鑒于聚丙烯裝置環(huán)管反應器本身的結構特征和介質(zhì)特性,環(huán)管反應器安全閥的結構設計與其他普通安全閥有著(zhù)很大的不同,具體如下四個(gè)方面。
入口閥座結構設計
聚丙烯安全閥閥座,與普通安全閥噴管形流道設計*不同,為保證介質(zhì)物料在環(huán)管中反應過(guò)程連貫通暢,其對接面的形狀與管道*銜接,閥座入口處設計成與設備主管路的弧度一致的圓弧狀尺寸,以此避免由于安全閥局部結構的變化,使得管道流通出現拐點(diǎn),造成易產(chǎn)生介質(zhì)凝結的流道死區,介質(zhì)流經(jīng)安全閥入口時(shí),易產(chǎn)生凝聚、堆積,或堵塞安全閥入口,影響安全閥和設備的正常工作。聚丙烯裝置環(huán)管反應器安全閥入口連接尺寸設計需參照實(shí)際工況中管線(xiàn)及設備的連接數據而定,聚丙烯環(huán)管裝置反應器的典型安裝如下圖所示。
密封結構設計
聚丙烯環(huán)管反應器用安全閥密封結構采用軟密封分體結構,主要原因是聚丙烯顆粒介質(zhì)極易造成在金屬密封面上滯留,從而不能很好的保證密封性能。選擇軟密封可有效保證閥門(mén)的在線(xiàn)密封,消除介質(zhì)對閥門(mén)密封的影響。
軟密封分體結構,將密封結構設計成為分體螺紋緊固式結構,分為閥瓣、密封圈、壓塊三個(gè)零件,密封圈被固定在可拆卸的金屬壓塊與閥瓣形成的溝槽中,整體包覆式設計可有效防止密封圈被吹出,檢維修時(shí)可以通過(guò)拆卸壓塊,較為簡(jiǎn)易的完成密封圈的更換,具體如下圖所示。
將密封副處結構設計成為斜面密封型式,利用閥座斜面與非金屬材料的密封圈斜面,形成密封副,有效避免聚丙烯介質(zhì)凝集在密封面上,影響閥門(mén)密封。由于此安全閥閥瓣結構屬于連接式細長(cháng)桿結構,在閥門(mén)起跳過(guò)程中對中性不易保證,在閥座閥瓣密封副設計時(shí)采用了不同錐角設計,即閥瓣與水平面夾角比閥座與水平面形成一定的夾角,同時(shí)保證了多次起跳的密封性能。
升力結構設計
聚丙烯裝置環(huán)管反應器安全閥喉徑處流道結構與安全閥不同,入口與密封副十分接近,在環(huán)管部分設計為環(huán)形流道,以及特殊的節流設計,閥瓣開(kāi)啟可迅速升壓,使安全閥在不影響排放性能的情況下,能夠獲得較好的升力,如下圖所示。根據經(jīng)驗數據和試驗結果,協(xié)調流道零部件的比例關(guān)系,設計出合理的反沖盤(pán)反沖面積和反沖角度,使其獲得足夠的升力,保證閥門(mén)的準確開(kāi)啟、穩定排放。
同時(shí),為考慮調節回座壓力的需求,設計調節圈和定位螺釘。通過(guò)調節調節圈的齒數,可對安全閥的回座壓力進(jìn)行調節,使安全閥在獲得足夠的升力的前提下,能夠迅速回座,避免介質(zhì)的過(guò)量流失、浪費。
波紋管背壓保護裝置設計
聚丙烯環(huán)管反應器安全閥,為防止背壓影響,依據背壓進(jìn)行波紋管設計,高背壓時(shí)采用多層波紋管設計,但由于環(huán)管反應器介質(zhì)中含有大量固體顆粒,在排放時(shí),固體顆粒高速從流道噴出瞬間,可能沖擊到波紋管,造成波紋管破損或是進(jìn)入波紋管的波間間隙,聚集、結晶,從而影響波紋管的工作性能,所以需要設計專(zhuān)門(mén)的背壓保護裝置。如上圖所示,安全閥波紋管保護套包裹于波紋管外圍,末端與波紋管下接頭間間隙極小,在不影響波紋管及閥門(mén)的正常工作情況下,將排放時(shí)介質(zhì)的影響降到避免介質(zhì)中的固體顆粒損壞波紋管或影響其正常工作,可以大限度保護波紋管。