【Q947Y电动固定球阀】产品说明

【电动固定式球阀】是新一代高性能球阀，采用内置DCS/PLC伺服系统的电动执行机构与球阀直连方式，无须另配伺服放大器，输入4-20mA信号及220VAC电源即可控制运转固定球阀的启闭。具有连线简单，结构紧凑、尺寸小、重量轻、阻力小、动作稳定可靠等优点。适用于长输管线和一般工业管线，其强度、安全性、耐恶劣环境性等在设计时进行了特殊考虑，适用于各种腐蚀性和非腐蚀性介质作两位切断、调节的使用。

介绍了高温阀门的结构特点和工作原理，指出了阀门采用汽封防结焦使蒸汽消耗量大以及由此产生的污水较多的问题。根据焦化装置的工艺特点，提出了将高温阀门蒸汽汽封改为富气气封的方案，并进行了工艺分析和试验。上海申弘阀门有限公司主营阀门有：减压阀(组合式减压阀,可调式减压阀,自力式减压阀

1、概述

某2.4Mt/a 延迟焦化装置采用两炉四塔工艺，正常生产24h 生焦。装置上共有16 台高温阀门，其介质为渣油或油气，操作温度约500℃，介质容易结焦，为防止介质结焦影响阀门开关，每个阀门都有蒸汽汽封线，通过在波纹管内外腔、阀腔和填料等部位连续注入1. 0MPa 蒸汽防止结焦。这16 台高温阀门总的汽封蒸汽消耗量在1. 0MPa 时约为6t /h，这些蒸汽进入阀体后将转化为含硫污水，不但能耗高，而且增加下游污水处理场的负荷。

2、高温阀门

高温阀门(表1) 安装在焦化装置焦炭塔的进料线和油气线上。

2.1、进料隔断阀

进料隔断阀( 图1) 采用VELAN 球阀，其有4个汽封蒸汽注入点，即阀腔、填料箱、波纹管内外腔。在阀门全开或全关时，阀腔、填料箱以及波纹管外腔部位注入汽封蒸汽后在球体、阀座及填料间形成了密闭的高压空间，在球体和阀座紧密贴合时不消耗蒸汽，但随着阀门多次开关使用，球体和阀座之间有轻微磨损，蒸汽会少量泄漏。填料是非金属材料，密封较严密，其汽封管路温度较低，泄漏量较少。阀腔和波纹管外腔的汽封管路温度较高，泄漏量较多。波纹管内腔注入汽封蒸汽后，在阀门全开时不能形成密闭空间，只是通过蒸汽连续不断的进入高温渣油中来阻止高温渣油串入到波纹管内腔，从而防止波纹管内腔结焦，使阀门开关灵活不卡塞。在阀门全关时，汽封蒸汽进入波纹管内腔后能在进料隔断阀与四通阀之间的管路形成密闭的高压空间，实际也会有少量蒸汽泄漏。

表1 焦化高温阀门

焦化装置高温阀门防结焦研究

在阀门开关过程中，阀腔和波纹管外腔的密闭空间被打破，此时会消耗大量蒸汽。为节约蒸汽消耗，在每根汽封线上都安装有孔板。汽封蒸汽耗量主要与蒸汽压力、蒸汽温度和孔板孔径有关，过热50℃的1.0MPa 蒸汽经过3/16 in. 和1 /4 in. 孔径孔板的流量分别为195kg /h 和340kg /h( 表2) 。每台进料隔断阀的汽封蒸汽耗量为*大约740kg /h，持续时间约30s。由于进料隔断阀在每个48h 生产周期内，在大吹汽、除焦等阶段的全关期间有17.5h的时间是停用汽封蒸汽的，所以平均每台阀门的汽封蒸汽耗量约174kg /h。
在延迟焦化装置高温、介质具有磨损与腐蚀性、粘结性和温度交变的苛刻工况条件下，焦炭塔底进

料管线和焦炭塔顶大油气线均通过高温防结焦球阀来实现过程控制，目前该阀门大多依赖进口。结

合延迟焦化装置对高温防结焦球阀的工况要求，从阀门设计、结构特点、高温热态试验、执行机构

选择和工业应用等方面进行分析，阐述了所开发的高温防结焦球阀能够满足延迟焦化装置工况要

求，通过工业应用验证了产品的安全可靠性，可以实现替代进口。

延迟焦化装置在炼油厂中的操作条件非常恶劣，原料通常来自常减压装置的减压渣油、渣油罐区的

原油、催化装置的催化油浆、污油罐区的污油和乙烯装置裂解焦油，通过加热炉加热到一定的温度

(大约500℃)后进入焦炭塔，在塔内适宜的温度、压力条件下发生裂解、缩合、馏分等一系列化学

反应，*终生成气体、汽油、柴油、蜡油、循环油组分及焦炭等产品。在每个焦炭塔中，一般通

过8-12个关键阀门，来控制所输送的蒸汽、水、油浆、烃类或者调节管线流量。由于渣油粘度大

温度高、开关频繁，因此需要采用高性能的阀门以保证延迟焦化装置的稳定运行。

中国的延迟焦化装置已经超过100套，并呈现大型化趋势，阀门所处的工况环境不仅口径增大，操

作温度和操作压力也在不断提升。延迟焦化装置的苛刻工况是：

1)高温：焦炭塔底进料管线温度高达495-510℃，焦炭塔顶大油气线温度在420-460℃;在如此高温

的条件下，阀门材料受热膨胀，易出现扭矩异常加大或高温“抱死”现象。

2)含焦粉或含硫介质：含焦粉介质容易使阀门在转动过程中造成密封面拉伤或磨损;焦炭中残留的硫

与水结合后具有腐蚀性，阀门密封面易出现点腐蚀，从而影响阀门密封性能。

3)温度交变：在生焦和除焦过程中，过程温度会经历从常温到500℃高温的周期性变化，阀门频繁

开关，容易出现介质泄漏现象，并可能造成引起着火，危及装置安全。

4)渣油粘度大：由于渣油粘度非常大，容易在阀座、球体、阀轴等部位结焦或积碳，导致阀门动作

困难或密封失效。
焦化装置高温阀门防结焦研究高温防结焦球阀的高温热态试验

为确保提供在延迟焦化装置上的高温防结焦球阀的安全可靠性，除对高温防结焦球阀按照

API598标准所有常规检查后，包括壳体强度试验和密封性能试验之外。每一台高温防结焦球

阀均应在工厂内进行高温热态试验，通过尽可能模拟防结焦球阀的实际工况，检验阀门在高

温下的开关动作、吹扫功能、涂层性能，确保阀门在延迟焦化高温工况下的可靠性。
 高温防结焦球阀使用3年后下线维护图片
图3 高温防结焦球阀使用3年后下线维护
3、工业应用

如图2(a)和图3所示，上述所开发的高温防结焦球阀通过工业实际应用，证明其能满足延迟焦

化装置工况要求，产品安全可靠，并已经实现批量生产，在延迟焦化装置中与国外品牌相比

具有较高的竞争力，可实现替代进口。

图1 进料隔断阀

表2 进料隔断阀汽封配置

焦化装置高温阀门防结焦研究

3、结语

阀门蒸汽汽封改富气气封后，既不会对阀门的使用造成影响，也不会对生产工艺造成较大影响。经实际使用油气隔断阀的检验，效果良好，同类装置也可以借鉴。

执行机构可根据用户要求另配置UNIC、PSQ、HQ、DHL等型号电子式电动执行机构或GTX、AL等气活塞式执行机构。

电动固定式球阀 执行标准
1、设计与制造：GB12237-89、API608、API 6D、JPI 7S-48、BS5351、DIN3357。
2、法兰尺寸：JB/T74～90（JB74～90）、GB9112～9131、HGJ44～76、SH3406、ANSI B16.5、JIS B2212～2214、NF E29-211、DIN2543。
3、结构长度：GB12221-89、ANSI B16.10、JIS B2002、NF E29-305、DIN3202。
4、检验主试验：JB/T 9092、API 598。

Q947Y电动固定球阀 规格参数

　　CH系列执行机构可直接接收计算机或工业仪表等输出的4～20mADC或1～5VDC控制信号，220VAC电源,根据阀位反馈信号与设定值比较偏差对执行机构驱动电机进行智能步距调整（PID调节），以实现与执行机构配套的阀门或其他装置开度的精确定位，同时输出4～20mADC的位置反馈信号。其核心控制部件电子式伺服控制器应用现代数字技术，对DCS/PLC规范设计而成，集信号采集、处理、反馈、控制于一体。采用独创的电子制动电路并附加机械阻尼装置消除惯性，可瞬时停机，定位时无振荡，定位精度可达0.3%以上。可控硅输出，动作时间快，输出稳定，可靠性高。体积小，轻便宜人，性能可靠，配套简单，流通能力大，特别适合于介质是粘稠，含颗粒，纤维性质的场合。目前该阀广泛应用于食品，环保，轻工，石油，造纸，化工，教学和科研设备，电力等行业的工业控制系数。 

Q947Y电动固定球阀产品特点

　　Q47型固定式球阀是新一代高性能球阀，适用于长输管线和一般工业管线，其强度、安全性、耐恶劣环境性等在设计时进行了特殊考虑，适用于各种腐蚀性和非腐蚀性介质。它与浮动球阀相比，工作时，阀前流体压力在球体上产生的作用力全部传递给轴承，不会使球体向阀座移动，因而阀座不会承受过大的压力，所以固定式球阀的转矩小、阀座变形小，密封性能稳定、使用寿命长，适用于高压、大口径场合。先进的弹簧预阀座组件，具有自紧特性，实现上游密封。每阀有两个阀座，每个方向都能密封，因而安装没有流向限制，是双向。
本阀有二块式和三块式两种阀体结构，中法兰用螺栓连接，密封采用增强聚四氟乙烯镶入不锈钢圈内，钢圈后部没有弹簧保证阀座紧贴球体，保持密封。上下阀杆均没有PTFE轴承，减少磨擦，操作省力，小轴底部没有调整片，保证球与密封圈的接处位置。
全通径：阀门流量孔径与管线内径一致，以便管线清扫

（1） 操作省力：球体由上下轴承支撑，减少摩擦，消除了由于进口压力推动球体与密封座形成的巨大密封负荷而造成过大的扭矩。
（2） 密封性能可靠：PTFE单性材料密封圈嵌于不锈钢阀座内，金属阀座尾端设有弹簧保证密封圈足够的预紧力， 阀门在使用过程中密封面磨损时，在弹簧作用下阀门继续保证良好密封性能。
（3） 防火结构：为防止由于骤热或火灾的出现，使聚四氟乙烯密封圈烧毁，发生较大泄漏，而助长火势，在球体与阀座间设置防火密封环，在密封圈烧毁时，在弹簧力作用下，将阀座密封环迅速推向球体上，形成金属与金属密封，起到一定程度的密封效果。耐火试验符合APl 6FA和APl 607标准要求。
（4） 自动泄压功能：当阀门中腔停滞的介质压力异常升高超过弹簧的预紧力时， 阀座后退脱离球体，达到自动泄压的效果，卸压后阀座自动复位。
（5） 排泄管路： 阀体上下均设置排泄孑L，可检查阀座是否发生泄漏，在工作中， 阀门处于全开或全关时，卸掉中腔压力，可直接更换填料；可以排放中腔滞留物，减少介质对阀门的污染。辅助密封设置系统（客户需要请在订购时说明）
（6） 本阀门设计有辅助的阀座紧急密封系统，一旦密封受损或出现紧急十青况而不能密封时，通过辅助密封系统向密封面注射相应的密封剂即可修复密封面，达到紧急密封。当输送的介质不洁或含有少量颗粒时，为保护密封面，确保达到可靠的密封，还可给这一装置注射相应的清洗剂或润滑剂对密封面进行清洗。
（7） 广泛适用于食品、医药、石油、化工、天然气、钢铁、环保、造纸等输送管路介质的切断或流通。还可给这一装置注射相应的清洗剂或润滑剂对密封面进行清洗。

    1、Q947F电动固定球阀手动部分可采用钢板压制的手柄或不锈钢铸造的手柄，手柄设有限位结构，在阀门开启/关闭的位置设定限位，当阀门使用在关键装置上时,限位块上设有锁孔可锁定开关位置避免误操作，手柄上有明显地开和关标识。 
    2、阀杆采用A182F（1Cr13）整体锻造并调制处理，硬度达到HB220～250。阀杆通过平键或花键或方契与手柄连接，通用性强，拆装方便。阀杆设有防吹出结构。
    3、阀门的填料选用编结、柔性石墨密封圈或四氟烯密封圈，使得阀杆在一定的润滑情况下实现可靠的密封。
    4、根据需要球阀可设计成防静电结构，在球体与阀杆、阀杆与阀体之间设置导电弹簧,避免静电打火点燃易燃物质，确保系统安全。
    5、密封副形式多样，根据不同工况可选用软密封/硬密封/防火阀座等结构；DN150以下为浮球形式，DN200以下为固定球阀形式。
    6、球阀阀座处可设置辅助密封结构，在阀座和阀杆部位加装注脂阀,紧急情况下可暂时密封，并可根据需要加长阀杆以适宜埋地铺设得场所。 
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