黄秀华，濮征，赖腾敏，江杰

(中策橡胶集团有限公司，浙江 杭州 310018)

集成式热工阀组在硫化中的探索

黄秀华，濮征，赖腾敏，江杰

(中策橡胶集团有限公司，浙江 杭州 310018)

新型硫化机集成式热工阀组改变传统单一管道单一阀门设计思路，所有阀门并列安装在模块上，利用模块内部流道构造来替代复杂的单根管路结构，节省管路分布空间；同时消除管道因冲击、电焊腐蚀等造成泄漏。所有管路分布向集约化、集成化转变，体现出较高的集成度，使整个空间更节能、更美观、更集约化，从而提升企业的经济效益。

硫化机；集成；控制；热工阀

新型硫化机集成式热工阀组是一种创新型的硫化介质控制功能性阀组，该阀组具有集成度高、流通能力大的结构设计优势；介质流道短、保温效果好的运行节能优势；空间占有率低、更换维护省时高效的维护便利优势；该阀组的运用，不仅能够提升设备运行的稳定性和高效性，而且与当前国家倡导的节能减排形势相适应，具有普及与推广的必要性。

1 实施背景

硫化机热工阀组是硫化机的核心部件，轮胎硫化过程中的三要素（压力、温度、时间）均通过热工阀组实现控制，就氮气硫化工艺而言，热工阀组根据硫化步序，控制蒸汽、氮气进管及回管、主排管等的启闭时间，完成轮胎的硫化工序。目前，热工阀组的组成形式均为单体切断阀通过焊有法兰的碳钢管路进行联通，实现硫化介质的控制。

现有热工单体阀门体积较大，均通过焊接管路法兰连接，焊接点多，法兰连接点也多。因此，现有热工阀组劣势明显，即：管路系统庞大，泄漏点多，占地空间大，没有维修空间，阀门形状不规则，管路与管路之间空间狭小，保温困难；由于阀门均采用法兰形式连接，且空间狭小，阀门拆装更换效率低，并易被管路烫伤，受阀门结构限制，现有阀门实际流通能力差，易被异物卡住。

2 新型硫化机集成式热工阀组

2.1 结构形式介绍

该集成式热工阀组是将阀门对流体介质的开关（调节）功能设计在阀块内部，阀块既兼有工艺流道功能，同时起到阀体的作用。阀门在阀块外部是气动执行器，控制阀门的开关（调节）。该方式为插装式结构，有别于贴面安装的集成式热工阀组。如图1、2。

2.2 总体布局方式

针对半钢轮胎硫化机的氮气硫化工艺，将集成式热工阀组分为4组设计，分别为外温进阀组、外温回阀组、内温进阀组、内温回阀组。

外温进阀组：对热板模套蒸汽进管阀门开启度进行调节，控制饱和蒸汽压力。

外温回阀组：对热板模套蒸汽冷凝水进行排放，采用智能液位疏水形式。

内温进阀组：对硫化所需的介质如定型氮气、内温蒸汽、硫化氮气进行控制，同时具有主排、抽真空功能。

内温回阀组：对蒸汽排放、氮气排放、氮气回收进行控制，同时具有主排、抽真空功能。

具体见图3。（从左至右分别为外温进阀组、外温回阀组、内温回阀组、内温进阀组）。

图1 新型集成式热工阀组

图2 贴面安装集成式热工阀组

图3 集成式热工阀组

2.3 传统型与集成式热工阀组占地空间比较

由于阀门采用了集约化的插装式结构，所以阀块既兼有工艺流道功能，同时起到阀体的作用，极大地缩小了安装空间，传统型阀组占地空间为6.5 m2，集成式热工阀组占地为1.5 m2，仅为传统型的1/5。如图4为传统型阀组与集成式阀组占地空间比较。

2.4 单体阀门流通能力比较

现有切断阀密封面在下口，阀芯向下运动，阀门开启，缩径的阀芯始终在流通口内，有异物通过时，易被阀芯卡住，损坏阀门，集成式热工阀组阀门密封面在上口，阀芯向上运动，阀门开启，阀口被完全打开，流通能力强。

以DN25通径阀为例，现有切断阀完全开启时，最小截 面 积S1=10×10×3.14-6×6×3.14 mm2≈200 mm2，DN25阀门执行器完全开启时，最小截面积S2=11×11×3.14 mm2≈380 mm2，K=S2/S1=1.9，实际通径是现有DN25切断阀的1.9倍，优势是能快速地对胶囊进行充压，而且流道短，介质损失少。

图4 传统型阀组与集成式阀组占地空间比较

2.5 快速高效地更换阀门

传统型阀组更换阀门时，需将阀门两端的连接法兰拆除，需拆卸8颗螺丝，某些位置空间狭小，拆卸时易被高温管烫伤，集成式热工阀组的阀门采用螺纹的方式垂直连接至集成阀块顶部，只需拧开一个螺纹，就可以将阀门执行器连同阀芯从阀块内取出，可以做到快速更换阀门。

2.6 保温体积小，效果好

集成式热工阀组采用上下两个保温罩形式，上保温罩可以活动，上下保温罩将整个集成阀组密闭保温，保温效果好，散热量少，可以保证保温罩外部的温度控制在40℃之下。同时连接阀组的管路采用不同外表颜色的保温套管，用来区分管路内的介质，如图5。

2.7 焊接点少，密封点少，泄漏点少

图5 保温罩形式

集成阀组工艺流道均在阀块内完成，阀块采用锻件整体加工，并做镀镍处理，防锈能力强，同时阀块内流道与流道之间最小壁厚在15 mm以上，远远大于标准碳钢管3～4 mm的厚度，耐锈蚀时间长，连接阀块外部的管路均采用不锈钢管路，不会锈蚀。这样可以极大地降低因为管路泄漏而引起的能源浪费和设备故障。

2.8 节能效果预测

传统型管路蒸汽消耗各项所占的比重如图6所示。集成式热工阀组相对于传统型管路节约的百分比如图7所示。

图6 传统型管路蒸汽消耗各项占比

消耗差值计算：

原管路三相消耗为Q原=Q总×(5%+ 10%+40%) =0.55Q总

集成阀组管路三相消耗为Q集=Q总×(5%×60%+ 10%×80%+40%×70%)=0.39Q总

消耗差值Q差=(0.55-0.39)×Q总=0.16Q总

相对于传统型管路，集成式热工阀组可将蒸汽总能耗降低16%。

3 节能效果分析

集成阀组直接将阀块作为工艺流道，与原工艺流道形式（管路+法兰）相比，不仅达到缩短流道路径、减少流道体积、降低硫化介质使用量的节约能耗目的，而且在减少工艺流道连接点的情况下，能够实现更大化的密封性能。

图7 集成式热工阀组相对于传统型管路节约占比

测试采用热板末端出口连接管径57 mm冷凝桶，冷凝桶出口处由两个切断阀并联控制通断，切断阀1后装有3 mm节流孔，切断阀2后装有8 mm节流孔。切断阀1用作正常疏水功能，切断阀2用作冷模预热和紧急升温用。

通过对定时疏水和液位疏水试验对比发现，在7 min内排出的冷凝水和蒸汽的总量两者相差1.07 kg，该1.07 kg的量也是蒸汽供给侧多消耗的1.07 kg蒸汽。这仅仅是 7 min相差的差值，按一天 24 h运行计算，一天疏水差异，定时疏水就要多消耗蒸汽量T定时多耗=24×60/7×1.07 kg=220 kg。

4 结束语

新型集成式热工阀组具有泄漏点少、密封性能好、集成度高、介质流道短、保温性强、阀门维修便利、阀门流通能力强等优势，是一种绿色、节能、环保的功能性热工阀组。在企业转型升级，提质降耗，质量优先，加强环保、精益化生产的市场环境下，该集成阀组所具有的性能优势适应经济新形势，具有广泛的推广应用前景。

Integrated thermal valves in the exploration of sulfide

Integrated thermal valves in the exploration of sulfi de

Huang Xiuhua,Pu Zheng, Lai Tengmin,Jiang Jie
(Zhongce Rubber Group Co. LTD., Hangzhou 310018, Zhejiang, China)

New press an integrated thermal valves has changed the traditional single tube single valve design, all valves side installation on a module, modules internal fl ow structure to replace the complex single pipe structure, so as to save space on the pipeline distribution; upon impact while eliminating pipeline leaks caused by corrosion and welding. To the intensive and integrated into all pipelines are located, refl ecting the high degree of integration, making the entire space to be more effi cient, more beautiful, more intensive, so as to enhance the economic effi ciency of enterprises.

curing press; integration; control; thermal valve

TQ330.47

1009-797X(2016)21-0034-04

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.21.006

(R-01)

黄秀华（1961-），女，高级工程师，长期从事设备管理工作。

2016-08-25