶阀如在长期使用后,出现卡涩,多数选择的拆检解体维修,更有像前面说到的,不断加大设备驱动力,维修及设备更新的成本居高不下,对企业而言,不利于长周期的稳定运行,无法有效做到计划检修及成本管控,经实践证明,一些较大口径的蝶阀、球阀在出现卡涩,驱动不灵活时,如运行周期长,介质稳定,维护成本较高的情况下,可以通过本文的改造形式进行维修改进,可为较多企业减少更多的维护资金消耗。

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