椭圆调节阀改进设计方案ppt课件

1、椭圆调理阀改良设计方案秦冶重工阀门研讨所：高红亮2021年7月产品称号：椭圆调理阀 规格：喉口 2000X1300一、技术参数：煤气流速：150米/秒 煤气温度：100C 喉部任务压力：0.0350.25 MPa水箱最大任务压力：0.6MPa 阀板任务角度：090 阀板计算操作力矩:30000N.m喉口内截面：20001300mm2 喉口长度：2000mm椭圆阀板长轴：1200mm 椭圆阀板短轴：650mm 阀体实验压力：0.3MPa 水箱实验压力：0.75MPa二、流态分析二、流态分析1、介质条件介 质：高炉煤气介质温度：100C。(373K)进口压力：250000Pa介质流速：150m/s

2、出口压力：230000Pa高炉煤气密度：1.28kg/m320 C。，1规范大气压2、计算100C。，250000Pa时煤气的质量流量求此温度和压强下高炉煤气的密度：理想气体形状方程PV=nRTP：气体压强，PaV：气体体积，m3n：气体物质的量，kmolR：摩尔气体常数，8314J/kmol.KT：气体的热力学温度，K根据PV=nRT推出PV=m/MRT当V=1 m3时，P=/MRT ：气体密度，kg/ m3所以= P M/ RTM为气体的摩尔质量，高炉煤气标态下为30kg/ kmol= 250000 x30/8314x373=2.418 kg/ m3质量流量：q=150 x2x1.3x2.

3、418=943.02 kg/s3、分析边境条件： 进口处边境条件为质量流量q=943.02 kg/s； 出口处边境条件为压力230000Pa； 阀板任务角度：与程度方向成45度夹角 4、分析结果：1中间截面煤气速度流态2端面流态图煤气速度流态三、原始设计方案 1、构造： 阀体采用焊接构造，资料选用Q345；阀门内壁焊接耐磨衬板，衬板采用德国进口 法奥迪6+4,硬度HRC60，阀板轴向断面焊接耐磨衬板； 2、实践运用效果： 我公司为宁波钢铁提供的椭圆调理阀2021年12月1日正式运转，到3月10日检修时发现阀体整体形状良好，但阀体内壁部分出现磨损景象如以下图。煤气冲刷严重部位 倒三角形黑线部位内

4、侧为最严重部位，近间隔看耐磨衬板已磨穿，抵达母板照片一照片一照片五照片五阀体内部断面磨损情况 6月1日检修时发现阀体磨损严重，部分端面耐磨衬板曾经磨掉。母体出现磨损，但还未磨穿，未出现泄露景象。磨损情况如以下图：衬板与母板曾经分别照片一照片一端面磨损情况 3、缘由分析与总结： 从实践磨损情况和阀体流态分析图对比来看，分析图中流速大的地方实践磨损严重。所以分析结果与实践情况根本吻合。 呵斥阀体耐磨衬板在短时间内严重磨损的缘由分析主要有以下几点： 1高炉煤气湿法除尘系统的构造呵斥椭圆调理阀处的流速突变严重，从流态分析图中可看出，煤气流经阀板时产生速度突变，突变后速度在400m/s以上最大处到达60

5、0m/s 。 高炉除尘系统采用椭圆调理阀来调理炉顶煤气压力的构造容易呵斥较大的速度突变，对椭圆调理阀的磨损非常严重，目前国内还没有有效的处理方法。 2椭圆阀水箱内的过滤孔板堵塞严重，孔板堵塞后呵斥水量减少，水量对椭圆阀衬板防冲刷也有一定的维护作用，衬板寿命会受影响。假设水能均匀喷洒，那么阀体内的磨损应该均匀，不会出现部分严重磨损景象。 3耐磨衬板厚度应该添加 思索到水箱过滤板部分堵死景象以及阀体内气体流速突变如此严重，耐磨衬板的厚度应该适量添加。 4耐磨衬板与母体焊接工艺性 阀体内壁耐磨衬板采用塞焊方法与母体相连，假设水箱部分堵死很容易出现阀体部分磨损，假设部分有一点磨损就会迅速扩展，呵斥大面

6、积损坏。 阀板采用拼焊，衬板与母体恤合严密，加上阀板成圆弧形气体流态稳定，因此磨损不严重。 四、处理方案： 经过上述分析，如何提高阀体内壁的耐磨性成为本次设计的关键。为此我们经过研讨分析分别从构造衬板厚度选择和耐磨衬板焊丝药芯成分的选择上进展优化设计。 一构造优化 根据流态分析图以及实践察看结果，阀体内过水板处和阀体端面圆盖板处磨损严重，其它部位磨损情况相对不太严重，因此2块过水板和两个端面圆盖板采用整体耐磨衬板法奥迪30+15 基体Q345 ，阀体侧壁上下4块板及侧面圆孔板采用整体耐磨衬板法奥迪30+10 基体Q345 。阀板采用25mmQ345钢板+8+8，衬板采取拼焊方式焊接在在基体上。

7、30+1530+1025+8+8 二耐磨堆焊层焊丝药芯资料的优化选择 要求采用VAUTID-100Mo药芯焊丝。 焊材硬度值：第一层堆焊层约58-62HRC 第二层堆焊层约60-63HRC 第三层堆焊层约63-66HRC 原焊丝采用VAUTID-100药芯焊丝。 焊材硬度值：第一层堆焊层约56-60HRC 第二层堆焊层约58-62HRC 第三层堆焊层约60-63HRC 如采用VAUTID-100Mo药芯焊丝外表硬度约63-66HRC，其耐磨度提高30%-60%。三 优化结果分析 1、先前VAUTID-100药芯焊丝硬度约60HRC ，现采用VAUTID-100Mo药芯焊丝外表硬度约63-66H

8、RC，其耐磨度提高30%-60%，2、根据6+4运用3个月出现磨损，依此推断30+15运用寿命可到达1年左右；由于采用整体衬板，防止了衬板与母体恤合不严密一旦出现部分磨损便很快扩展的景象，这样可以大大提高阀体的耐磨性能。3、综合以上2点分析其运用寿命可到达1年半以上。 五、阀体受力分析： 1分析条件： 资料：Q345 机械性能： 屈服强度325MPa，破坏强度470630MPa。 阀体实验压力：0.3MPa 水箱实验压力：0.75MPa 阀体壁厚：30板厚mm 2应力分析结果： 3变形分析结果： 4分析结果： 阀体内受力最大处为圆法兰螺纹孔处49.5 MPa ，此处为应力集中，可不予思索。圆法兰边缘和水箱与主体衔接处隔水板边缘，属于应力比较大的地方，普通在35 MPa 以下。 当采用铸造ZG40Mn2时分析得最大应力为75MPa，最大变形为0.175mm，最小平安系数为5.3；当采用焊接构造时最大应力为49.5 MPa，最大变形为0.18mm，最小平安系数为6.95 结果阐明焊接构造的强度不小于铸件构造。 六、总结 经过上述分析我们确定最终方案为：阀体中，2块过水板和两个端面圆盖板采用整体耐磨衬板法奥迪30+15 基体Q345，阀体侧壁上下4块板及侧面圆孔板采用整体耐磨衬板法奥迪30+10 基体Q345，阀板采