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化工设计中常用阀门选型指南

时间:2016-05-05      阅读:3576

    在管道系统中,调节阀是控制元件,其投资约占管道工程费用的30%~50%。阀门的主要功能为启闭、节流、调节流量、隔离设备和管道系统、防止介质倒流、调节和排泄压力等。阀门也是管路中zui复杂的元件,它一般由多个零部件装配而成,技术含量高。

    随着石油化工工业的迅速发展,石油化工生产装置中的介质大多具有毒性大、可燃、易爆和腐蚀性强的特点,运行工况较复杂苛刻,操作温度和压力较高,开工周期长,阀门一旦出现故障,轻者导致介质泄漏,既污染环境又造成经济损失,重者导致装置停工停产,甚至造成恶性事故。因而,在管道设计中,科学合理地选择阀门既能降低装置的建设费用,又保证生产安全运行。

一、阀门的选型要点

·明确阀门在设备或装置中的用途

确定阀门的工作条件:适用介质的性质、工作压力、工作温度和操纵控制方式等;

·正确选择阀门的类型

阀门型式的正确选择是以设计者对整个生产工艺流程、操作工况的充分掌握为先决条件的,在选择阀门类型时,设计人员应首先掌握每种阀门的结构特点和性能

·确定阀门的端部连接

在螺纹连接、法兰连接、焊接端部连接中,前两种zui常用。螺纹连接的阀门主要是公称通径在50mm以下的阀门,如果通径尺寸过大,连接部的安装和密封十分困难。法兰连接的阀门,其安装和拆卸都比较方便,但是较螺纹连接的阀门笨重,价格较高,故它适用于各种通径和压力的管道连接。焊接连接适用于较荷刻的条件下,比法兰连接更为可靠。但是焊接连接的阀门拆卸和重新安装都比较困难,所以它的使用于通常能长期可靠地运行,或使用条件荷刻、温度较高的场合

·阀门材质的选择

 选择阀门的壳体、内件和密封面的材质,除了考虑工作介质的物理性能(温度、压力)和化学性能(腐蚀性)外,还应掌握介质的清洁程度(有无固体颗粒),除此之外,还要参照国家和使用部门的有关规定。正确合理的选择阀门的材质可以获得阀门的使用寿命和使用性能。阀体材料选用顺序为:铸铁-碳钢-不锈钢,密封圈材料选用顺序为:橡胶-铜-合金钢-F4

·其它

除此之外,还应确定流经阀门流体的流量及压力等级等,利用现有的资料(如阀门产品目录、阀门产品样本等)选择适当的阀门。

二、常用阀门介绍

·阀门种类多、品种复杂,主要有闸阀、截止阀、节流阀、蝶阀、旋塞阀、球阀、电动阀、隔膜阀、止回阀、安全阀、减压阀、蒸汽疏水阀和紧急切断阀等,其中常用的有闸阀、截止阀、节流阀、旋塞阀、蝶阀、球阀、止回阀、隔膜阀。

·闸阀

闸阀是指启闭体(阀板)由阀杆带动,沿阀座密封面作升降运动的阀门,可接通或截断流体的通道。闸阀较截止阀密封性能好,流体阻力小,启闭省力,具有一定的调节性能,是zui常用的截断阀门之一。缺点是尺寸大、结构较截止阀复杂,密封面易磨损,不易维修,一般不宜作节流用。按闸阀阀杆上螺纹位置分为明杆式和暗杆式两类。按闸板的结构特点又可分为楔式和平行式两类。

·截止阀

截止阀是向下闭合式阀门,启闭件(阀瓣)由阀杆带动沿阀座(密封面)轴线作升降运动的阀门。与闸阀相比,其调节性能好,密封性能差,结构简单,制造维修方便,流体阻力较大,价格便宜,是一种常用的截断阀,一般用于中、小口径的管道。

·球阀

球阀的启闭件是带圆形通孔的球体,球体随阀杆转动以实现启闭的阀门。球阀的结构简单,开关迅速,操作方便,体积小,重量轻,零部件少,流体阻力小,密封性好,维修方便。

·节流阀

节流阀除阀瓣以外与截止阀结构基本相同,其阀瓣是节流部件,不同形状具有不同的特性,阀座的通径不宜过大,因其开启高度较小介质流速增大,从而加速对阀瓣的冲蚀。节流阀外形尺寸小、重量轻、调节性能好,但调节精度不高。

·旋塞阀

 旋塞阀是以带通孔的塞体作为启闭件,塞体随阀杆转动,以实现启闭的阀门。旋塞阀结构简单、开关迅速、操作方便、流体阻力小,部件少、重量轻。旋塞阀有直通式、三通式和四通式。直通式旋塞阀用于截断介质,三通式和四通式旋塞阀用于改变介质方向或进行介质分流。

·蝶阀

蝶阀是蝶板在阀体内绕固定轴旋转90°即可完成启闭作用。蝶阀体积小、重量轻、结构简单,只由少数几个零件组成。而且只需旋转90°即可快速启闭,操作简单。蝶阀处于*开启位置时,蝶板厚度是介质流经阀体时*的阻力,因此通过该阀门所产生的压力降很小,故具有较好的流量控制特性。蝶阀分弹性软密封和金属硬密封两种密封型式。弹性密封阀门,密封圈可以镶嵌在阀体上或附在蝶板周边,密封性能好,既可用于节流,又可用于中等真空管道和腐蚀性介质。采用金属密封的阀门一般较弹性密封的阀门寿命长,但很难做到*密封,通常用于流量和压降变化大、要求节流性能好的场合。金属密封能适应于较高的工作温度,弹性密封则具有受温度限制的缺陷。

·止回阀

止回阀是能自动阻止流体倒流的阀门,止回阀的阀瓣在流体压力作用下开启,流体从进口侧流向出口侧。当进口侧压力低于出口侧时,阀瓣在流体压差、本身重力等因素作用下,自动关闭,以防止流体倒流。按结构形式分升降式止回阀和旋启式止回阀。升降式较旋启式密封性好,流体阻力大。对于泵吸入管的吸入口处,宜选用底阀,其作用是:开泵前灌注水使泵的入口管充满水;停泵后保持入口管和泵体充满水,以备再次启动。底阀一般只安装在泵进口的垂直管道上,并且介质自下而上流动。

·隔膜阀

隔膜阀的启闭件是一块橡胶隔膜,夹于阀体与阀盖之间。隔膜中间突出部分固定在阀杆上,阀体内衬有橡胶,由于介质不进入阀盖内腔,因此阀杆无需填料箱。隔膜阀结构简单、密封性能好,便于维修,流体阻力小。隔膜阀分为堰式、直通式、直角式和直流式。

通过以上分析可知,一般情况下,应闸阀。要注意的是,在石油、化工及其他行业的管道系统,阀门应用、操作频率和服务千变万化,要控制或杜绝低微的泄露,zui重要、zui关键的设备是阀门。合理的选择阀门能够降低装置的建设费用、保证生产安全运行。

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