熔盐系统作为片碱浓缩装置的重要组成部分,现场使用工况较为恶劣,最高工作温度达420℃,工作压力1.6MPa。由于熔盐在常温下易结晶,当系统临时停车检修时,熔盐易在系统的阀腔壁面和管道壁面,甚至在密封处产生结晶。熔盐偏心半球阀具有开启力矩小,关闭时能消除密封面处结垢障碍,全开启时流体阻力小等优点,在苛刻工况环境系统中得到广泛的应用,可成功替代球阀、蝶阀、闸阀等冲刷、结晶比较严重的阀门产品。
一、熔盐偏心半球阀阀体壁厚
阀体是熔盐偏心半球阀的主要零部件,除承受管道介质的压力、温度以及阀门的操作力和管路上的一些不可预测的载荷外,还要抵抗工作介质的腐蚀和冲刷。熔盐偏心半球阀阀体壁厚的计算公式为:
式中:SB为最小壁厚,mm;Dn为阀腔最大直径,mm;p为设计压力,MPa;[σL]为材料许用拉应力,MPa;C为附加余量,mm。
二、熔盐偏心半球阀的流体特点
采用ansys有限元分析软件对半球阀开度为100%时进行了流体域的模拟分析。由分析可得:流体最高速出现在进口部分;整体流道速度分布 梯度较小,几乎维持在中间区域;流体过流比较顺畅,整个流态比较平稳,上下两侧几乎成对称态势,整个流道内流速无明显增加,压力局部损失明显减小。流场的 最高流速没有出现在阀座密封面处,阀瓣密封面处介质流速很低,这样,阀瓣的磨损较小。这种情况下,流阻系数几乎为零,能很好地降低能耗,从长期能耗计算, 在实际工况中相对于流阻较大的截止阀,每台偏心半球阀每年能耗低上千元。
熔盐偏心半球阀阀座采用自密封结构设计,在较大压力和较高温度的工况下能很好地密封;阀瓣为旋转运动,这样阀轴和填料之间没有直线运动的摩擦。根据实际工况,半球阀可以采用电控或气控执行机构,这样便于操作、监控阀门的启闭状态。