閥門選型的要點(diǎn)

化工生產(chǎn)裝置中的介質(zhì)大多具有毒性大、可燃、易爆和腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)，工況復(fù)雜苛刻，操作溫度和壓力較高，閥門一旦出現(xiàn)故障，輕者導(dǎo)致介質(zhì)泄漏，重者導(dǎo)致裝置停工停產(chǎn)，甚至造成惡性事故。所以，科學(xué)合理地選擇閥門既能降低裝置的建設(shè)費(fèi)用，又保證生產(chǎn)安全運(yùn)行。今天，就來(lái)來(lái)講講閥門的選型！

閥門選型的要點(diǎn)

1 明確閥門在設(shè)備或裝置中的用途

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

2 正確選擇閥門的類型

    閥門型式的正確選擇是以設(shè)計(jì)者對(duì)整個(gè)生產(chǎn)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(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)首先掌握每種閥門的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能。

3 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(guò)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(jià)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(zhǎng)期可靠地運(yùn)行，或使用條件荷刻、溫度較高的場(chǎng)合。

4 閥門材質(zhì)的選擇

    選擇閥門的殼體、內(nèi)件和密封面的材質(zhì)，除了考慮工作介質(zhì)的物理性能（溫度、壓力）和化學(xué)性能（腐蝕性）外，還應(yīng)掌握介質(zhì)的清潔程度（有無(wú)固體顆粒），除此之外，還要參照國(guó)家和使用部門的有關(guān)規(guī)定。

    正確合理的選擇閥門的材質(zhì)可以獲得閥門最經(jīng)濟(jì)的使用壽命和最佳的使用性能。閥體材料選用順序?yàn)椋鸿T鐵-碳鋼-不銹鋼，密封圈材料選用順序?yàn)椋合鹉z-銅-合金鋼-F4。

5 其它

    除此之外，還應(yīng)確定流經(jīng)閥門流體的流量及壓力等級(jí)等，利用現(xiàn)有的資料（如閥門產(chǎn)品目錄、閥門產(chǎn)品樣本等）選擇適當(dāng)?shù)拈y門。

常用閥門選型說(shuō)明

1 閘閥的選型說(shuō)明

    一般情況下，應(yīng)首選閘閥。閘閥除適用于蒸汽、油品等介質(zhì)外，還適用于含有粒狀固體及粘度較大的介質(zhì)，并適用于放空和低真空系統(tǒng)的閥門。對(duì)帶有固體顆粒的介質(zhì)，閘閥閥體上應(yīng)帶有一個(gè)或兩個(gè)吹掃孔。對(duì)低溫介質(zhì)，應(yīng)選用低溫專用閘閥。

2截止閥選型說(shuō)明

    截止閥適用于對(duì)流體阻力要求不嚴(yán)的管路上，即對(duì)壓力損失考慮不大，以及高溫、高壓介質(zhì)的管路或裝置，適用于DN＜200mm的蒸汽等介質(zhì)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(jì)閥等；

    截止閥有流量調(diào)節(jié)或壓力調(diào)節(jié)，但對(duì)調(diào)節(jié)精度要求不高，而且管路直徑又比較小時(shí)，宜選用截止閥或節(jié)流閥；

    對(duì)于劇毒介質(zhì)，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(zhì)和含有顆粒易沉淀的介質(zhì)，也不宜作放空閥及低真空系統(tǒng)的閥門。

3球閥選型說(shuō)明

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

    全通道球閥不適用于流量調(diào)節(jié)，但適用于要求快速啟閉的場(chǎng)合，便于實(shí)現(xiàn)事故緊急切斷；通常在密封性能嚴(yán)格、磨損、縮口通道、啟閉動(dòng)作迅速、高壓截止（壓差大）、低噪音、有氣化現(xiàn)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(jié)構(gòu)、低壓截止、腐蝕性介質(zhì)中；球閥還是低溫、深冷介質(zhì)的最理想閥門，低溫介質(zhì)的管路系統(tǒng)和裝置上，宜選用加上閥蓋的低溫球閥；

    選用浮動(dòng)球球閥時(shí)其閥座材料應(yīng)承接球體和工作介質(zhì)的載荷，大口徑的球閥在操作時(shí)需要較大的力，DN≥

    200mm的球閥應(yīng)選用蝸輪傳動(dòng)形式；固定球球閥適用于較大口徑及壓力較高的場(chǎng)合；另外，用于工藝劇毒物料、可燃介質(zhì)管道的球閥，應(yīng)具有防火、防靜電結(jié)構(gòu)。

4節(jié)流閥選型說(shuō)明

    節(jié)流閥適用于介質(zhì)溫度較低、壓力較高的場(chǎng)合，適用于需要調(diào)節(jié)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(zhì)，不宜作隔斷閥。

5旋塞閥選型說(shuō)明

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

6 蝶閥選型說(shuō)明

    蝶閥適用于口徑較大（如DN﹥600mm）及結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度要求短，以及需要進(jìn)行流量調(diào)節(jié)及啟閉要求快速的場(chǎng)合，一般用于溫度≤

    80℃、壓力≤1.0MPa的水、油品和壓縮空氣等介質(zhì)；由于蝶閥相對(duì)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(yán)的管路系統(tǒng)中。

7 止回閥選型說(shuō)明

    止回閥一般適用于清凈介質(zhì)，不宜用于含有固體顆粒和粘度較大的介質(zhì)。當(dāng)≤40mm時(shí)，宜采用升降止回閥（僅允許安裝在水平管道上）；當(dāng)DN＝50～400mm時(shí)，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(zhì)流向要由下而上）；

    當(dāng)DN≥450mm時(shí)，宜采用緩沖型止回閥；當(dāng)DN＝100～400mm也可選用對(duì)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(dá)到42MPa，根據(jù)殼體及密封件的材質(zhì)不同可適用于任何工作介質(zhì)和任何工作溫度范圍。

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

8 隔膜閥選型說(shuō)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(zhì)和含懸浮物的介質(zhì)，不適用于有機(jī)溶劑和強(qiáng)氧化劑介質(zhì)；

    研磨顆粒性介質(zhì)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(zhì)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(shè)備上。

閥門選型問(wèn)答

1 選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)考慮哪三個(gè)主要因素？

    執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出要大于閥門的負(fù)荷，且合理匹配。

    檢查標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，要考慮閥門所規(guī)定的允許壓差是否滿足工藝要求。大壓差時(shí)要計(jì)算閥芯所受的不平衡力。

    要考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度是否滿足工藝操作要求，尤其是電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

2 與氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有何特點(diǎn)，有哪幾種輸出形式？

    電動(dòng)驅(qū)動(dòng)源為電力簡(jiǎn)單方便，推力、扭矩大，剛度大。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差。在中小規(guī)格上比氣動(dòng)的貴。常用于無(wú)氣源或不需嚴(yán)格防爆、防燃的場(chǎng)合。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有角行程、直行程、和多回轉(zhuǎn)三種輸出形式。

3 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?yàn)榻橘|(zhì)在閥芯或閥板上產(chǎn)生的合力對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸產(chǎn)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(jiàn)的角行程類閥門。

4 哪些閥需進(jìn)行流向選擇？如何選擇？

    單密封類的調(diào)節(jié)閥如單座閥、高壓閥、無(wú)平衡孔的單密封套筒閥需進(jìn)行流向選擇。流開(kāi)、流閉各有利弊。流開(kāi)型的閥工作比較穩(wěn)定，但自潔性能和密封性較差，壽命短；流閉型的閥壽命長(zhǎng)，自潔性能和密封性好，但當(dāng)閥桿直徑小于閥芯直徑時(shí)穩(wěn)定性差。

    單座閥、小流量閥、單密封套筒閥通常選流開(kāi)，當(dāng)沖刷厲害或有自潔要求時(shí)可選流閉。兩位型快開(kāi)特性調(diào)節(jié)閥選流閉型。

5  除單、雙座閥及套筒閥外還有哪些具有調(diào)節(jié)功能的閥？

    隔膜閥、蝶閥、O型球閥（以切斷為主）、V型球閥（調(diào)節(jié)比大、具剪切作用）、偏心旋轉(zhuǎn)閥都是具有調(diào)節(jié)功能的閥。

6 為什么說(shuō)選型比計(jì)算更重要？

    計(jì)算與選型比較而言，選型要重要得多，復(fù)雜得多。因?yàn)橛?jì)算只是一個(gè)簡(jiǎn)單的公式計(jì)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(shù)是否準(zhǔn)確。

    選型涉及到的內(nèi)容較多，稍不慎，便會(huì)導(dǎo)致選型不當(dāng)，不僅造成人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)，而且使用效果還不理想，帶來(lái)若干使用問(wèn)題，如可靠性、壽命、運(yùn)行質(zhì)量等。

7 為什么雙密封閥不能當(dāng)作切斷閥使用？

    雙座閥閥芯的優(yōu)點(diǎn)是力平衡結(jié)構(gòu)，允許壓差大，而它突出的缺點(diǎn)是兩個(gè)密封面不能同時(shí)良好接觸，造成泄漏大。

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

8 為什么雙座閥小開(kāi)度工作時(shí)容易振蕩？

    對(duì)單芯而言，當(dāng)介質(zhì)是流開(kāi)型時(shí)，閥穩(wěn)定性好；當(dāng)介質(zhì)是流閉型時(shí)，閥的穩(wěn)定性差。雙座閥有兩個(gè)閥芯，下閥芯處于流閉，上閥芯處于流開(kāi)。

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

9 直通單座調(diào)節(jié)閥有何特點(diǎn)？應(yīng)用在何場(chǎng)合？

    泄流量小，因只有一個(gè)閥芯易保證密封。標(biāo)準(zhǔn)泄流量為0.01%KV,進(jìn)一步設(shè)計(jì)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(yīng)用于泄漏量小，壓差不大的場(chǎng)合。

10 直通雙座調(diào)節(jié)閥有何特點(diǎn)？應(yīng)用在何場(chǎng)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(gè)閥芯不能同時(shí)密封。標(biāo)準(zhǔn)泄流量為0.1%KV,為單座閥10的倍。直通雙座調(diào)節(jié)閥主要應(yīng)用于高壓差，泄漏量要求不嚴(yán)的場(chǎng)合。

11 為什么直行程調(diào)節(jié)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(jié)流，而介質(zhì)是水平流進(jìn)流出，閥腔內(nèi)流道必然轉(zhuǎn)彎倒拐，使閥的流路變得相當(dāng)復(fù)雜（形狀如倒“S”型）。這樣，存在許多死區(qū)，為介質(zhì)的沉淀提供了空間，長(zhǎng)此以往，造成堵塞。

    角行程閥節(jié)流的方向就是水平方向，介質(zhì)水平流進(jìn)，水平流出，容易把不干凈介質(zhì)帶走，同時(shí)流路簡(jiǎn)單，介質(zhì)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(chǎng)合。例如高溫、低溫調(diào)節(jié)閥或采用柔性石墨填料的調(diào)節(jié)閥；

    緩慢過(guò)程需提高調(diào)節(jié)閥響應(yīng)速度的場(chǎng)合。例如，溫度、液位、分析等參數(shù)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

    需要提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力和切斷力的場(chǎng)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(chǎng)合。

    分程調(diào)節(jié)系統(tǒng)和調(diào)節(jié)閥運(yùn)行中有時(shí)需要改變氣開(kāi)、氣關(guān)形式的場(chǎng)合。

    需要改變調(diào)節(jié)閥流量特性的場(chǎng)合。

13 確定調(diào)節(jié)閥口徑的七個(gè)步驟是什么？

    確定計(jì)算流量——Qmax、Qmin

    確定計(jì)算壓差——根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)選定阻力比S值，然后確定計(jì)算（閥全開(kāi)時(shí)）壓差；

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

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

    開(kāi)度驗(yàn)算——要求Qmax時(shí)≯90％閥開(kāi)度；Qmin時(shí)≮10％閥開(kāi)度；

    實(shí)際可調(diào)比驗(yàn)算——一般要求應(yīng)≮10；R實(shí)際＞R要求

    口徑確定——若不合格重選選KV值，再驗(yàn)證。

14  為什么套筒閥代替單、雙座閥卻沒(méi)有如愿以償？

    20世紀(jì)60年代問(wèn)世的套筒閥，70年代在國(guó)內(nèi)外大量使用，80年代引進(jìn)的石化裝置中套筒閥占的比率較大，那時(shí)，不少人認(rèn)為，套筒閥可以取代單、雙座閥，成為第二代產(chǎn)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?yàn)樘淄查y只是改進(jìn)了節(jié)流形式、穩(wěn)定性和維護(hù)好于單座閥，但它重量、防堵和泄漏指標(biāo)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(yīng)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，軟密封切斷就不如硬密封切斷好。

    如全功能超輕型調(diào)節(jié)閥，密封而堆有耐磨合金保護(hù)，可靠性高，泄漏率達(dá)10～7，已經(jīng)能夠滿足切斷閥的要求。

16 為什么直行程調(diào)節(jié)閥閥桿較細(xì)？

    它涉及一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械原理：滑動(dòng)摩擦大、滾動(dòng)摩擦小。直行程閥的閥桿上下運(yùn)動(dòng)，填料稍壓緊一點(diǎn)，它就會(huì)把閥桿包得很緊，產(chǎn)生較大的回差。

    為此，閥桿設(shè)計(jì)得非常細(xì)小，填料又常用摩擦系數(shù)小的四氟填料，以便減少回差，但由此派出的問(wèn)題是閥桿細(xì)，則易彎，填料壽命也短。

    解決這個(gè)問(wèn)題，最好的辦法就是用旅轉(zhuǎn)閥閥桿，即角行程類的調(diào)節(jié)閥，它的閥桿比直行程閥桿粗2～3倍，且選用壽命長(zhǎng)的石墨填料，閥桿剛度好，填料壽命長(zhǎng)，其摩擦力矩反而小、回差小。

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