熔鹽系(xi)(xi)統作(zuo)為(wei)(wei)片堿濃縮裝(zhuang)置的(de)重要組成部分，現場使用工況較為(wei)(wei)惡劣，zui高工作(zuo)溫度達420℃，工作(zuo)壓力1.6MPa。由于熔鹽在(zai)常溫下易(yi)結晶，當系(xi)(xi)統臨時(shi)停車檢修時(shi)，熔鹽易(yi)在(zai)系(xi)(xi)統的(de)閥腔壁面和管道壁面

              熔(rong)(rong)鹽系統(tong)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)片(pian)堿濃縮裝置(zhi)的重要組成部分，現場使用工(gong)況(kuang)較為(wei)惡劣，zui高工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)溫度達420℃，工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)壓力1.6MPa。由于(yu)熔(rong)(rong)鹽在常溫下易結(jie)晶，當系統(tong)臨時(shi)停(ting)車檢修時(shi)，熔(rong)(rong)鹽易在系統(tong)的閥(fa)腔壁面和管(guan)道壁面，甚至(zhi)在密封(feng)處(chu)產生結(jie)晶。熔(rong)(rong)鹽偏(pian)心半球閥(fa)具有(you)開啟力矩小(xiao)，關閉(bi)時(shi)能消除密封(feng)面處(chu)結(jie)垢(gou)障礙，全開啟時(shi)流體阻力小(xiao)等(deng)優(you)點，在苛刻工(gong)況(kuang)環境系統(tong)中得到廣泛(fan)的應用，可成功替(ti)代球閥(fa)、蝶閥(fa)、閘閥(fa)等(deng)沖刷、結(jie)晶比較嚴重的閥(fa)門產品(pin)。

    1 熔(rong)鹽原理和結構設計

    原使用(yong)的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)球(qiu)(qiu)(qiu)和閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)座(zuo)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)(mian)一直處(chu)于接觸狀態(tai)(tai)(tai)，密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)副間形成結晶后易出現密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)副磨(mo)損(sun)及閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)球(qiu)(qiu)(qiu)卡死(si)；相(xiang)對于全通徑閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門，在全開啟狀態(tai)(tai)(tai)下(xia)的(de)(de)蝶(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)流阻系數比較大，同時(shi)蝶(die)(die)板密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)(mian)一直處(chu)于沖(chong)刷狀態(tai)(tai)(tai)。該熔(rong)(rong)鹽(yan)偏(pian)心半(ban)(ban)球(qiu)(qiu)(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)是在球(qiu)(qiu)(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和偏(pian)心蝶(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)優點的(de)(de)基(ji)礎上演變而(er)來的(de)(de)，利用(yong)半(ban)(ban)球(qiu)(qiu)(qiu)繞閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)桿的(de)(de)軸線旋(xuan)轉90°達到(dao)其開啟和關閉(bi)的(de)(de)目的(de)(de)。由于半(ban)(ban)球(qiu)(qiu)(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)采用(yong)偏(pian)心結構，當半(ban)(ban)球(qiu)(qiu)(qiu)從(cong)關閉(bi)位置開啟8°左右，半(ban)(ban)球(qiu)(qiu)(qiu)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)(mian)與閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)座(zuo)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)(mian)基(ji)本*脫離，從(cong)而(er)減少啟閉(bi)時(shi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)座(zuo)與閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)瓣(ban)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)副之間的(de)(de)磨(mo)損(sun)。半(ban)(ban)球(qiu)(qiu)(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)為(wei)偏(pian)心結構設計，當閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)瓣(ban)關閉(bi)時(shi)，閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)瓣(ban)與閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)座(zuo)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)(mian)之間為(wei)楔式密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)結構，能(neng)夠很(hen)好地切掉黏附(fu)在閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)瓣(ban)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)(mian)上的(de)(de)固體顆(ke)粒，因此熔(rong)(rong)鹽(yan)偏(pian)心半(ban)(ban)球(qiu)(qiu)(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)(mian)具有很(hen)好的(de)(de)自清潔功能(neng)。

    本熔鹽（如圖1所示）的密封結構主要包括閥體、閥座環、碟簧、浮動閥座和活塞環等。閥座采用施加預緊力的浮動閥座自密封結構（如圖2所示），壓緊圈和閥座之間有蝶形彈簧，裝配時施加閥座一定的預緊力，當閥門關閉時，介質力推動閥座向閥芯貼合更緊，滿足密封所需要的作用力。閥座在徑向采用活塞環密封，活塞環可用于高溫高壓，碟簧材質采用因科鎳爾。這種密封結構克服了閘閥密封不足的問題，半球閥的密封效果得到大大的改善。根據使用工況的磨損程度，閥體和閥瓣可采用噴涂或搪瓷特殊工藝處理，如果通過超音速火焰噴涂技術處理半球閥（如WC或Cr₃C₂－NiCr陶瓷合金粉噴涂(tu)材(cai)料在閥(fa)門內(nei)部表面形成(cheng)均勻致密(mi)的結(jie)合層），涂(tu)層硬度(du)高，耐(nai)磨耐(nai)蝕性(xing)好，可以很好地改(gai)善(shan)閥(fa)門的使用性(xing)能。

1—活(huo)塞環(huan)；2—碟簧(huang)；3—浮(fu)動閥(fa)座；4—閥(fa)座環(huan)；5—閥(fa)體

圖1 熔鹽偏心半(ban)球(qiu)閥(fa)結構

1—閥(fa)(fa)體；2—閥(fa)(fa)座環(huan)；3—碟簧；4—浮動閥(fa)(fa)座；5—活塞環(huan)

圖2 活(huo)塞環浮動(dong)閥座結構

    2 熔(rong)鹽閥體壁厚

    閥(fa)體(ti)是熔(rong)鹽偏心(xin)半球閥(fa)的(de)主要零部件(jian)，除承(cheng)受管(guan)道介質的(de)壓力(li)、溫(wen)度以及閥(fa)門(men)的(de)操作力(li)和(he)管(guan)路上(shang)的(de)一些(xie)不可預測的(de)載荷外，還(huan)要抵抗工作介質的(de)腐蝕和(he)沖刷。熔(rong)鹽偏心(xin)半球閥(fa)閥(fa)體(ti)壁厚的(de)計算公(gong)式為：

    式中：S_B為zui小壁厚，mm；D_n為閥腔zui大直徑，mm；p為設計壓力，MPa；［σ_L］為(wei)材料許用拉應(ying)力，MPa；C為(wei)附加余量，mm。

    3 熔鹽偏心半球閥的(de)流體特點

    采用ansys有(you)限(xian)元分(fen)(fen)析(xi)軟(ruan)件對半球(qiu)閥(fa)(fa)開度為100%時進(jin)行了流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體域的(de)(de)模擬分(fen)(fen)析(xi)。由(you)分(fen)(fen)析(xi)可得：流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體zui高(gao)速出(chu)現(xian)在(zai)(zai)(zai)進(jin)口部分(fen)(fen)；整(zheng)體流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)道速度分(fen)(fen)布(bu)梯度較(jiao)(jiao)小(xiao)，幾乎維持在(zai)(zai)(zai)中(zhong)(zhong)間區域；流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體過流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)比(bi)較(jiao)(jiao)順(shun)暢，整(zheng)個流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)態比(bi)較(jiao)(jiao)平穩(wen)，上下兩側幾乎成(cheng)對稱(cheng)態勢，整(zheng)個流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)道內流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速無明顯(xian)增加，壓力局部損失明顯(xian)減(jian)小(xiao)。流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)場的(de)(de)zui高(gao)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速沒有(you)出(chu)現(xian)在(zai)(zai)(zai)閥(fa)(fa)座(zuo)密(mi)封面處(chu)，閥(fa)(fa)瓣密(mi)封面處(chu)介質流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速很低(di)，這(zhe)(zhe)樣，閥(fa)(fa)瓣的(de)(de)磨損較(jiao)(jiao)小(xiao)。這(zhe)(zhe)種情況下，流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)阻(zu)系數(shu)幾乎為零，能很好地降低(di)能耗(hao)，從長(chang)期能耗(hao)計算，在(zai)(zai)(zai)實際工(gong)況中(zhong)(zhong)相(xiang)對于流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)阻(zu)較(jiao)(jiao)大的(de)(de)截(jie)止閥(fa)(fa)，每臺偏心半球(qiu)閥(fa)(fa)每年能耗(hao)低(di)上千元。

    閥座采(cai)用自密(mi)封(feng)結構(gou)(gou)設計，在較大壓力和較高(gao)溫度的工況(kuang)下能很好(hao)地密(mi)封(feng)；閥瓣為(wei)旋轉運動，這樣(yang)閥軸和填(tian)料之間沒有(you)直線運動的摩擦。根據實際(ji)工況(kuang)，半球閥可以采(cai)用電控或氣控執行機(ji)構(gou)(gou)，這樣(yang)便于操作、監(jian)控閥門的啟閉(bi)狀態。

    4 熔鹽偏心半球閥(fa)主要零部件的加工

    4.1 密(mi)封副的堆焊工藝

    由于(yu)常溫時熔鹽(yan)介(jie)質易結晶，閥瓣和閥座貼合時，密封(feng)副極易出現磨損或擠傷(shang)。故一(yi)般的軟密封(feng)無法(fa)滿足工況要求(qiu)，須在(zai)密封(feng)副上堆(dui)焊(han)(han)一(yi)層3mm厚的硬(ying)質合金，這樣可(ke)大大提高閥門密封(feng)的壽命。堆(dui)焊(han)(han)時，先在(zai)閥座和閥瓣密封(feng)面處(chu)加工一(yi)個堆(dui)焊(han)(han)溝槽(cao)，然后在(zai)溝槽(cao)內進行堆(dui)焊(han)(han)，根據(ju)堆(dui)焊(han)(han)的材質，作適(shi)當熱處(chu)理，保證焊(han)(han)接質量(liang)要求(qiu)。

    4.2 加工

    由(you)于閥座和閥瓣上堆(dui)焊(han)了硬質(zhi)合金，硬度在HRC45～HRC55之間，硬密(mi)封的(de)密(mi)封面對光(guang)潔度要(yao)求較高，因此須在的(de)研磨(mo)機床上加(jia)(jia)工而(er)成。先對堆(dui)焊(han)的(de)密(mi)封件(jian)進行去(qu)應力退火處理，然后進行粗加(jia)(jia)工、精加(jia)(jia)工，之后對密(mi)封面處進行配對研磨(mo)處理。

    5 結語

    熔鹽(yan)偏(pian)心(xin)(xin)半球(qiu)閥采用(yong)楔形(xing)偏(pian)心(xin)(xin)結(jie)構(gou)、活塞環作徑(jing)向密(mi)封(feng)、閥座為浮(fu)動(dong)(dong)式的(de)(de)設計方式，解決了高溫難(nan)(nan)于(yu)密(mi)封(feng)的(de)(de)難(nan)(nan)題。熔鹽(yan)偏(pian)心(xin)(xin)半球(qiu)閥整體(ti)結(jie)構(gou)緊(jin)湊(cou)，閥瓣與閥座密(mi)封(feng)性好、密(mi)封(feng)壓力大。半球(qiu)閥采用(yong)的(de)(de)氣動(dong)(dong)或(huo)電動(dong)(dong)執行(xing)機構(gou)運動(dong)(dong)靈活，易(yi)于(yu)實現(xian)遠程控制和自動(dong)(dong)化（可直(zhi)接進入DCS），工(gong)作可靠(kao)。密(mi)封(feng)面(mian)間(jian)磨損小，大大提(ti)高了閥門的(de)(de)使(shi)用(yong)壽命，對企業降低能耗(hao)、節約運行(xing)成本起到了重要(yao)的(de)(de)作用(yong)。熔鹽(yan)偏(pian)心(xin)(xin)半球(qiu)閥將會在易(yi)結(jie)晶、易(yi)結(jie)疤的(de)(de)苛刻(ke)工(gong)況(kuang)環境獲得廣(guang)泛應用(yong)