淺析石油化工廠中調(diào)節(jié)閥的選型及安裝

周朝亮

【摘 要】在石油化工企業(yè)的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥選擇得合適與否，直接影響控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。在選擇調(diào)節(jié)閥時(shí)，要重視閥的口徑計(jì)算，還要對閥型和其它方面的選擇予以重視。若調(diào)節(jié)閥選擇不當(dāng)，將使系統(tǒng)不能正常工作，或使閥門很快損壞，甚至造成生產(chǎn)事故。

【關(guān)鍵詞】調(diào)節(jié)閥、選型、執(zhí)行器、安裝

【中圖分類號】 F407.22【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B【文章編號】1672-5158（2013）07-0310-01

前言

調(diào)節(jié)閥是自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)中的執(zhí)行器，其應(yīng)用質(zhì)量反映在系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)品質(zhì)上，調(diào)節(jié)閥應(yīng)用的好壞，即應(yīng)用質(zhì)量與三個(gè)方面有關(guān)：（1） 系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的正確選型；（2） 生產(chǎn)廠家的合格產(chǎn)品質(zhì)量 （3） 用戶的正確安裝、使用、維護(hù)。

在石油化工生產(chǎn)裝置中調(diào)節(jié)閥的選型與使用主要從以下問題著手：（1）口徑計(jì)算。（2）校核關(guān)閉時(shí)的△P。（3）校核可調(diào)比R。（4）確定彈簧范圍，涉及彈簧范圍、啟始工作壓力、輸出力、穩(wěn)定性、調(diào)整等。（5）材質(zhì)與結(jié)構(gòu)。

一、調(diào)節(jié)閥的常見種類及特點(diǎn)

石油化工廠中常見的調(diào)節(jié)閥主要分為直行程調(diào)節(jié)閥和角行程調(diào)節(jié)閥。直行程調(diào)節(jié)閥有直通單座閥、直通雙座閥、套筒閥、角形閥、三通閥、隔膜閥等，角行程調(diào)節(jié)閥有蝶閥、球閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥等，作為調(diào)節(jié)閥的使用與安裝維護(hù)人員，必須弄清楚基型產(chǎn)品的特點(diǎn)、使用注意事項(xiàng)、各類變型產(chǎn)品。

（1）直通單座調(diào)節(jié)閥：該閥具有泄漏小、許用壓差小、流路復(fù)雜、結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，適用于泄漏要求嚴(yán)、工作壓差小的干凈介質(zhì)場合，但小規(guī)格的閥（如DN15、20、25）亦可用于壓差較大的場合，是應(yīng)用最廣泛的閥之一。

（2）直通雙座調(diào)節(jié)閥：與單座閥相反，具有泄漏大、許用壓差大的特點(diǎn)，適用于泄漏要求不嚴(yán)、工作壓差大的干凈介質(zhì)場合，是應(yīng)用最為廣泛的閥之一。

（3）套筒閥：套筒閥具有單密封、雙密封兩種結(jié)構(gòu)，前者相當(dāng)于單座閥，后者相當(dāng)于雙座閥，適用于雙座閥場合，除此之外，套筒閥還具有穩(wěn)定性好、裝卸方便的特點(diǎn)，但價(jià)格比單雙座閥貴50%～200%，還需要專門的纏繞密封墊。是僅次于單、雙座閥應(yīng)用較為廣泛的閥。

（4）角形閥：節(jié)流型式相當(dāng)于單座閥，但閥體流路簡單，適用于泄漏要求小、壓差不大的不干凈介質(zhì)場合以及要求直角配管的場合。

（5）三通閥：具有3個(gè)通道，可代替兩個(gè)直通單座閥用于分流和合流及兩相流溫度差成≤150℃的場合，當(dāng)DN<80mm，儀表工程應(yīng)用的設(shè)計(jì)工作。

（6）隔膜閥：隔膜閥流路簡單，隔膜具有一定的耐蝕性能，適用于不干凈介質(zhì)和弱腐蝕性介質(zhì)的兩位切斷場合。

（7）蝶閥：相當(dāng)于取一段直管來做閥體，且閥體又相當(dāng)于閥座，自潔性能好、體積小、重量輕，適用于不干凈介質(zhì)和大口徑、大流量、低壓差的場合。當(dāng)DN>300mm時(shí)，通常采用蝶閥。

（8）球閥：“O”形球閥全開時(shí)為無阻調(diào)節(jié)，自潔性能最佳，適用于特別不干凈、含纖維介質(zhì)的兩位切斷場合?！癡”形球閥具有近似等百分比的調(diào)節(jié)特性，適用于不干凈、含纖維介質(zhì)可調(diào)比較大的調(diào)節(jié)場合。

（9）偏心旋轉(zhuǎn)閥：該閥介于蝶閥和球閥之間，自潔性能好，調(diào)節(jié)性能好，亦可切斷，適用于不干凈介質(zhì)和泄漏要求小的調(diào)節(jié)場合。

二、調(diào)節(jié)閥選型注意事項(xiàng)

（1）調(diào)節(jié)閥類型的選擇

主要是根據(jù)現(xiàn)場介質(zhì)的特點(diǎn)、控制要求、安裝環(huán)境等因素結(jié)合調(diào)節(jié)閥本身的流量特性和結(jié)構(gòu)而進(jìn)行選擇。在我們實(shí)際使用中，應(yīng)用最多的是普通單座調(diào)節(jié)閥、雙座調(diào)節(jié)閥、套筒調(diào)節(jié)閥、蝶閥等。一般來講，在流量小、壓差小、要求泄漏量小的場合，選擇結(jié)構(gòu)簡單、裝配方便的單座調(diào)節(jié)閥即可滿足生產(chǎn)需要，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠；在流量大、壓差大、泄漏量要求不嚴(yán)格的場合，應(yīng)優(yōu)先考慮雙座調(diào)節(jié)閥；套筒調(diào)節(jié)閥最適宜用在壓差大、振動(dòng)大、高溫高粘度、含顆粒結(jié)構(gòu)的介質(zhì)場合；蝶閥適宜用于低壓、大流量的壓力、流量調(diào)節(jié)；隔膜閥適用于強(qiáng)腐蝕性、粘度高、帶纖維的介質(zhì)，但不是高溫、高壓的場合；角形閥的閥體受流體的沖擊小，閥體內(nèi)不易接污，對粘度高、有懸浮物和顆粒物的流體尤為適用，并且角形閥的穩(wěn)定性較好。

（2）調(diào)節(jié)閥材質(zhì)的選擇

調(diào)節(jié)閥材質(zhì)的選擇主要是指兩個(gè)方面：（1）閥體、閥蓋材質(zhì)的選擇，閥體耐壓等級、使用溫度和耐腐蝕性能等方面不低于工藝連接管道的要求，并應(yīng)優(yōu)先選用制造廠定型產(chǎn)品，遇有水蒸汽或含水較差的濕氣體和易燃易爆介質(zhì)，或當(dāng)壞境溫度低于-30℃時(shí)，不宜選用鑄鐵閥。（2）閥內(nèi)組件（閥桿、閥芯、閥座）材質(zhì)的選擇，非腐蝕性介質(zhì)一般選用1Cr18Ni9Ti或其它不銹鋼，而在汽蝕、沖蝕較為嚴(yán)重的情況下，以及在介質(zhì)溫度與壓差構(gòu)成的直角坐標(biāo)中。溫度為300℃，壓差為1.5MPa的兩點(diǎn)連線以外的區(qū)域，應(yīng)選用耐磨材料，如鉆基合金或表面堆焊史泰萊合金。閥體、閥蓋相當(dāng)于壓力容器，因此要求其必須能承受介質(zhì)的溫度、壓力和腐蝕，而閥內(nèi)組件主要起節(jié)流作用，對它的基本要求是耐腐蝕、耐沖刷，這是調(diào)節(jié)閥材質(zhì)選擇的出發(fā)點(diǎn)。

選擇調(diào)節(jié)閥的材質(zhì)必須把握兩個(gè)大的原則：（1）要保證安全可靠，也就是根據(jù)工藝特性，選擇諸如耐高溫、耐低溫、耐高壓、耐汽蝕以及耐腐蝕的材質(zhì)；（2）在滿足使用要求的前提下，還要考慮其性能、使用壽命和經(jīng)濟(jì)性。

在滿足使用的必要功能前提下，所選閥應(yīng)盡量簡單、可靠價(jià)廉、壽命長、維修方便，備件有來源。需考慮的主要因素如下：（1）最基本的條件是應(yīng)該滿足工藝的壓力、流量、溫度的要求。（2）閥的密封性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性。（3）閥的工作壓差小于閥的許用壓差。（4）對通過閥內(nèi)不潔介質(zhì)，易結(jié)垢介質(zhì)，強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的考慮。（5）對閥動(dòng)作速度，閥流量特性，作用方式，流向的考慮。（6）對執(zhí)行機(jī)構(gòu)形式、輸出力、剛度及彈簧范圍的考慮。（7）對附件及其成套性及特殊閥之特殊性能及要求的考慮。

三、調(diào)節(jié)閥安裝注意事項(xiàng)

（1）宜垂直、正立安裝在水平管道上，公稱通徑DN>50mm的調(diào)節(jié)閥，其閥前后管道上最好有永久性支架。

（2）調(diào)節(jié)閥配管應(yīng)組合緊湊，上、下部分應(yīng)留有足夠的空間，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置平臺，便于操作、維修和排液，配管通徑盡量與閥通徑一致。連接形式應(yīng)符合制造廠產(chǎn)品說明書的規(guī)定。

（3）調(diào)節(jié)閥用于高粘度、易結(jié)晶、易汽化以及低溫流體時(shí)，應(yīng)采取保溫和防凍措施。使用環(huán)境溫度一般不高于60℃，不低于-30℃，未安裝閥門定位器的調(diào)節(jié)閥，當(dāng)閥安裝在有振動(dòng)場合時(shí)，應(yīng)考慮防振措施。

（4）未安裝閥門定位器的調(diào)節(jié)閥，膜頭上最好安裝指示控制信號的小型壓力表。

（5）安裝前應(yīng)先對閥檢查校驗(yàn)，并在管道吹掃后安裝。用于懸浮物、高粘度介質(zhì)時(shí)，應(yīng)配沖洗管線。

（6）入口管段長度應(yīng)盡量長，對于小通徑閥門，應(yīng)大于10倍管道通徑，調(diào)節(jié)閥出口直管段應(yīng)有3～5倍管道通徑。調(diào)節(jié)閥進(jìn)出口取壓點(diǎn)位置，閥前為2倍管道通徑處，閥后為3倍管道通徑處。

（7）對小流量調(diào)節(jié)閥前應(yīng)安裝過濾裝置。

（8）務(wù)必按流動(dòng)方向箭頭安裝，安裝時(shí)應(yīng)避免過大的應(yīng)力。環(huán)境塵埃較多時(shí)，應(yīng)采取保護(hù)閥桿的措施，避免磨損或卡死。

結(jié)束語

調(diào)節(jié)閥是化工生產(chǎn)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)中的節(jié)流操作元件，正確選擇和安裝調(diào)節(jié)閥，直接關(guān)系到調(diào)節(jié)閥在自控系統(tǒng)中的作用。調(diào)節(jié)閥安裝在工藝管道上，直接與操作介質(zhì)接觸，正確的選擇和使用調(diào)節(jié)閥，直接關(guān)系到整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量，直接影響生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，正確合理的選擇、安裝調(diào)節(jié)閥就是顯得尤為重要。

參考文獻(xiàn)

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[2] 楊豪虎，方剛，調(diào)節(jié)閥的維護(hù)與故障分析[J]，機(jī)電信息，2011年24期