透平废热烟道气动蝶阀结构优化方案研究.pdf

制造业信?化
ANUFACTURING IHFORMATIZAT作直/建模/CAD/CAM/CAE/CAPP8
透平废热烟道气动蝶阀结枃优化方案硏究
杨天郁,杨林,孙俊2
(1.中海油油田建设工程分公司机械技术服务中心,天津3004522.中海油天津分公司渤南作业区,天津300452)
摘要:针对中海石油BZ26-2油气田透平发电机组废热旁通烟道蝶在使用过程中经常发生阀杆断裂等问题进行深
入研究,首先通过建立简易力学模型分析了在正常工作环境中阀杆所受的剪切应力,得出正常环境中工作的阀杆所受
剪切应力远远大于阀将的许用剪切应力的结论。然后对整个蝶阀建立三维物理模型并进行有限元分析,通过进一步的
分析最终发现了导致阅杆断裂原因。针对阀杆断裂原因提出了几项改进措施,为蝶阀正常恢复使用提供了维修路径,合
理的改进将为海上油气田的生产提供可靠的保障
关键词:透平发电机组蝶阀;有限元分析;断裂
中图分类号:TH16
文献标志码:B
文章编号:1002-2333(2015)11-0150-03
Structure Optimization Research on Butterfly Valve of Turbine Waste Heat Flue
YANG Tianyu, YANG Lin, SUN Jun?
(1. Mechanical Equipment Service Center, CNOOC Enertech Equipment Technology Co., Ld, Tianjin 300452, China:
2. Bohai South Operating Company, CNOOC Tianjin Co, Ltd, Tianjin 300452, China)
Abstract: This paper analyzes the problem of valve stem fracture which frequently occurs in the waste heat bypass flue of
BZ26-2 platform turbine generator. Firstly, we calculate the valve stem shear stress in normal working environment by
establishing a simple mechanical model, and draw the conclusion that the shear stress in normal working environment is far
greater than the allowable shearing stress, Then, the real reason which leads to the stem fracture frequently is found by the
establishment of three-dimensional physical model and finite element analysis. Finally, several improvement measures are
put forward to find the reasonable repair methods and guarantee the normal operation of the platform
Key words: turbine generator set; butterfly valve; finite element analysis: fracture
0引言
而达到调节烟气流量参与换热的多少。此种类型的蝶阀
渤海石油BZ26-2油气田透平发电机废热旁通烟道结构比较简单,便于安装。但是阀杆的末端会存在8mm
蝶阀,在调节开度过程中阀杆突然断裂,阀板弯曲变形,固的开口槽,不能形成整圆,对轴套磨损非常严重,此种结
定阀板与阀杆的螺栓全部断裂,安装执行机构的阀座在与构的阀杆强度较低,容易变形。
阀体焊接的焊口处断裂。蝶阀的公称直径为1240mm,蝶
阀的动作形式为气动,用于调节参与换热的废热烟气的
rtt
膨胀节
流量大小,工作温度400℃,工作时阀门动作比较频繁,
不工作时处于常开状态。本文通过对阀杆与阀座在使用
旁通废热烟道
过程中的受力情况进行分析,得出了断裂的主要原因,并
提出了可行的改进措施。蝶阀工作示意图所图1所示。
已损坏的媒网1300
弹性支撑
1阀杆与阀座受力分析
主废热烟道
掉落的阀板
1./阀板结构
废热利用
蝶阀的阀板的开启是由阀杆夹持阀板转动来完成开
装置
启和闭合的,阀杆的直径只有40.3mm,中间铣有8mm
的开口槽,阀板安放在槽内,用M8螺栓固定,以阀杆的
图1蝶阀工作示意图
两端为支点转动,如图2所示。阀板全部开启为非工作状1.2受力分析
态,由气动执行机构来带动阀杆调节阀板的开度大小,从
现场取出的阀杆是从夹持阀板的终端断裂的,但同时
assembly dynamics[J]. International Journal of Machine Tools[10】陈龙,颉谭成,夏新涛滚动轴承应用技术[MI.北京:机械工业
and Manufacture, 2010.50(1): 131-142.
出版社,2010.
8」史科科,谢志坤,路平,基于 ANSYS的HTM40100动静态特性
(编辑立明)
分析[].组合机床与自动化加工技术,2013(7):44-45.
9]王新荣,陈永波,有限元法基础及 ANSYS应用M].北京科学出作者简介:刘海亮(1984一),女,讲师,硕士,从事数控机床教学及研究。
版社,2008
收稿日期:2015-06-23
150机械工程师2015年第11期