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【干货】阀门选型的要点综述
2019-10-10 11:23 中国泵阀第一网 作者:佚名 点击:1492
【中国泵阀第一网 产品选型】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,工况复杂苛刻,操作温度和压力较高,阀门一旦出现故障,轻者导致介质泄漏,重者导致装置停工停产,甚至造成恶性事故。所以,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。今天,就来来讲讲阀门的选型!

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,工况复杂苛刻,操作温度和压力较高,阀门一旦出现故障,轻者导致介质泄漏,重者导致装置停工停产,甚至造成恶性事故。所以,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。今天,就来来讲讲阀门的选型!

阀门选型的要点

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,前两种最常用。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,所以它的使用仅限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最经济的使用寿命和最佳的使用性能。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。

常用阀门选型说明

闸阀的选型说明

    一般情况下,应首选闸阀。闸阀除适用于蒸汽、油品等介质外,还适用于含有粒状固体及粘度较大的介质,并适用于放空和低真空系统的阀门。对带有固体颗粒的介质,闸阀阀体上应带有一个或两个吹扫孔。对低温介质,应选用低温专用闸阀。

2截止阀选型说明

    截止阀适用于对流体阻力要求不严的管路上,即对压力损失考虑不大,以及高温、高压介质的管路或装置,适用于DN<200mm的蒸汽等介质管道上;

    小型阀门可选用截止阀,如针形阀、仪表阀、取样阀、压力计阀等;

    截止阀有流量调节或压力调节,但对调节精度要求不高,而且管路直径又比较小时,宜选用截止阀或节流阀;

    对于剧毒介质,宜选用波纹管密封的截止阀;但截止阀不宜用于粘度较大的介质和含有颗粒易沉淀的介质,也不宜作放空阀及低真空系统的阀门。

3球阀选型说明

    球阀适用于低温、高压、粘度大的介质。大多数球阀可用于带悬浮固体颗粒的介质中,依据密封的材料要求也可用于粉状和颗粒状的介质;

    全通道球阀不适用于流量调节,但适用于要求快速启闭的场合,便于实现事故紧急切断;通常在密封性能严格、磨损、缩口通道、启闭动作迅速、高压截止(压差大)、低噪音、有气化现象、操作力矩小、流体阻力小的管路中,推荐使用球阀。

    球阀适用于轻型结构、低压截止、腐蚀性介质中;球阀还是低温、深冷介质的最理想阀门,低温介质的管路系统和装置上,宜选用加上阀盖的低温球阀;

    选用浮动球球阀时其阀座材料应承接球体和工作介质的载荷,大口径的球阀在操作时需要较大的力,DN≥

    200mm的球阀应选用蜗轮传动形式;固定球球阀适用于较大口径及压力较高的场合;另外,用于工艺剧毒物料、可燃介质管道的球阀,应具有防火、防静电结构。

4节流阀选型说明

    节流阀适用于介质温度较低、压力较高的场合,适用于需要调节流量和压力的部位,不适用于粘度大和含有固体颗粒的介质,不宜作隔断阀。

5旋塞阀选型说明

    旋塞阀适用于要求快速启闭的场合,一般不适用于蒸汽及温度较高的介质,用于温度较低、粘度大的介质,也适用于带悬浮颗粒的介质。

蝶阀选型说明

    蝶阀适用于口径较大(如DN﹥600mm)及结构长度要求短,以及需要进行流量调节及启闭要求快速的场合,一般用于温度≤

    80℃、压力≤1.0MPa的水、油品和压缩空气等介质;由于蝶阀相对于闸阀、球阀压力损失比较大,故蝶阀适用于压力损失要求不严的管路系统中。

止回阀选型说明

    止回阀一般适用于清净介质,不宜用于含有固体颗粒和粘度较大的介质。当≤40mm时,宜采用升降止回阀(仅允许安装在水平管道上);当DN=50~400mm时,宜采用旋启式升降止回阀(在水平和垂直管道上都可安装,如安装在垂直管道上,介质流向要由下而上);

    当DN≥450mm时,宜采用缓冲型止回阀;当DN=100~400mm也可选用对夹式止回阀;旋启式止回阀可以做成很高的工作压力,PN可以达到42MPa,根据壳体及密封件的材质不同可适用于任何工作介质和任何工作温度范围。

    介质为水、蒸汽、气体、腐蚀性介质、油品、药品等。介质工作温度范围在-196~800℃之间。

隔膜阀选型说明

    隔膜阀适用于工作温度小于200℃、压力小于1.0MPa的油品、水、酸性介质和含悬浮物的介质,不适用于有机溶剂和强氧化剂介质;

    研磨颗粒性介质宜选堰式隔膜阀,选用堰式隔膜阀要参照它的流量特性表;粘性流体、水泥浆以及沉淀性介质宜选用直通式隔膜阀;除特定要求,隔膜阀不宜用于真空管路和真空设备上。

阀门选型问答

选择执行机构应考虑哪三个主要因素?

    执行机构的输出要大于阀门的负荷,且合理匹配。

    检查标准组合时,要考虑阀门所规定的允许压差是否满足工艺要求。大压差时要计算阀芯所受的不平衡力。

    要考虑执行机构的响应速度是否满足工艺操作要求,尤其是电动执行机构。

2 与气动执行机构相比电动执行机构有何特点,有哪几种输出形式?

    电动驱动源为电力简单方便,推力、扭矩大,刚度大。但结构复杂,可靠性差。在中小规格上比气动的贵。常用于无气源或不需严格防爆、防燃的场合。电动执行机构有角行程、直行程、和多回转三种输出形式。

为什么角行程类阀的切断压差较大?

    角行程类阀的切断压差较大,是因为介质在阀芯或阀板上产生的合力对转动轴产生的力矩非常小,因此,它能承受较大的压差。蝶阀,球阀是最常见的角行程类阀门。

哪些阀需进行流向选择?如何选择?

    单密封类的调节阀如单座阀、高压阀、无平衡孔的单密封套筒阀需进行流向选择。流开、流闭各有利弊。流开型的阀工作比较稳定,但自洁性能和密封性较差,寿命短;流闭型的阀寿命长,自洁性能和密封性好,但当阀杆直径小于阀芯直径时稳定性差。

    单座阀、小流量阀、单密封套筒阀通常选流开,当冲刷厉害或有自洁要求时可选流闭。两位型快开特性调节阀选流闭型。

 除单、双座阀及套筒阀外还有哪些具有调节功能的阀?

    隔膜阀、蝶阀、O型球阀(以切断为主)、V型球阀(调节比大、具剪切作用)、偏心旋转阀都是具有调节功能的阀。

为什么说选型比计算更重要?

    计算与选型比较而言,选型要重要得多,复杂得多。因为计算只是一个简单的公式计算,它的本身不在于公式的精确度,而在于所给定的工艺参数是否准确。

    选型涉及到的内容较多,稍不慎,便会导致选型不当,不仅造成人力、物力、财力的浪费,而且使用效果还不理想,带来若干使用问题,如可靠性、寿命、运行质量等。

为什么双密封阀不能当作切断阀使用?

    双座阀阀芯的优点是力平衡结构,允许压差大,而它突出的缺点是两个密封面不能同时良好接触,造成泄漏大。

    如果把它人为地、强制性地用于切断场合,显然效果不好,即便为它作了许多改进(如双密封套筒阀),也是不可取的。

为什么双座阀小开度工作时容易振荡?

    对单芯而言,当介质是流开型时,阀稳定性好;当介质是流闭型时,阀的稳定性差。双座阀有两个阀芯,下阀芯处于流闭,上阀芯处于流开。

    这样,在小开度工作时,流闭型的阀芯就容易引起阀的振动,这就是双座阀不能用于小开度工作的原因所在。

直通单座调节阀有何特点?应用在何场合?

    泄流量小,因只有一个阀芯易保证密封。标准泄流量为0.01%KV,进一步设计可作切断阀。

    许用压差小,因不平衡力推力大。DN100的阀△P仅为120KPa。

    流通能力小。DN100的KV仅为120。常常应用于泄漏量小,压差不大的场合。

10 直通双座调节阀有何特点?应用在何场合?

    许用压差大,因可抵消许多不平衡力。DN100的阀△P为280KPa。

    流通能力大。DN100的KV为160。

    泄漏量大,原因有两个阀芯不能同时密封。标准泄流量为0.1%KV,为单座阀10的倍。直通双座调节阀主要应用于高压差,泄漏量要求不严的场合。

11 为什么直行程调节阀防堵性能差,角行程阀防堵性能好?

    直行程阀阀芯是垂直节流,而介质是水平流进流出,阀腔内流道必然转弯倒拐,使阀的流路变得相当复杂(形状如倒“S”型)。这样,存在许多死区,为介质的沉淀提供了空间,长此以往,造成堵塞。

    角行程阀节流的方向就是水平方向,介质水平流进,水平流出,容易把不干净介质带走,同时流路简单,介质沉淀的空间也很少,所以角行程阀防堵性能好。

12 什么情况下需要采用阀门定位器?

    摩擦力大,需精确定位的场合。例如高温、低温调节阀或采用柔性石墨填料的调节阀;

    缓慢过程需提高调节阀响应速度的场合。例如,温度、液位、分析等参数的调节系统。

    需要提高执行机构输出力和切断力的场合。例如,DN≥25的单座阀,DN>100的双座阀。阀两端压降△P>1MPa或入口压力P1>10MPa的场合。

    分程调节系统和调节阀运行中有时需要改变气开、气关形式的场合。

    需要改变调节阀流量特性的场合。

13 确定调节阀口径的七个步骤是什么?

    确定计算流量——Qmax、Qmin

    确定计算压差——根据系统特点选定阻力比S值,然后确定计算(阀全开时)压差;

    计算流量系数——选择合适的计算公式图表或软件求KV的max和min;

    KV值选取——根据KV的max值在所选产品系列中最接近一档的KV,得到初选口径;

    开度验算——要求Qmax时≯90%阀开度;Qmin时≮10%阀开度;

    实际可调比验算——一般要求应≮10;R实际>R要求

    口径确定——若不合格重选选KV值,再验证。

14  为什么套筒阀代替单、双座阀却没有如愿以偿?

    20世纪60年代问世的套筒阀,70年代在国内外大量使用,80年代引进的石化装置中套筒阀占的比率较大,那时,不少人认为,套筒阀可以取代单、双座阀,成为第二代产品。

    到如今,并非如此,单座阀、双座阀、套筒阀都得到同等的使用。这是因为套筒阀只是改进了节流形式、稳定性和维护好于单座阀,但它重量、防堵和泄漏指标上与单、双座阀一致,它怎能取代单、双座阀呢?所以,就只能共同使用。

15 为什么切断阀应尽量选用硬密封?

    切断阀要求泄漏越低越好,软密封阀的泄漏是最低的,切断效果当然好,但不耐磨、可靠性差。从泄漏量又小、密封又可靠的双重标准来看,软密封切断就不如硬密封切断好。

    如全功能超轻型调节阀,密封而堆有耐磨合金保护,可靠性高,泄漏率达10~7,已经能够满足切断阀的要求。

16 为什么直行程调节阀阀杆较细?

    它涉及一个简单的机械原理:滑动摩擦大、滚动摩擦小。直行程阀的阀杆上下运动,填料稍压紧一点,它就会把阀杆包得很紧,产生较大的回差。

    为此,阀杆设计得非常细小,填料又常用摩擦系数小的四氟填料,以便减少回差,但由此派出的问题是阀杆细,则易弯,填料寿命也短。

    解决这个问题,最好的办法就是用旅转阀阀杆,即角行程类的调节阀,它的阀杆比直行程阀杆粗2~3倍,且选用寿命长的石墨填料,阀杆刚度好,填料寿命长,其摩擦力矩反而小、回差小。

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(来源:中国泵阀第一网)

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