旋转盘阀在高磨损工况的选型

姚聪　颜骏

摘 要：介绍了旋转盘阀的结构形式特点与优势及其应用范围，着重介绍了盘阀在高磨损工况的使用，同时结合实际应用案例对比了旋转盘阀与普通球阀在实际应用中具有哪些优势。

关键词：旋转盘阀的结构形式；旋转盘阀特点及优势；旋转盘阀的应用工况；与普通球阀的比较；旋转盘阀的应用案例

在石化装置中存在很多高磨损的特殊工况，如煤气化装置中煤粉的输送、煤气化装置中煤渣的输送、有机硅装置及硅烷生产装置中硅粉的输送。这些工况的共同点是输送物料为颗粒状且硬度很高。这种工况下对气动开关阀的耐磨性要求很高。气动开关阀普遍应用的为全通径O型切断球阀，高磨损工况下对阀芯及阀座堆焊铜钛莱合金或者喷涂碳化钨硬化处理。虽然球阀进行了硬化处理，但在使用过程中，粉料对球阀的球芯及阀座磨损非常严重，球阀寿命通常只有几个月，导致頻繁的更换阀门，使运行成本增加。一些企业尝试更换为陶瓷球阀，阀体为金属全内衬陶瓷，阀芯和阀座均为陶瓷材质。实际使用过程陶瓷球阀使用寿命远高于金属球阀，节约了很大的成本。但陶瓷球阀与金属球阀的结构形式相同，过程中也会磨损同时陶瓷较脆，高温高压的场合不适合应用。有没有一种阀门即有良好的耐磨性，又有很大的适用范围呢？旋转盘阀的能够有效的克服这种恶劣的工况，在实际的使用过程中取得了满意的效果。

1 旋转盘阀（单盘）的结构形式及工作原理和特点

旋转盘阀是通过控制圆盘型阀盘滑动来实现快开、快关的一种阀门专门针对磨损严重的惡劣工况。工作过程：气动执行机构通过阀杆与摇臂使阀盘转动一定的角度来实现阀门的开关，过程中阀盘密封面借助弹簧压力始终使阀盘紧密贴合在阀座上，同时又允许阀盘在密封面的垂直方向上有位移来补偿阀的热膨胀和冷缩，克服背压且能防止颗粒进入密封面。在开关过程中，阀座密封面对阀盘在切线方向上的摩擦力之差使阀盘自转，从而不断的抛光密封面，这种独特的自抛光设计使的旋转盘阀能在恶劣的工况下不断的清洁和抛光密封面，使阀密封性保持良好且不会磨损阀座和阀盘，阀盘动作和阀盘自转如下图：

2 应用案例

某硅烷生产装置中有种典型工况为高磨损工况，工况为反应器硅粉进料工况：物料：干燥硅粉；压力：3.50MPa；温度：150℃；管道尺寸：DN100；管道材质：310S。此种工况的特点是物料为硬度极高的硅粉且伴有高温高压。设计选型为全通径O型切断球阀，阀芯及阀座材质均为310S并整体喷涂碳化钨硬化处理。建成投产后由于切断球阀开关频繁，使用一段时间后出现关不严、泄漏量增大，三四个月后停车检修发现切断球阀球体及阀座磨损严重，导致泄漏量增大，阀座与阀体的阀腔内泄漏有硅粉，导致阀门关不严，阀门无法使用，在更换新切断球阀后依然磨损严重使用时间短。最终更换开关阀形式，结合高磨损、高温高压工况充分研究、技术交流后采用了旋转盘阀。具体选型：旋转盘阀形结构形式：角行程单盘旋转盘阀；阀体材质：310S；阀座材质：Stellite+喷涂碳化钨；阀芯形式：单盘阀；阀盘材质：Stellite+喷涂碳化钨；材质填料：柔性石墨；阀杆阀臂材质：XM-19。

更换为单盘旋转盘阀后，使用过程中一直状况良好。一年后装置检修看阀门的磨损情况，阀盘和阀座的密封面处未发现较严重的磨损，只是填料处出现磨损在更换填料后仍然能够正常使用。本案例选用角行程单盘旋转盘阀，此外旋转盘阀还有直行程盘阀，双盘旋转盘阀等不同的结构形式，根据具体工况选择不同形式的旋转盘阀。

3 旋转盘阀与普通切断球阀相比较的优势

3.1 结构形式

切断球阀：切断球阀虽然流道很简单，但是阀座的结构较为复杂。

旋转盘阀：旋转盘阀结构形式很简单。

3.2 自清洁能力

切断球阀：切断球阀阀芯和阀座接触面不具备自清洁能力，容易磨损导致物料泄露至阀座与阀体之间的腔体内。

旋转盘阀： 旋转盘阀的阀盘与阀座之间具有自清洁、自抛光能力，使阀盘和阀座的密封面不易磨损，保证了使用寿命。

4 结论

实际情况证明旋转盘阀的结构优势加上独特的密封面自抛光、自清洁设计使得旋转盘阀在磨损严重的恶劣工况中与普通切断球阀相比表现出了卓越的耐磨性，具有密封可靠，使用寿命长等特点。避免了频繁更换阀门，为企业节省了大量的人力物力。因此旋转盘阀在粉料输送、浆料输送等磨损严重的恶劣工况有很大的应用前景。

参考文献：

[1]陆培文.实用阀门设计手册[M].3版.北京：机械工业出版社，2012.

[2]孟磊. 耐磨球阀密封性能优化方案 [J].乙烯工业，2014.26（01）：37-38.

作者简介：

姚聪（1981- ），男，吉林人，2007年毕业于吉林化工学院自动化专业，现工作于中国化学赛鼎宁波工程有限公司仪电设计部，从事石油化工自动化工程设计工作，任工程师。