1 簡(jiǎn)述
以煤化工為基本的電力能源及化工廠系統(tǒng)軟件已經(jīng)變成全世界范疇內(nèi)高效率、清理、經(jīng)濟(jì)發(fā)展地研發(fā)和運(yùn)用煤碳的網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)技術(shù)性和主要發(fā)展前景。干粉煤汽化的技術(shù)性重點(diǎn)在于干粉煤的充壓入料，如今一般使用的是粉煤中斷變壓和充壓下持續(xù)入料的半回轉(zhuǎn)式加煤加工工藝。粉煤的入料根據(jù)自然壓料倉(cāng)和增加壓力料倉(cāng)中間的鎖斗閥及靜態(tài)平衡閥規(guī)律性的防護(hù)和連通完成。因?yàn)殒i斗閥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高，部位重要，在我國(guó)初期干粉煤充壓汽化設(shè)備均選用進(jìn)口的鎖斗閥。可是，進(jìn)口水泵價(jià)格不菲，生產(chǎn)制造時(shí)間長(zhǎng)，零配件供貨不立即，產(chǎn)生常見故障會(huì)導(dǎo)致單爐泊車，這類閘閥急缺國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造的。
2 工作狀況特性
鎖斗閥運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)為N2 粉煤或CO2 煤粉，該閥電源開關(guān)經(jīng)常，入料周期時(shí)間即閘閥電源開關(guān)工作頻率約30min一次。閘閥規(guī)定雙重密封性，在正方向和逆向的雙重流動(dòng)性方位，較大壓力差時(shí)，要做到FCI70-2V級(jí)密封性規(guī)定。閘閥主件和過流道的資料應(yīng)考慮到耐固態(tài)顆粒物物質(zhì)的沖擊性、浸蝕和磨蝕。閘閥開閉速度更快，從“開全→關(guān)完”或“全關(guān)→開全”的時(shí)長(zhǎng)為3~8s，應(yīng)保證閘閥姿勢(shì)及時(shí)。鎖斗閥的公稱直徑管徑一般≥NPS8，磅級(jí)≥600磅級(jí)。在髙壓物質(zhì)的效果下，對(duì)閘閥突面會(huì)產(chǎn)生比較大的密封性比壓。與此同時(shí)，閘閥在超高壓下開閉，粉煤物質(zhì)的摩阻比較大，非常容易導(dǎo)致閘閥卡滯，因而閘閥具體打開扭矩要遠(yuǎn)超過一般液體物質(zhì)在同樣工作壓力下的扭矩。
3 總體設(shè)計(jì)
鎖斗閥一般使用的是全管徑金屬材料硬密封閘閥移動(dòng)式閥門，氣動(dòng)執(zhí)行器推動(dòng)（圖1）。油路板選用全管徑兩塊式，材料為ASTMA216-WCB，里襯高韌性雙相鋼S31803耐磨損套。高壓閘閥為延展性金屬材料密封性雙高壓閘閥，選用閥前高壓閘閥密封性，2個(gè)高壓閘閥均能單獨(dú)斷開進(jìn)口的端物質(zhì)，完成雙阻隔作用。延展性金屬材料高壓閘閥為扭簧載入扭矩式設(shè)計(jì)方案，可以修復(fù)和賠償長(zhǎng)期性切斷閥門的基本損壞、油路板內(nèi)部結(jié)構(gòu)的持續(xù)高溫?zé)崃ε蛎浖俺蜏刈冃?，工作壓力低時(shí)確保密封性的穩(wěn)定性。為使扭簧與粉煤防護(hù)，防止粉煤的沉淀使扭簧卡塞無效，保證扭簧長(zhǎng)久有效地工作中，設(shè)定了軟性石墨密封圈與O形圈雙向密封性方法。

圖1 鎖斗閥

閥座選用防污、防噴出來設(shè)計(jì)方案，而且總體設(shè)計(jì)保證閥座只承擔(dān)閘閥開閉扭矩，物質(zhì)的推動(dòng)力由上、下支撐點(diǎn)軸擔(dān)負(fù)，使傘齒輪的支承狀況獲得改進(jìn)，確保閥座可以長(zhǎng)時(shí)間靠譜地工作中。圓球及高壓閘閥選用自刮削式構(gòu)造，可對(duì)圓球表層完成自清理，避免粘附在曲面上的粉煤置入突面，確保了閥體的密閉性及長(zhǎng)期可操作性。采用加吹掃組織的方法避免粉煤在閘閥中腔集聚。防止了閘閥旋轉(zhuǎn)時(shí)摩擦阻力擴(kuò)大及卡死。
圓球和高壓閘閥的板材為雙相鋼ASTMA182-F51。突面和過流道選用噴焊鎳基高溫合金的方法，覆層表層強(qiáng)度可做到55~60HRC，使閘閥耐磨性能、抗磨蝕和抗壓擠工作能力更強(qiáng)。旋蓋、固定不動(dòng)軸除開承擔(dān)扭曲抗壓強(qiáng)度及物質(zhì)工作壓力外，還遭受粉煤的浸蝕，因而在與滾動(dòng)軸承的接觸面積噴焊硬質(zhì)合金刀具，并適用大彎曲剛度大扭矩的氣動(dòng)執(zhí)行器。
4 設(shè)計(jì)方案測(cè)算
為了確保閘閥的密閉特性、開閉姿勢(shì)暢順和壽命長(zhǎng)應(yīng)用，對(duì)鎖斗閥的密封性比壓、較大打開扭矩和閥座扭曲抗壓強(qiáng)度開展測(cè)算和強(qiáng)度校核。
（1）密封性比壓
密封構(gòu)造為閥前高壓閘閥密封性，雙高壓閘閥雙重密封性。密封比壓q為
式中 DJH——高壓閘閥與油路板相互配合套筒規(guī)格直徑，mm
DMN——高壓閘閥突面公稱直徑，mm
DMW——高壓閘閥突面直徑，mm
R——圓球半經(jīng)，mm
h——突面投射總寬，mm
φ——突面中心線與安全通道軸反向交角，（°）
qMF——突面務(wù)必比壓，MPa
[q]——突面許用比壓，MPa
p——設(shè)計(jì)方案工作壓力，MPa
qMF<q<[q]，為達(dá)標(biāo)。
（2）較大打開扭矩
鎖斗閥處在關(guān)掉情況承擔(dān)較大壓力，打開一瞬間扭距較大。其扭距MF為

式中 MF——較大打開扭矩，N•mm
MQG——圓球與高壓閘閥突面間的磨擦扭矩，N•mm
MQG1——高壓閘閥對(duì)圓球的預(yù)緊力造成的磨擦扭矩，N•mm
MQG2——物質(zhì)的壓力造成的磨擦扭矩，N•mm
MFT——填充料與閥座間的磨擦扭矩，N•mm
MZC——滾動(dòng)軸承造成的磨擦扭矩，N•mm
qM——圓球最少扭矩比壓，MPa
fM——圓球與高壓閘閥突面間的摩擦因數(shù)
fZ——滾動(dòng)軸承摩擦因數(shù)
FT——閥座與填充料滑動(dòng)摩擦力，N
dF——閥座與填充料觸碰一部分孔徑，mm
ψ——指數(shù)
bT——填充料總寬，mm
dQJ——滾動(dòng)軸承與支撐點(diǎn)軸觸碰一部分孔徑，mm
（3）閥座扭曲抗壓強(qiáng)度
設(shè)計(jì)方案時(shí)閥座截面極小值應(yīng)在閥座頂端與氣動(dòng)執(zhí)行器相接處，即對(duì)此處孔徑d1開展強(qiáng)度校核。

式中 MM——閘閥較大打開扭距MF的2倍或氣動(dòng)執(zhí)行器的最高輸出扭距，N•mm
[τN]——原材料的許用扭內(nèi)應(yīng)力，MPa
ωS——橫斷面d1的抗轉(zhuǎn)距橫斷面指數(shù)，mm3
5 結(jié)束語
鎖斗閥在干粉煤汽化設(shè)備中采用后，密封性功能優(yōu)良，開閉暢順，承受住了嚴(yán)苛工作狀況情況的磨練，基本上達(dá)到了應(yīng)用規(guī)定。選用國(guó)內(nèi)閘閥，既可以合理地確保設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)作，又可以減少產(chǎn)品成本，提升生產(chǎn)率。
論文參考文獻(xiàn)
[1]陸培文.好用閘閥設(shè)計(jì)方案指南第2版1M2.北京市：機(jī)械工程出版社出版，2007.
[2]許世森，張建軍亮，任永強(qiáng).規(guī)模性煤氣化技術(shù)1M2.北京市：化工出版社出版，2006.