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【干貨】閥門選型的要點綜述
2019-10-10 11:23 中國泵閥制造網 作者:佚名 點擊:3381
【中國泵閥制造網 產品選型】化工生產裝置中的介質大多具有毒性大、可燃、易爆和腐蝕性強的特點,工況復雜苛刻,操作溫度和壓力較高,閥門一旦出現故障,輕者導致介質泄漏,重者導致裝置停工停產,甚至造成惡性事故。所以,科學合理地選擇閥門既能降低裝置的建設費用,又保證生產安全運行。今天,就來來講講閥門的選型!

化工生產裝置中的介質大多具有毒性大、可燃、易爆和腐蝕性強的特點,工況復雜苛刻,操作溫度和壓力較高,閥門一旦出現故障,輕者導致介質泄漏,重者導致裝置停工停產,甚至造成惡性事故。所以,科學合理地選擇閥門既能降低裝置的建設費用,又保證生產安全運行。今天,就來來講講閥門的選型!

閥門選型的要點

明確閥門在設備或裝置中的用途

    確定閥門的工作條件:適用介質的性質、工作壓力、工作溫度和操縱控制方式等。

正確選擇閥門的類型

    閥門型式的正確選擇是以設計者對整個生產工藝流程、操作工況的充分掌握為先決條件的,在選擇閥門類型時,設計人員應首先掌握每種閥門的結構特點和性能。

確定閥門的端部連接

    在螺紋連接、法蘭連接、焊接端部連接中,前兩種最常用。螺紋連接的閥門主要是公稱通徑在50mm以下的閥門,如果通徑尺寸過大,連接部的安裝和密封十分困難。

    法蘭連接的閥門,其安裝和拆卸都比較方便,但是較螺紋連接的閥門笨重,價格較高,故它適用于各種通徑和壓力的管道連接。

    焊接連接適用于較荷刻的條件下,比法蘭連接更為可靠。但是焊接連接的閥門拆卸和重新安裝都比較困難,所以它的使用僅限于通常能長期可靠地運行,或使用條件荷刻、溫度較高的場合。

閥門材質的選擇

    選擇閥門的殼體、內件和密封面的材質,除了考慮工作介質的物理性能(溫度、壓力)和化學性能(腐蝕性)外,還應掌握介質的清潔程度(有無固體顆粒),除此之外,還要參照國家和使用部門的有關規定。

    正確合理的選擇閥門的材質可以獲得閥門最經濟的使用壽命和最佳的使用性能。閥體材料選用順序為:鑄鐵-碳鋼-不銹鋼,密封圈材料選用順序為:橡膠-銅-合金鋼-F4。

其它

    除此之外,還應確定流經閥門流體的流量及壓力等級等,利用現有的資料(如閥門產品目錄、閥門產品樣本等)選擇適當的閥門。

常用閥門選型說明

閘閥的選型說明

    一般情況下,應首選閘閥。閘閥除適用于蒸汽、油品等介質外,還適用于含有粒狀固體及粘度較大的介質,并適用于放空和低真空系統的閥門。對帶有固體顆粒的介質,閘閥閥體上應帶有一個或兩個吹掃孔。對低溫介質,應選用低溫專用閘閥。

2截止閥選型說明

    截止閥適用于對流體阻力要求不嚴的管路上,即對壓力損失考慮不大,以及高溫、高壓介質的管路或裝置,適用于DN<200mm的蒸汽等介質管道上;

    小型閥門可選用截止閥,如針形閥、儀表閥、取樣閥、壓力計閥等;

    截止閥有流量調節或壓力調節,但對調節精度要求不高,而且管路直徑又比較小時,宜選用截止閥或節流閥;

    對于劇毒介質,宜選用波紋管密封的截止閥;但截止閥不宜用于粘度較大的介質和含有顆粒易沉淀的介質,也不宜作放空閥及低真空系統的閥門。

3球閥選型說明

    球閥適用于低溫、高壓、粘度大的介質。大多數球閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質中,依據密封的材料要求也可用于粉狀和顆粒狀的介質;

    全通道球閥不適用于流量調節,但適用于要求快速啟閉的場合,便于實現事故緊急切斷;通常在密封性能嚴格、磨損、縮口通道、啟閉動作迅速、高壓截止(壓差大)、低噪音、有氣化現象、操作力矩小、流體阻力小的管路中,推薦使用球閥。

    球閥適用于輕型結構、低壓截止、腐蝕性介質中;球閥還是低溫、深冷介質的最理想閥門,低溫介質的管路系統和裝置上,宜選用加上閥蓋的低溫球閥;

    選用浮動球球閥時其閥座材料應承接球體和工作介質的載荷,大口徑的球閥在操作時需要較大的力,DN≥

    200mm的球閥應選用蝸輪傳動形式;固定球球閥適用于較大口徑及壓力較高的場合;另外,用于工藝劇毒物料、可燃介質管道的球閥,應具有防火、防靜電結構。

4節流閥選型說明

    節流閥適用于介質溫度較低、壓力較高的場合,適用于需要調節流量和壓力的部位,不適用于粘度大和含有固體顆粒的介質,不宜作隔斷閥。

5旋塞閥選型說明

    旋塞閥適用于要求快速啟閉的場合,一般不適用于蒸汽及溫度較高的介質,用于溫度較低、粘度大的介質,也適用于帶懸浮顆粒的介質。

蝶閥選型說明

    蝶閥適用于口徑較大(如DN﹥600mm)及結構長度要求短,以及需要進行流量調節及啟閉要求快速的場合,一般用于溫度≤

    80℃、壓力≤1.0MPa的水、油品和壓縮空氣等介質;由于蝶閥相對于閘閥、球閥壓力損失比較大,故蝶閥適用于壓力損失要求不嚴的管路系統中。

止回閥選型說明

    止回閥一般適用于清凈介質,不宜用于含有固體顆粒和粘度較大的介質。當≤40mm時,宜采用升降止回閥(僅允許安裝在水平管道上);當DN=50~400mm時,宜采用旋啟式升降止回閥(在水平和垂直管道上都可安裝,如安裝在垂直管道上,介質流向要由下而上);

    當DN≥450mm時,宜采用緩沖型止回閥;當DN=100~400mm也可選用對夾式止回閥;旋啟式止回閥可以做成很高的工作壓力,PN可以達到42MPa,根據殼體及密封件的材質不同可適用于任何工作介質和任何工作溫度范圍。

    介質為水、蒸汽、氣體、腐蝕性介質、油品、藥品等。介質工作溫度范圍在-196~800℃之間。

隔膜閥選型說明

    隔膜閥適用于工作溫度小于200℃、壓力小于1.0MPa的油品、水、酸性介質和含懸浮物的介質,不適用于有機溶劑和強氧化劑介質;

    研磨顆粒性介質宜選堰式隔膜閥,選用堰式隔膜閥要參照它的流量特性表;粘性流體、水泥漿以及沉淀性介質宜選用直通式隔膜閥;除特定要求,隔膜閥不宜用于真空管路和真空設備上。

閥門選型問答

選擇執行機構應考慮哪三個主要因素?

    執行機構的輸出要大于閥門的負荷,且合理匹配。

    檢查標準組合時,要考慮閥門所規定的允許壓差是否滿足工藝要求。大壓差時要計算閥芯所受的不平衡力。

    要考慮執行機構的響應速度是否滿足工藝操作要求,尤其是電動執行機構。

2 與氣動執行機構相比電動執行機構有何特點,有哪幾種輸出形式?

    電動驅動源為電力簡單方便,推力、扭矩大,剛度大。但結構復雜,可靠性差。在中小規格上比氣動的貴。常用于無氣源或不需嚴格防爆、防燃的場合。電動執行機構有角行程、直行程、和多回轉三種輸出形式。

為什么角行程類閥的切斷壓差較大?

    角行程類閥的切斷壓差較大,是因為介質在閥芯或閥板上產生的合力對轉動軸產生的力矩非常小,因此,它能承受較大的壓差。蝶閥,球閥是最常見的角行程類閥門。

哪些閥需進行流向選擇?如何選擇?

    單密封類的調節閥如單座閥、高壓閥、無平衡孔的單密封套筒閥需進行流向選擇。流開、流閉各有利弊。流開型的閥工作比較穩定,但自潔性能和密封性較差,壽命短;流閉型的閥壽命長,自潔性能和密封性好,但當閥桿直徑小于閥芯直徑時穩定性差。

    單座閥、小流量閥、單密封套筒閥通常選流開,當沖刷厲害或有自潔要求時可選流閉。兩位型快開特性調節閥選流閉型。

 除單、雙座閥及套筒閥外還有哪些具有調節功能的閥?

    隔膜閥、蝶閥、O型球閥(以切斷為主)、V型球閥(調節比大、具剪切作用)、偏心旋轉閥都是具有調節功能的閥。

為什么說選型比計算更重要?

    計算與選型比較而言,選型要重要得多,復雜得多。因為計算只是一個簡單的公式計算,它的本身不在于公式的精確度,而在于所給定的工藝參數是否準確。

    選型涉及到的內容較多,稍不慎,便會導致選型不當,不僅造成人力、物力、財力的浪費,而且使用效果還不理想,帶來若干使用問題,如可靠性、壽命、運行質量等。

為什么雙密封閥不能當作切斷閥使用?

    雙座閥閥芯的優點是力平衡結構,允許壓差大,而它突出的缺點是兩個密封面不能同時良好接觸,造成泄漏大。

    如果把它人為地、強制性地用于切斷場合,顯然效果不好,即便為它作了許多改進(如雙密封套筒閥),也是不可取的。

為什么雙座閥小開度工作時容易振蕩?

    對單芯而言,當介質是流開型時,閥穩定性好;當介質是流閉型時,閥的穩定性差。雙座閥有兩個閥芯,下閥芯處于流閉,上閥芯處于流開。

    這樣,在小開度工作時,流閉型的閥芯就容易引起閥的振動,這就是雙座閥不能用于小開度工作的原因所在。

直通單座調節閥有何特點?應用在何場合?

    泄流量小,因只有一個閥芯易保證密封。標準泄流量為0.01%KV,進一步設計可作切斷閥。

    許用壓差小,因不平衡力推力大。DN100的閥△P僅為120KPa。

    流通能力小。DN100的KV僅為120。常常應用于泄漏量小,壓差不大的場合。

10 直通雙座調節閥有何特點?應用在何場合?

    許用壓差大,因可抵消許多不平衡力。DN100的閥△P為280KPa。

    流通能力大。DN100的KV為160。

    泄漏量大,原因有兩個閥芯不能同時密封。標準泄流量為0.1%KV,為單座閥10的倍。直通雙座調節閥主要應用于高壓差,泄漏量要求不嚴的場合。

11 為什么直行程調節閥防堵性能差,角行程閥防堵性能好?

    直行程閥閥芯是垂直節流,而介質是水平流進流出,閥腔內流道必然轉彎倒拐,使閥的流路變得相當復雜(形狀如倒“S”型)。這樣,存在許多死區,為介質的沉淀提供了空間,長此以往,造成堵塞。

    角行程閥節流的方向就是水平方向,介質水平流進,水平流出,容易把不干凈介質帶走,同時流路簡單,介質沉淀的空間也很少,所以角行程閥防堵性能好。

12 什么情況下需要采用閥門定位器?

    摩擦力大,需精確定位的場合。例如高溫、低溫調節閥或采用柔性石墨填料的調節閥;

    緩慢過程需提高調節閥響應速度的場合。例如,溫度、液位、分析等參數的調節系統。

    需要提高執行機構輸出力和切斷力的場合。例如,DN≥25的單座閥,DN>100的雙座閥。閥兩端壓降△P>1MPa或入口壓力P1>10MPa的場合。

    分程調節系統和調節閥運行中有時需要改變氣開、氣關形式的場合。

    需要改變調節閥流量特性的場合。

13 確定調節閥口徑的七個步驟是什么?

    確定計算流量——Qmax、Qmin

    確定計算壓差——根據系統特點選定阻力比S值,然后確定計算(閥全開時)壓差;

    計算流量系數——選擇合適的計算公式圖表或軟件求KV的max和min;

    KV值選取——根據KV的max值在所選產品系列中最接近一檔的KV,得到初選口徑;

    開度驗算——要求Qmax時≯90%閥開度;Qmin時≮10%閥開度;

    實際可調比驗算——一般要求應≮10;R實際>R要求

    口徑確定——若不合格重選選KV值,再驗證。

14  為什么套筒閥代替單、雙座閥卻沒有如愿以償?

    20世紀60年代問世的套筒閥,70年代在國內外大量使用,80年代引進的石化裝置中套筒閥占的比率較大,那時,不少人認為,套筒閥可以取代單、雙座閥,成為第二代產品。

    到如今,并非如此,單座閥、雙座閥、套筒閥都得到同等的使用。這是因為套筒閥只是改進了節流形式、穩定性和維護好于單座閥,但它重量、防堵和泄漏指標上與單、雙座閥一致,它怎能取代單、雙座閥呢?所以,就只能共同使用。

15 為什么切斷閥應盡量選用硬密封?

    切斷閥要求泄漏越低越好,軟密封閥的泄漏是最低的,切斷效果當然好,但不耐磨、可靠性差。從泄漏量又小、密封又可靠的雙重標準來看,軟密封切斷就不如硬密封切斷好。

    如全功能超輕型調節閥,密封而堆有耐磨合金保護,可靠性高,泄漏率達10~7,已經能夠滿足切斷閥的要求。

16 為什么直行程調節閥閥桿較細?

    它涉及一個簡單的機械原理:滑動摩擦大、滾動摩擦小。直行程閥的閥桿上下運動,填料稍壓緊一點,它就會把閥桿包得很緊,產生較大的回差。

    為此,閥桿設計得非常細小,填料又常用摩擦系數小的四氟填料,以便減少回差,但由此派出的問題是閥桿細,則易彎,填料壽命也短。

    解決這個問題,最好的辦法就是用旅轉閥閥桿,即角行程類的調節閥,它的閥桿比直行程閥桿粗2~3倍,且選用壽命長的石墨填料,閥桿剛度好,填料壽命長,其摩擦力矩反而小、回差小。

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(來源:中國泵閥第一網)

本文標簽: 閥門選型 
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