0 概述
PET生產裝置中終縮聚釜進口調節閥的選型很(hen)關鍵,它是用來對(dui)終縮聚釜(fu)進(jin)口液位進(jin)行控制。
該閥門的工況有(you)以下幾個特點:
(1)黏(nian)度較大(da),動力黏(nian)度一般為3Pa•s左右;
(2)溫度較(jiao)高,一(yi)般為280~290℃;
(3)閥前/后壓(ya)差較小,一般為(wei)10~50kPa。
該閥門的選型和計算過程如下:先進行阻塞流判斷,然后進行Cv(流量系數)計算、黏度修正(當Re<3500時,需進行雷諾數修正,Re按最大流量計算),初選調節閥口(kou)徑,并進(jin)行管(guan)件形(xing)狀修正(zheng),重新判(pan)斷是否阻(zu)塞(sai)流(liu),再進(jin)行開度驗(yan)算(suan),最后選定(ding)調節閥(fa)口(kou)徑及額定(ding)Cv值,考慮到增(zeng)產的要(yao)求,故(gu)該調節閥(fa)選取余量系數較(jiao)大(da)。
根據多年的設計(ji)和(he)使(shi)(shi)用經驗,對使(shi)(shi)用過的幾種形式調節(jie)閥進行了(le)綜合分析和(he)對比。
1 幾種調節閥結構及性能分析
上海聚友化工有限公司三釜流程連續PET裝置中終縮聚釜進口調節閥使用過以下幾種形式:蝶閥、夾套偏心旋轉閥、夾套角形熔(rong)體(ti)閥。
1.1 蝶閥
蝶閥(fa)(fa)由閥(fa)(fa)體、閥(fa)(fa)板和執(zhi)行機(ji)構(gou)組(zu)成,流(liu)(liu)(liu)路比單(dan)(dan)雙座閥(fa)(fa)簡單(dan)(dan),阻力較(jiao)小,適用(yong)于懸浮(fu)顆粒(li)物和混濁漿狀流(liu)(liu)(liu)體,特別適用(yong)于大(da)口徑、大(da)流(liu)(liu)(liu)量、低(di)壓差的場合(he)。
蝶(die)閥的流量特(te)性較差,其轉角在(zai)0~70°為近似等百分比特(te)性,在(zai)70°之后(hou)則轉矩加大,工作不穩定,所以蝶(die)閥常在(zai)0~60°轉角內使用。
蝶(die)閥(fa)特(te)點(dian)是(shi)結構簡單、緊(jin)湊、體積(ji)小(xiao)、質量輕、阻力小(xiao)、流通系(xi)數大(da)、維修量小(xiao)、造價低。但泄漏量大(da)、調節特(te)性較差。氣動(dong)活塞式蝶(die)閥(fa)如圖1所示。
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圖1 氣動活塞式蝶閥(fa)
1.2 夾套偏心旋轉閥
偏(pian)(pian)心(xin)(xin)旋轉(zhuan)閥(fa)也叫凸(tu)輪撓曲閥(fa),內部結構(gou)如圖2所示。它是(shi)(shi)在(zai)一(yi)個直(zhi)通(tong)閥(fa)體內裝有一(yi)個球面閥(fa)芯,閥(fa)芯與轉(zhuan)臂相(xiang)連,球面閥(fa)芯的(de)中(zhong)心(xin)(xin)線與輪軸中(zhong)心(xin)(xin)偏(pian)(pian)離,轉(zhuan)軸帶動閥(fa)芯偏(pian)(pian)心(xin)(xin)旋轉(zhuan)。其運(yun)動軌跡是(shi)(shi)凸(tu)輪狀的(de),這種(zhong)閥(fa)從全開到全關(guan)的(de)偏(pian)(pian)轉(zhuan)角度為50°,閥(fa)芯球面與閥(fa)座密(mi)封圈緊密(mi)接觸達(da)到可靠(kao)密(mi)封。
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圖2 偏(pian)心(xin)旋轉閥內部(bu)結構圖
偏心旋轉閥(fa)的(de)特(te)點是結構較簡單、體積較小(xiao)(xiao)、流(liu)路(lu)較通(tong)暢、死角小(xiao)(xiao),可用于黏度較高的(de)介(jie)質,流(liu)通(tong)能(neng)力(li)較大,密封性好。但流(liu)量特(te)性較差,介(jie)于線(xian)性和等百(bai)分比特(te)性之間。
針對PET生產中預聚物的特殊工況,可以選用了上海自動化儀表七廠(chang)夾套偏(pian)心旋轉(zhuan)閥,外(wai)形圖(tu)如(ru)圖(tu)3所示。
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圖3 夾套偏心旋轉閥外形示意圖
主物料連接法(fa)蘭(lan)(lan)選(xuan)用與管道(dao)上同樣(yang)規(gui)格夾套(tao)法(fa)蘭(lan)(lan)連接,經(jing)過計算需要縮徑的在閥(fa)(fa)座(zuo)上進行縮徑,共有100%/80%/60%/40%Cv4擋可選(xuan)擇。夾套(tao)介質為熱媒(mei)(mei),根據管道(dao)布置情況選(xuan)擇合適(shi)的進口(kou)和(he)出口(kou)方(fang)位(wei),保證了(le)閥(fa)(fa)體均(jun)勻加熱并且(qie)配(pei)管方(fang)便(bian),夾套(tao)熱媒(mei)(mei)口(kou)法(fa)蘭(lan)(lan)規(gui)格一般選(xuan)為DN25。選(xuan)用西門子(zi)智能型定位(wei)器,調節閥(fa)(fa)與智能定位(wei)器配(pei)合,出廠前調成等百分(fen)比流量(liang)特(te)性。
1.3 夾套角形熔體閥
PET裝置中夾套(tao)角(jiao)形熔(rong)體閥進(jin)口品(pin)牌有德國(guo)SCHUF和日本ASKA,隨著PET裝置的國(guo)產化,國(guo)產夾套(tao)角(jiao)形熔(rong)體閥在PET裝置上也得到了很好的應(ying)用(yong),如圖4所示(shi)。
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圖4 夾套角(jiao)形熔體閥外形示意(yi)圖
夾(jia)套角(jiao)(jiao)形熔體(ti)閥(fa)是根據角(jiao)(jiao)形閥(fa)的(de)原理設計的(de),為聚(ju)合物專用的(de)調節閥(fa)。其流露特別通順(shun)、圓滑、無死角(jiao)(jiao),使(shi)得在過程中聚(ju)合物不會在閥(fa)內(nei)附著滯留或堆(dui)積。一般其閥(fa)芯和閥(fa)座都全面堆(dui)焊(han)。閥(fa)門與夾(jia)套管(guan)(guan)內(nei)/外管(guan)(guan)外徑和壁(bi)厚相同,直(zhi)接(jie)對焊(han)連接(jie)。
氣動執行機構(gou)分:薄膜式和活塞式2種。
根據設備和管(guan)道(dao)的(de)布置情況(kuang),一般選(xuan)為120°或(huo)(huo)(huo)90°、流開或(huo)(huo)(huo)流閉(bi)型,但是優先選(xuan)擇120°流閉(bi)型,這樣開停車時不宜滯(zhi)留或(huo)(huo)(huo)積料。夾套熱(re)(re)媒就近引自夾套管(guan)線熱(re)(re)媒,根據管(guan)道(dao)布置情況(kuang)選(xuan)擇合適的(de)進(jin)口(kou)和出口(kou),保(bao)證閥(fa)體(ti)(ti)均勻(yun)加(jia)熱(re)(re)。但是體(ti)(ti)積較大、價(jia)格偏高(gao)。
2 幾種調節閥使用情況
2.1 蝶閥
為了保證流路的(de)暢通,閥(fa)(fa)體(ti)口徑選擇(ze)偏(pian)大,加上蝶閥(fa)(fa)自身調節特性較差,實(shi)際自動運行(xing)開度(du)偏(pian)小,通常(chang)EQ(等百分(fen)比)開度(du)在20%以(yi)下(xia),需將閥(fa)(fa)門前的(de)手閥(fa)(fa)適當關(guan)小,否則(ze)很難自動調節,因(yin)此在聚友三釜(fu)流程PET裝置中,較少使用蝶閥(fa)(fa)。
2.2 夾套偏心旋轉閥
依(yi)據工藝操作(zuo)條件參數,通過選(xuan)型(xing)計(ji)算,一般在閥(fa)座進(jin)行適當縮徑,以達到比較合適的開度范圍(wei),從(cong)聚友多套(tao)裝置的使用(yong)情況看,使用(yong)國(guo)產夾套(tao)偏心(xin)旋轉(zhuan)閥(fa),調節性(xing)能(neng)好,穩定(ding)可靠。
2.3 夾套角形熔體閥
根(gen)據(ju)工(gong)藝(yi)操作條件參數,通過選型計(ji)算(suan),一般在閥(fa)座(zuo)上進(jin)行適當縮徑,以達到(dao)比較合適的(de)開度范圍,從聚友多套裝(zhuang)置的(de)使(shi)用情況看,夾套角形熔體閥(fa)調節性能好,穩定可靠。
3 結語
夾套偏(pian)心旋轉閥體積較小(xiao),布(bu)置方(fang)便,整體調節性能較好,供貨周期(qi)短,一(yi)般在3個月之(zhi)內,性價比最高(gao)。
夾(jia)套角形(xing)熔(rong)體閥閥體內(nei)部流路通(tong)順、圓滑(hua)、無(wu)死角,調節(jie)性能好。進口(kou)品牌(pai)(pai)則供(gong)貨周期(qi)較長,價(jia)格(ge)偏高(gao);國產品牌(pai)(pai)比進口(kou)品牌(pai)(pai)則價(jia)格(ge)相對降(jiang)低,供(gong)貨周期(qi)縮(suo)短,一(yi)般在3個月左右,性價(jia)比較高(gao)。
因(yin)此PET裝置中終縮聚釜進口(kou)調節閥(fa),根(gen)據(ju)項目的具體情況,夾套偏心(xin)旋轉閥(fa)、夾套角形(xing)熔體閥(fa)都是很好的選(xuan)擇。