電動高溫閘閥閥體熱特性分析與優化設計

楊偉東 張躍強 張早校

(西安交通大學化學工程與技術學院)

電動高溫閘閥閥體熱特性分析與優化設計

楊偉東*張躍強 張早校

(西安交通大學化學工程與技術學院)

基于Ansys Workbench的熱-構耦合對閥體結構進行了熱特性分析，并對板筋尺寸進行了優化設計。首先，分析了正常工況下閥體的物理模型，可近似地看作變面積式肋片導熱問題。其次，在Ansys Workbench中通過材料的添加、網格的劃分和邊界條件的設定，模擬了高溫電動閘閥閥體的實際工況，求解出了高溫電動閘閥在正常工況下，閥體溫度、熱應變、總體變形和等效應力的分布。最后，通過對板筋尺寸的優化設計，得到了板筋尺寸δ和H與熱應變、總體變形和等效應力最大值的變化關系，最終得到了板筋優化后的尺寸。

電動高溫閘閥 板筋 熱-構耦合 優化設計

電動高溫閘閥是一種閘板式單面金屬硬密封切斷式耐高溫閘閥。主要用在催化裂化裝置的煙氣輪機入口管線，正常操作時全開，出故障時快速關閉，是煙氣切斷和緊急停車自動聯鎖的關鍵閥門[1]。一般情況下，動作次數較少。20世紀90年代國內開始關注電動高溫閘閥的設計問題[2,3]。常用的結構中，閥體和閥蓋采用鉚焊結構，密封形式采用楔式雙閘板密封結構[4]或單面硬密封配合蒸汽輔助密封等。但是由于當時缺少計算機輔助設計能力，未對結構進行優化。特別是板筋部分，在使用一定年限后，會出現焊縫開裂情況，嚴重影響了正常生產，并且易產生安全隱患?！?br>