截止阀
截止阀是指关闭件沿阀座中心线移动的阀门。适合用于切断或调解以及节流使用,密封和调节性能均最佳,截止阀的缺点是流阻系数较大,会造成压力损失。
截止阀的使用极为普遍,但由于开启和关闭力矩较大,结构长度较长,通常公称通径都限制在DN250以下,也有DN450的,但是选用是特别注意进出口方向。一般DN150以下的截止阀介质大都从阀瓣的下方流入,而DN200以上的截止阀介质大都从阀瓣的上方流入。这是考虑到阀门的关闭力矩所致。为了减小开启或者关闭力矩,一般DN200以上的截止阀都设置内旁通或者外旁通阀门。
截止阀的种类繁多,一般应用直通和角式较多,直通阀对流动状态破坏较小,压力损失也较小;角式截止阀使得通过阀门的介质改变流动方向,会产生一定的压力降。
角式截止阀的最大优点是可以把阀门安装在管路的拐角处,这样既节约了90°弯头,又便于操作,在合成氨和空分冷箱内应用较多。
密封形式有平面密封。锥面密封,球面密封,和径向密封。其中平面密封,球面密封和锥面密封应用较多。锥面密封较平面密封的密封比压大,密封效果好。
连接形式法兰、焊接、螺纹的应用较多。一般常温选择法兰,低温下防止泄露选择焊接形式较多。
截止阀的口径一般DN15-DN400,压力可以承受高压可达PN25.0MPa,只是口径变大会导致结构太大,一般多用于允许流阻大的场合或者专门用于节流的场合。
截止阀应用于空分装置中主要有:产品流量调节,吹除和排放(冷箱吹除排放,锥密封,较小口径:DN15-DN80),角式截止阀(冷箱内,长杆阀),中高压管路截止(密封性好,口径大则设置旁通阀),节流(压力调节)等五个方面,为空分装置中应用最多的一种阀门型式。
安全阀
安全阀用在受压设备、容器或者管路上,作为超压保护装置,当超压时,阀门自动开启泄压,保护设备、容器或管路的安全运行。
安全阀种类较多,一般空分装置中常用的有五种。
弹簧式安全阀:弹簧安全阀有全启式和微启式,微启式一般应用于低温液体(液空、液氧、液氮、液氩),全启式应用于常温气体。用于较为简单灵活,要求不是太精确的场合的泄压排放,受到弹簧力在一定范围内较为合适,弹簧受力过大或者过硬都不好。全启式在小型气体贮罐及缓冲罐上有应用,微启式应用于低温液体泵的泵后安全保护排放,阀门型式:DA21H-220P,DN25,液氧排放SP=8.0MPa。
全启式安全阀:阀瓣的开启高度为阀座通径的1/4-1/3。在安全阀的阀瓣处设有反冲盘,借助于气体介质的膨胀冲力,使阀瓣开启到足够高度,从而达到排量要求。这种安全阀灵敏度较高,应用最多,用于大多数气体安全泄放场合,能够精确的泄压排放,保护装置的安全,泄放压力可以适合于较高压力。空分装置中主要应用于常温气体、低温气体及蒸汽的泄放,例如:A42Y-10,DN250,空冷塔安全泄放。
微启式安全阀:阀瓣的开启高度为阀座通径的1/20-1/40,即安全阀的阀瓣开启高度很小,适合于液体介质(由于液体介质是不可压缩的,少量排出即可使压力下降),口径DN20-DN250。空分设备中应用于水的泄放。例如:A41Y-16C,DN80,膨胀机增压端后冷却器水侧安全泄放。
先导式安全阀:阀门由主阀(安全阀)和先导阀(直接作用式安全阀)组成,主阀是真正的安全阀,先导阀是用来感受受压系统的压力并使主阀开启和关闭。当系统压力开始超过一个整定的极限值时,先导阀或者通过除去或减少关闭力而让系统介质迫使主阀开启,或者产生一个力来使主阀开启,当系统压力降低时,先导阀重新产生关闭力,使主阀关闭。在空分设备中主要用于汽轮机驱动气源蒸汽锅炉系统的高压蒸汽泄放。
先导式呼吸阀:先导式呼吸阀也是安全阀的一种, 用于低温贮槽的准确低压保护。贮槽一般工作温度-196℃,呼阀的整定压力为:0.007-0.34MPa.呼阀阀瓣背负着更大直径膜片构成的气室,在呼阀开启以前,永保持着数倍于升举力的压紧力,密封可靠。导阀提供了准确的压力保护。在空分装置中用于空分冷箱的安全泄放保护及大型平底贮槽的安全泄放保护,例如1000m3的平底贮槽上的低温型呼吸阀的型号:DA49W-2.5P,DN200。
减压阀
减压阀是通过调节,将进口压力减至某一需要的出口压力,并依靠本身的能量,使出口压力自动保持稳定的阀门。
通常减压阀的阀后压力应小于阀前压力的0.5倍,进口的压力波动应控制在进口压力给定值的80-105%,如果超出该范围,减压阀的性能会受影响。
减压阀形式较多,用于蒸汽减压,水减压,直接作用弹簧薄膜式减压阀(空气),以及各种先导式减压阀类型。空分装置中应用直接作用弹簧薄膜式减压阀,主要应用于空气节流去水冷塔,空气节流去再生气管路的场合。阀门型号:空气旁通水冷塔减压阀:Y42X-16C(直接作用弹簧薄膜式减压阀),DN300,阀进出口压力0.51/0.04MPa。
另外,自力式调节阀在真空贮槽的增压汽化器节流上应用到,膨胀机油路节流也应用到,其通过阀后介质自身作为调节动力来调节减压,原理与此相似(装反则不能起到减压作用)。
止回阀
止回阀用于管路系统,其主要作用是防止介质倒流,防止泵及其驱动电机反转,以及容器内介质的泄放逆流。止回阀还可用于给其中的压力可能升高至超过主系统压力的辅助系统提供补给的管路上。
止回阀在实际应用中,在快速关闭的瞬间,介质是反向流动的,随着阀瓣的关闭,介质从最大倒流速度迅速降至零,而压力则迅速升高,即产生可能对管路系统有破坏作用的水锤现象,水锤现象会破坏管路,频繁发生甚至会击坏阀瓣。
止回阀种类较多,空分装置中应用主要有三种:
旋启式止回阀:口径DN50-DN500;多用于气体管路的中高压止回阀压力等级可达PN10.0MPa,PN10.0MPa等级,这种场合宜选用旋启式止回阀,当然低压系统也可以选用低压旋启式止回阀,同时有专门用于低温工况的低温旋启式止回阀AP16D,可用于低温液体的止回,空分设备中高压空气,低温液体的止回应用较多。
升降式止回阀:其主要特点是能够实现小口径止回,压力越高,密封性能越好。DN50以下宜选用升降式止回阀,H41H-16C,口径DN15-DN200,高压氮气止回:H41Y-100,DN100;同时有低温升降式止回阀,可用于低温液体的止回,型号:DH41Y-CL300。低温型的工作压力一般较低,在3.0MPa以下,口径较小,为DN15-DN100,应用实例:H41W-16P,DN50,氮气止回。
蝶式止回阀:止回阀结构简单,不能承受太高压力,密封性能较差。空分设备中主要应用于水泵出口止回及低压空气系统止回,口径DN50-DN2000.H76X-16C(对夹双瓣旋启式止回阀);DN50-DN600;H77X-16C(对夹蝶式止回阀)口径DN50-DN1200;应用实例:离心水泵止回:H77X-16C,DN250;压力氮气止回H76H-10C,DN350,仪表气止回:H77X-10C,DN100,工厂空气止回:H77X-10C,DN250。
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