氣力輸送是以壓縮氣源為輸送動(dòng)力,將粉狀物料在密閉容器中從一端輸送到另外一端。氣力輸送系統(tǒng)所應(yīng)用的行業(yè)非常廣泛,如電廠的煤粉、粉煤灰和爐底渣,化工行業(yè)的化工原料,建筑行業(yè)的水泥和石灰,食品醫(yī)藥衛(wèi)生等行業(yè)的各種粉料或顆粒物料等。而各種閥門(mén)的合理選用在氣力輸送中是至關(guān)重要的。閥門(mén)要滿足各行業(yè)氣力輸送的需求,應(yīng)具有耐溫、耐腐蝕和耐磨損等各方面的優(yōu)良性能。
二、閥門(mén)分類(lèi)
典型的正壓氣力輸送系統(tǒng)如圖一所示。根據(jù)閥門(mén)在系統(tǒng)中的位置及作用,分為進(jìn)料用閥、排氣用閥、進(jìn)氣用閥、出料用閥和切換用閥等。
二.1、進(jìn)料用閥
進(jìn)料用閥在氣力輸送中是用來(lái)切斷和接通物料從輸送點(diǎn)至輸送容器的閥門(mén)。合理選擇進(jìn)料閥的口徑?jīng)Q定了物料的流量以及整個(gè)系統(tǒng)的輸送能力。根據(jù)輸送介質(zhì)的不同,對(duì)其耐溫、耐腐蝕和耐磨性能也有不同程度的要求。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),在不同的系統(tǒng)中通常選擇閘閥、球閥、圓頂閥等作為進(jìn)料用閥。
二.2、排氣用閥
排氣用閥是當(dāng)氣力輸送系統(tǒng)進(jìn)料時(shí),將輸送系統(tǒng)內(nèi)的空氣排到進(jìn)料倉(cāng)或者煙道中的閥門(mén),以便于順暢下料,縮短進(jìn)料時(shí)間。其主要輸送介質(zhì)是帶有少量粉狀物料的空氣。常用的排氣閥有閘閥、蝶閥、夾管閥、球閥以及圓頂閥等。
二.3、進(jìn)氣用閥
常作進(jìn)氣用閥有蝶閥、球閥、角座閥等。進(jìn)氣用閥的輸送介質(zhì)為壓縮空氣,所以對(duì)耐磨蝕性要求不高。
二.4、出料用閥
當(dāng)輸送設(shè)備充滿物料后,開(kāi)啟進(jìn)氣閥和出料閥,讓物料在壓縮空氣的驅(qū)動(dòng)下在輸送管道系統(tǒng)內(nèi)輸送。所以出料閥的介質(zhì)為混有壓縮空氣的粉狀物料。作為出料閥的閥門(mén)一般有閘閥、球閥、圓頂閥等。
二.5、分路用閥
分路閥可以起到分流和匯流的作用,將物料從多點(diǎn)匯集到一點(diǎn)或者將物料從一點(diǎn)分散到多點(diǎn)。作為分路閥的有球閥、蝶閥或組合閥等,也有各廠家自制的分路閥。分路閥既可用于管路安裝,也可用于庫(kù)頂安裝。一般用于庫(kù)頂安裝時(shí),閥門(mén)入口需要連接彎頭,庫(kù)頂需裝個(gè)小型的卸灰倉(cāng),以適當(dāng)擴(kuò)大物料通道,減少灰?guī)鞊P(yáng)塵。
三、閥門(mén)性能
三.1、閘閥
閘閥(圖二)有兩個(gè)閘板來(lái)切斷物料,閘板的材料可選用不銹鋼或合金鋼等,以適用于耐腐蝕和耐磨損等工況。閘閥有手動(dòng)、氣動(dòng)和電動(dòng)三種操作方式。通常選用氣動(dòng)或者電動(dòng)兩種自動(dòng)控制方式。但是由于其結(jié)構(gòu)的原因,閘板的行程較長(zhǎng),對(duì)氣動(dòng)或者電動(dòng)裝置的扭矩要求大,動(dòng)作周期較長(zhǎng),使用不夠靈活。氣動(dòng)閘閥是在氣缸的帶動(dòng)下閘板開(kāi)啟或關(guān)閉閥門(mén),丁字形閘板座采用特殊結(jié)構(gòu),在帶動(dòng)閘板直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)沿中心作圓周轉(zhuǎn)動(dòng),對(duì)閥座密封面起到了一定的自研磨以及拋光清潔作用,從而使密封閘板圓周均勻承受物料的沖擊和磨損,避免了閘板在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中局部損壞或磨穿,使其壽命大大延長(zhǎng)。同時(shí),雙閘板在彈簧靜壓下能保證兩面密封不滲漏,當(dāng)閘板的一面有壓力時(shí),另一面通過(guò)彈簧的作用能和密封座更緊密的接觸,以達(dá)到密封的效果。該閥在使用中的主要問(wèn)題是密封及閘板的沖刷損壞。該閥適合于在全開(kāi)或全關(guān)的狀態(tài)下工作,如果閘板長(zhǎng)期處于半開(kāi)關(guān)的狀態(tài)下工作,閘板的密封面會(huì)因受介質(zhì)沖刷而變得不嚴(yán)密。因此該閥門(mén)在耐沖刷以及耐磨損方面還應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn)。
三.2球閥
球閥(圖三)通常是選用自動(dòng)(氣動(dòng)或電動(dòng))控制球閥。球閥有軟密封和硬密封二種。軟密封球閥的閥座密封圈材料是聚四氟乙烯,其具有摩擦系數(shù)小,性能穩(wěn)定,不易老化和密封性能優(yōu)良的特點(diǎn)。因?yàn)榫鬯姆蚁┚哂休^高的膨脹系數(shù)、對(duì)冷流的敏感性和不良的熱傳導(dǎo)性,當(dāng)密封材料變硬時(shí),密封的可靠性就受到影響。而且,聚四氟乙烯的耐溫等級(jí)較低,只能在小于一八零℃情況下使用。超過(guò)此溫度,密封材料就會(huì)軟化。當(dāng)長(zhǎng)期使用時(shí),溫度一般應(yīng)控制在一二零℃以下。
硬密封球閥作為進(jìn)料閥一般用于介質(zhì)溫度較高的電廠除灰系統(tǒng),由于氣力輸送系統(tǒng)通常二四h連續(xù)工作,閥門(mén)動(dòng)作頻率比較高,一般幾分鐘,短的甚至幾十秒鐘就會(huì)動(dòng)作一次。如果硬密封球閥的使用壽命為二～三萬(wàn)次,假設(shè)在氣力輸送系統(tǒng)中,閥門(mén)五min動(dòng)作一次,那么球閥的使用壽命為七零～一零四天,閥門(mén)的使用壽命較短。因此,在電廠除灰系統(tǒng)中,需要使用壽命更長(zhǎng)的硬密封球閥。
三.3、圓頂閥
圓頂閥(圖四)由于其結(jié)構(gòu)的特殊性,通常是氣力輸送中的首選閥門(mén)。圓頂閥的殼體與穹形閥瓣材料常選用球墨鑄鐵、不銹鋼、特種耐磨材料和鋼襯氟塑料。密封圈材料常選用氯丁橡膠、硅酮橡膠、氟橡膠和三元乙丙橡膠等。圓頂閥是依靠壓縮空氣實(shí)現(xiàn)緊密密封效果的特殊閥門(mén),適用于處理含塵氣體、沖蝕性散裝物料,如用于庫(kù)/倉(cāng)的放料閥、工藝流程閥門(mén)、換向閥門(mén)、反應(yīng)堆閥門(mén)、流化床燃燒室閥門(mén)、高壓氣體反應(yīng)器和降壓裝置等。
圓頂閥關(guān)閉時(shí)(圖五),密封圈處于完全松弛(不充氣)狀態(tài),閥瓣與閥座之間存在一定的間隙。閥瓣旋轉(zhuǎn),物料隨著閥瓣的轉(zhuǎn)動(dòng),有的穿過(guò)該間隙進(jìn)入容器,有的停留在間隙處。當(dāng)閥瓣旋轉(zhuǎn)至關(guān)閉位置,密封圈開(kāi)始充氣膨脹,并緊緊裹住間隙里各種形狀的顆粒附著在閥瓣的邊緣,圓頂閥完全關(guān)閉。圓頂閥開(kāi)啟之前,密封圈先排氣至完全松弛。閥瓣與閥座間恢復(fù)到原來(lái)的間隙,閥瓣開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)至開(kāi)位。
根據(jù)適用物料情況可選用帶刮圈(清潔粘附在穹體表面的殘余物料,用于粘性物料)或不帶刮圈(適用于流動(dòng)性好的物料)的圓頂閥。圓頂閥使用時(shí)必須檢查所有緊固件,尤其確保閥內(nèi)固定穹形體和軸的螺栓已緊固。圓頂閥開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí),兩側(cè)應(yīng)無(wú)壓差,否則壓力高側(cè)的氣體和物料將高速穿過(guò)閥瓣和密封圈的間隙,造成閥瓣和密封圈磨損。可膨脹密封圈在閥門(mén)開(kāi)啟或關(guān)閉之前應(yīng)該完全收縮,否則將造成閥瓣切割損壞密封圈。可膨脹密封圈的膨脹壓力必須高于閥門(mén)的介質(zhì)壓力,否則密封圈將不完全膨脹,會(huì)導(dǎo)致密封圈和閥瓣之間產(chǎn)生空氣及物料泄漏,會(huì)沖刷密封圈、閥瓣及其他部件。
圓頂閥由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和加工工藝,使其可在磨損、高溫、腐蝕或粘性等特殊工況下連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行,性能可靠,在正常使用工況下,每運(yùn)轉(zhuǎn)一零零萬(wàn)次才需要檢修一次。密封圈是唯一的磨損件。由于密封圈是一種柔性部件,位于托圈和頂盤(pán)之間,由緊固件固定,便于拆卸和檢修。
根據(jù)適用物料情況可選用帶刮圈(清潔粘附在穹體表面的殘余物料,用于粘性物料)或不帶刮圈(適用于流動(dòng)性好的物料)的圓頂閥。圓頂閥使用時(shí)必須檢查所有緊固件,尤其確保閥內(nèi)固定穹形體和軸的螺栓已緊固。圓頂閥開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí),兩側(cè)應(yīng)無(wú)壓差,否則壓力高側(cè)的氣體和物料將高速穿過(guò)閥瓣和密封圈的間隙,造成閥瓣和密封圈磨損。可膨脹密封圈在閥門(mén)開(kāi)啟或關(guān)閉之前應(yīng)該完全收縮,否則將造成閥瓣切割損壞密封圈。可膨脹密封圈的膨脹壓力必須高于閥門(mén)的介質(zhì)壓力,否則密封圈將不完全膨脹,會(huì)導(dǎo)致密封圈和閥瓣之間產(chǎn)生空氣及物料泄漏,會(huì)沖刷密封圈、閥瓣及其他部件。
三.4、蝶閥
蝶閥(圖六)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小,質(zhì)量輕,材料耗用省,安裝尺寸小,開(kāi)關(guān)迅速,九零°往復(fù)回轉(zhuǎn),驅(qū)動(dòng)力矩小等特點(diǎn),用于截?cái)唷⒔油ê驼{(diào)節(jié)管路中的介質(zhì),具有良好的流體控制特性和關(guān)閉密封性能。
一.閥體二.閘板三.閥桿四.多層次密封圈五.填料六.支架七.電動(dòng)裝置
蝶板的流線形設(shè)計(jì),使流體阻力變小,是一種節(jié)能型產(chǎn)品。隨著耐高溫、耐低溫、耐強(qiáng)腐蝕、高強(qiáng)度合金材料在蝶閥中的應(yīng)用,使金屬密封蝶閥在高溫、低溫、強(qiáng)沖蝕等工況下得到廣泛的應(yīng)用,并部分取代了截止閥、閘閥和球閥。由于蝶閥蝶板的運(yùn)動(dòng)帶有擦拭性,故大多數(shù)蝶閥可用于帶懸浮顆粒的介質(zhì),依據(jù)密封件的強(qiáng)度也可用于粉狀和顆粒狀的介質(zhì),又能進(jìn)行靈敏的流量控制,蝶閥的結(jié)構(gòu)原理適合于制作大口徑閥門(mén)。在要求節(jié)流和調(diào)節(jié)控制流量、泥漿介質(zhì)及含固體顆粒介質(zhì)、要求閥門(mén)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度短、要求啟閉速度快和壓差較小的工況條件下,推薦選用蝶閥。在雙位調(diào)節(jié)、縮口的通道、低噪聲、有氣穴和氣化現(xiàn)象、向大氣少量滲漏及介質(zhì)有磨損性時(shí),可以選用蝶閥。在特殊工況條件下節(jié)流調(diào)節(jié)或要求密封嚴(yán)格,過(guò)磨損嚴(yán)重、低溫(深冷)等工況條件下使用蝶閥時(shí),應(yīng)選用特殊設(shè)計(jì)金屬密封帶調(diào)節(jié)裝置的三偏心或雙偏心的專(zhuān)用蝶閥。
三.5、夾管閥
夾管閥有法蘭和螺紋二種連接形式(圖七)。DN一零～五零夾管閥可選用螺紋連接方式,DN四零～二五零夾管閥可以選用法蘭連接形式。夾管閥無(wú)阻礙流道,低流阻,無(wú)阻塞,一零零%關(guān)斷密封,低耗氣量,質(zhì)量輕,廣泛應(yīng)用于有顆粒、粉末、纖維、黏漿等磨損性物質(zhì)的化工、紙漿、造紙、食品、電力、再循環(huán)、水處理和礦物加工等行業(yè)。夾管閥控制簡(jiǎn)單,比較經(jīng)濟(jì),夾管更換方便,通常選用夾管閥作為排氣用閥。由于夾管為橡膠制品,其耐磨和耐溫性能均不及圓頂閥。可以根據(jù)不同的使用工況來(lái)選擇排氣閥,在使用溫度不高,物料磨損性不強(qiáng)的情況下,選用夾管閥性?xún)r(jià)比較好。高溫或物料磨損性較強(qiáng)的情況下,可選用閘閥、球閥、蝶閥、以及圓頂閥,但是球閥和蝶閥相對(duì)壽命較短,閘閥體積較大,動(dòng)作不靈活,圓頂閥使用壽命最長(zhǎng),維護(hù)方便,只是價(jià)格較高,但總的性?xún)r(jià)比還是很好的。
三.6、直流式氣動(dòng)控制閥(角座閥)
角座閥(圖八)常用規(guī)格為DN一零～六五,根據(jù)連接形式一般可分為螺紋和焊接式兩種,根據(jù)控制形式可分為單作用角座閥和雙作用角座閥。閥體材質(zhì)為不銹鋼,閥座密封材質(zhì)主要為PTFE,適用介質(zhì)為水、中性氣體或液體、酒精、油、有機(jī)溶劑、水蒸汽、弱酸或弱堿溶液等,適用溫度范圍-一零零～一八零℃,適用壓力范圍為≤一一六MPa。在氣力輸送系統(tǒng)中一般選用螺紋連接的單作用角座閥。對(duì)于不同的輸送系統(tǒng)可以根據(jù)需要選用。
四、結(jié)語(yǔ)
為了保證氣力輸送系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,應(yīng)合理選擇閥門(mén)的類(lèi)型,并做好維護(hù)保養(yǎng)工作。
氣力輸送設(shè)備具有防塵效果好；便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，可減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省人力；在輸送過(guò)程中，可以同時(shí)進(jìn)行多種工藝操作，如..
氣力輸送的主要特點(diǎn)是輸送量大，輸送距離長(zhǎng)，輸送速度較高；能在一處裝料，然后在多處卸料。
氣體輸送設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保、能源等領(lǐng)域中至關(guān)重要，種類(lèi)繁多，具有高效、穩(wěn)定、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，隨著科..
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