[发明专利]一种高温旋风分离器机械密封装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种高温旋风分离器机械密封装置及其控制方法，由密封阀、执行机构、差压控制系统三部分构成，所述密封阀由阀体、闸板、阀杆、闸板仓、阀杆定位销、耐火衬里、闸板仓反吹气管路、斜拉筋、阀盖组成，所述执行机构由电气阀门定位器、气缸、仪表气管路组成，所述差压控制系统由引压基点、差压变送器、引压口以及阀门控制程序组成。本发明具有耐高温、成本低、寿命长、控制策略简单、控制精度高、环境适应性强的优点。

技术领域

本发明涉及一种高温旋风分离器机械密封装置及其控制方法，属于机械密封装置技术领域。

背景技术

流化床煤气化技术具有碳转化率高、处理量大、气化强度大、炉内传热传质好、适用煤种广、环境污染小等优点，是煤清洁利用技术的重要组成部分，在民用燃料、工业燃料、化肥、化工等行业有着广阔的应用前景。

提高流化床温度有利于加快气化反应速率、提高气化强度、提升煤气热值，增大流化床压力则能够提高反应效率、加快反应进程、减小设备体积、降低成本。因此目前煤气化用流化床均在较高的温度和压力条件下运行。高温高压的运行环境对流化床旋风分离器密封装置的安全性、可靠性和操控性能提出了严苛的要求。

目前应用最为广泛的非机械密封装置是流动密封阀，其次是L阀和J型阀。此类密封阀通过改变底部流化气和吹送气的流量来调节和控制固体颗粒循环量，但是在高温高压环境中，这类密封阀的稳定性和可控性表现欠佳，尤其当返料量较少时，极易使旋风分离器内的固体物料走空，导致旋风分离器失效或者内部结渣。

目前常用的机械密封装置包括闸阀、蝶阀等。此类密封阀在高温高压环境下表现也不是很好，均容易出现变形、堵塞、阀体和阀杆过热等问题，导致阀门无法操作，旋风分离器失效。此外，目前旋风分离器机械密封阀一般使用电机作为执行机构，由于电机在使用过程中频繁正反转，很容易触发电机过热保护、力矩保护，且电机内部活动部件频繁动作致使机械磨损过快，经常需要检修。

发明内容

本发明旨在提供一种高温旋风分离器机械密封装置及其控制方法，该密封装置具有耐高温、成本低、寿命长、控制策略简单、控制精度高、环境适应性强的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种高温旋风分离器机械密封装置，由密封阀、执行机构、差压控制系统三部分构成，所述密封阀由阀体、闸板、阀杆、闸板仓、阀杆定位销、耐火衬里、闸板仓反吹气管路、斜拉筋、阀盖组成，所述执行机构由电气阀门定位器、气缸、仪表气管路组成，所述差压控制系统由引压基点、差压变送器、引压口以及控制装置组成；

所述阀体为空心圆柱金属壳体，阀体两端与旋风分离器料腿通过法兰连接，阀体中部设有闸板，闸板与阀杆连接，能在阀体内平移运动；紧贴阀体内壁设置有耐火衬里；阀体侧面设有矩形开孔，开孔处与闸板仓的一端相连，闸板仓内部中心设有阀杆，闸板仓内水平方向设有阀杆定位销，闸板仓的端部设有阀盖；

阀杆的另一端连接气缸；斜拉筋一端连接旋风分离器料腿，另一端连接气缸。

所述执行机构的气缸外侧设有电气阀门定位器、气缸底部连接仪表气管路；控制装置向电气阀门定位器发出阀门控制的位置信号，电气阀门定位器将这个信号转化为气缸的运动命令，气缸内活塞在仪表气气源的动力下推动或者拉动阀杆，进而控制闸板的运动；

所述差压控制系统，控制装置采集引压基点与引压口之间的压差，通过压差计算出旋风分离器料腿内的物料高度，判断物料高度是否满足需求来控制密封阀内闸板的开度，这是一个动态过程，通过PID控制实时采集压差和控制闸板开度。

进一步地，所述闸板为矩形和半圆形组成的舌型耐高温不锈钢金属板片，闸板与阀杆的一端采用卡扣连接，阀杆带动闸板在阀体和闸板仓的联通空间内平移运动。