一种余热锅炉工艺气调节阀的制作方法

本发明属于阀门设计技术领域，具体涉及一种余热锅炉工艺气调节阀。

背景技术：

管壳式余热锅炉由于其结构简单，可以回收高温高压气体热量，被广泛应用于石油化工行业。尤其在煤制合成氨、甲醇及天然气等行业，由于工艺过程的需要，为了达到高的反应效率，需要控制工艺气经余热锅炉换热后的温度。在管壳式余热锅炉中设置绝热中心管，高温工艺气经过中心管后温度基本不降低，然后与经过换热管的降温后的工艺气体混合。而调节工艺气出口温度的方法一般为在中心管出口处设置调节阀门，通过控制经过中心管的高温气体的流量，来调节出口温度。

目前，普遍采用的余热锅炉出口调节阀为单向调节，即只控制流经中心管高温气体流量。但是，此种做法调节手段单一，同时无法保证低温气体和高温气体混合均匀，若余热锅炉出口温度混合不均匀，则会影响后续工艺的正常运行，可能产生设备超温或后系统催化剂反应效率低下等问题。

迄今还未见有关既能将流经中心管的高温工艺气和流经换热管的低温工艺气混合均匀，又能实现中心管和换热管工艺气流量双调节的余热锅炉工艺气调节阀。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种余热锅炉工艺气调节阀，实现中心管和换热管工艺气流量双调节。

本发明的技术方案如下：

一种余热锅炉工艺气调节阀，包括阀芯、阀座、管板、换热管、外筒、锥筒、内筒和密封环；

所述的阀芯包括阀瓣、筋板、阀套、阀杆、固定板i及滑轨；

所述的阀瓣为圆形平板，阀杆的一端固定设于阀瓣的中心位置，阀杆的轴线与阀瓣垂直；

所述的筋板为长方形平板，共有四块，以阀杆为轴，分别间隔90°设于阀杆的侧面，四块筋板均与阀瓣垂直；

所述的阀套为圆筒形状，设于筋板的外侧，与阀杆同轴；

所述的固定板i均匀设于阀套的上沿内侧，在每个固定板i上设有圆孔，固定板i与阀杆的轴线垂直；

所述的滑轨均匀设于阀套的外壁上，与阀套的轴线平行；

所述的管板包括中心管、平板和肘节；所述的平板为圆环形状，在平板的内圆周处设置中心管，在平板的外圆周处设置肘节，所述的中心管、平板和肘节同轴；

所述的锥筒包括外套和挡圈；所述的外套为喇叭口形状，挡圈为圆环形状；挡圈设于外套直径较小的一端，与外套同轴；

所述的内筒包括内筒套和滑轨套；所述的滑轨套设于内筒套的侧壁上，沿内筒套的轴向布置；

所述的密封环包括圆环和固定板ii，固定板ii设于圆环的内沿上；所述固定板ii的形状、个数均与固定板i相同；

所述的阀芯设于内筒的内侧，滑轨在滑轨套内沿轴向往复运动；

所述外筒的一端与肘节焊接固定，外筒的另一端与锥筒的外套直径较大的一端通过螺栓连接；

所述内筒套的底端与中心管焊接固定，内筒套的顶端位于外筒内；

所述的阀座为圆管形状，设于中心管的内部，与中心管的内壁相连；

所述的阀芯位于内筒的内部，滑轨与滑轨套配合安装；所述的密封环设于阀套的上沿，密封环上的固定板ii与阀芯的固定板i通过螺栓匹配连接；

在所述的平板上设有通孔，换热管焊接固定于平板上的通孔处。

所述的固定板i有n块，n≥3，在每个固定板i上开设有1个或2个圆孔；滑轨有m个，m≥2。

所述的滑轨的长度比阀套的高度短10～20mm。

所述的滑轨套的个数与滑轨的个数相同，滑轨套的高度与阀套的高度相同。

所述换热管和通孔的个数以及位置排布根据阀的实际需求设定。

所述的阀套的外壁与内筒套的内壁之间设有5～10mm的安装间隙；所述的密封环与内筒之间有5～10mm的安装间隙。

所述的阀芯、阀座、内筒及密封环组成了中心管工艺气腔体，所述的管板、外筒、锥筒及内筒组成了换热管工艺气腔体。

所述的阀芯沿轴向做往复运动，一方面与阀座配合控制流经中心管的中心管工艺气流量，另一方面阀芯和密封环一起运动，与锥筒的挡圈配合控制流经换热管的换热管工艺气流量；

低温换热管工艺气经过换热管工艺气腔体后，与流经中心管工艺气腔体的高温中心管工艺气充分混合。

调节阀的一个极限位置是阀芯沿轴向运动到与阀座完全闭合，形成密封，使中心管工艺气基本不流通，换热管工艺气从锥筒的挡圈内侧流出调节阀。

调节阀的另一个极限位置是密封环与锥筒的挡圈完全闭合，形成密封，使换热管工艺气基本不流通，中心管工艺气从密封环的圆环内侧流出调节阀。

本发明的显著效果在于：

(1)本发明通过简单巧妙的结构，解决了中心管的高温工艺气和流经换热管的低温工艺气混合不均匀的问题，能够将高温工艺气与低温工艺气充分混合均匀，保证了在余热锅炉出口工艺气温度的均匀性。

(2)本发明装置结构简单、操作方便，实现了中心管和换热管工艺气流量双调节的功能，可以更加准确的控制余热锅炉出口工艺气的温度范围，具有良好的调节性能。

附图说明

图1为调节阀结构示意图；

图2为图1中a-a向的剖视图；

图3为阀芯结构示意图；

图4为管板结构示意图；

图5为锥筒结构示意图；

图6为内筒结构示意图；

图7为密封环结构示意图。

图中：1为阀芯；2为阀座；3为管板；4为换热管；5为外筒；6为锥筒；7为内筒；8为密封环；1-1为阀瓣；1-2为筋板；1-3为阀套；1-4为阀杆；1-5为固定板i；1-6为滑轨；3-1为中心管；3-2为平板；3-3为肘节；6-1为外套；6-2为挡圈；7-1为内筒套；7-2为滑轨套；8-1为圆环；8-2为固定板ii。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1-2所示的一种余热锅炉工艺气调节阀，包括阀芯1、阀座2、管板3、换热管4、外筒5、锥筒6、内筒7和密封环8。

如图3所示，所述的阀芯1包括阀瓣1-1、筋板1-2、阀套1-3、阀杆1-4、固定板i1-5及滑轨1-6。所述的阀瓣1-1为圆形平板，阀杆1-4的一端固定设于阀瓣1-1的中心位置，阀杆1-4的轴线与阀瓣1-1垂直。

所述的筋板1-2为长方形平板，共有四块，以阀杆1-4为轴，分别间隔90°设于阀杆1-4的侧面。四块筋板1-2均与阀瓣1-1垂直。

所述的阀套1-3为圆筒形状，设于筋板1-2的外侧，与阀杆1-4同轴。

所述的固定板i1-5有n块，n≥3，均匀设于阀套1-3的上沿内侧，在每个固定板i1-5上设有1个或2个圆孔。固定板i1-5与阀杆1-4的轴线垂直。

所述的滑轨1-6有m个，m≥2，均匀设于阀套1-3的外壁上，与阀套1-3的轴线平行。所述的滑轨1-6的长度比阀套1-3的高度短10～20mm。

如图4所示，所述的管板3包括中心管3-1、平板3-2和肘节3-3。所述的平板3-2为圆环形状，在平板3-2的内圆周处设置中心管3-1，在平板3-2的外圆周处设置肘节3-3。所述的中心管3-1、平板3-2和肘节3-3同轴。

如图5所示，所述的锥筒6包括外套6-1和挡圈6-2。所述的外套6-1为喇叭口形状，挡圈6-2为圆环形状。挡圈6-2设于外套6-1直径较小的一端，与外套6-1同轴。

如图6所示，所述的内筒7包括内筒套7-1和滑轨套7-2。所述的滑轨套7-2设于内筒套7-1的侧壁上，沿内筒套7-1的轴向布置。滑轨套7-2的个数与滑轨1-6的个数相同，滑轨套7-2的高度与阀套1-3的高度相同。

如图7所示，所述的密封环8包括圆环8-1和固定板ii8-2，固定板ii8-2设于圆环8-1的内沿上。所述固定板ii8-2的形状、个数均与固定板i1-5相同。

所述的阀芯1设于内筒7的内侧，阀套1-3的外壁与内筒套7-1的内壁之间设有5～10mm的安装间隙，滑轨1-6在滑轨套7-2内沿轴向往复运动。

所述外筒5的一端与肘节3-3焊接固定，外筒5的另一端与锥筒6的外套6-1直径较大的一端通过螺栓连接，锥筒6的挡圈6-2内侧作为调节阀出口。所述内筒套7-1的底端与中心管3-1焊接固定，内筒套7-1的顶端位于外筒5内。所述的阀座2为圆管形状，设于中心管3-1的内部，与中心管3-1的内壁相连。所述的阀芯1位于内筒7的内部，其中阀瓣1-1可以与阀座2的上沿内侧形成密封，滑轨1-6与滑轨套7-2配合安装。所述的密封环8设于阀套1-3的上沿，密封环8上的固定板ii8-2与阀芯1的固定板i1-5通过螺栓匹配连接。所述的密封环8与内筒7之间有5～10mm的安装间隙。

在所述的平板3-2上设有通孔，换热管4焊接固定于平板3-2上的通孔处。所述换热管4和通孔的个数以及位置排布根据阀的实际需求设定。

所述的阀芯1、阀座2、内筒7及密封环8组成了中心管工艺气腔体，所述的管板3、外筒5、锥筒6及内筒7组成了换热管工艺气腔体。

所述的阀芯1沿轴向做往复运动，一方面与阀座2配合控制流经中心管3-1的中心管工艺气流量，另一方面阀芯1和密封环8一起运动与锥筒6的挡圈6-2配合控制流经换热管4的换热管工艺气流量。低温换热管工艺气经过换热管工艺气腔体后，与流经中心管工艺气腔体的高温中心管工艺气充分混合，保证调节阀出口处的工艺气温度稳定在一定范围内。

调节阀的两个极限位置一个是阀芯1沿轴向运动到与阀座2完全闭合，形成密封，使中心管工艺气基本不流通，换热管工艺气从锥筒6的挡圈6-2内侧流出调节阀；另一个是密封环8与锥筒6的挡圈6-2完全闭合，形成密封，使换热管工艺气基本不流通，中心管工艺气从密封环8的圆环8-1内侧流出调节阀。