化工装置阀门设置及选用原则！值得收藏.docx

工程设计中的阀门类别选用选用时须考虑的因素选择阀门是根据操作和安全及经济的合理性，综合平衡比较的经验结果。在选择阀门之前必须提出下述原始条件：一.物性(1)物料状态a.气体物料的物料状态包括有关物性数据，纯气体还是混合物，是否有液滴或固体微粒，是否有易凝结的成份。b.液体物料的物料状态包括：有关物性数据，纯组份或混合物是否含易挥发组份或溶解有气体(压力降低时可析出形成二相流)，是否含固体悬浮物，以及液体的粘稠度、凝固点或倾点等。(2)其它性质；包括腐蚀性、毒性、对阀门结构材料的溶解性，是否易燃易爆等性能。这些性能有时不只影响材质，还会引起结构上的特殊要求，或需要提高管道等级。二.操作状态下的工作条件(1)按正常工作条件下的温度和压力，还需结合开停工或再生时的工作条件。a.泵出口阀应考虑泵的最大关闭压力等。b.当系统再生粗度高出正常温度很多，而压力却有所降低，对这种类型的系统，要考虑温度和压力综合的影响。c.操作的连续程度：即阀门开闭的频率，也影响到对耐磨损程度的要求，开关较频繁的系统，应考虑是否安装双阀。(2)系统允许的压力降a.系统允许压力降较小，或允许压力降不小但不需要进行流量调节时，则应选用压力降较小的阀型如闸阀、直通的球阀等。b.需要调节流量，则应选择调节性能较好，具有一定压力降的阀型(压力降占整个管道压力降的比例与调节的灵敏度有关)。(3)阀门所处的环境：在寒冷地区的室外,特别是对化学物料，阀体材质一般不可用铸铁而应选用铸钢(或不锈钢)。三.阀门功能(1)切断：几乎所有的阀门都具有切断功能。单纯用于切断而不需调节流量则可选用闸阀，球阀等，要求迅速切断时，则以旋塞、球阀、蝶阀等较为适宜。截止阀则既可调节流量又可切断。蝶阀也可适于大流量的调节。(2)改变流向：选用两通(通道为1.形)或三通(通道为了形)球阀或旋塞，可以迅速改变物料流向，且由于一个阀门起到两个以上直通阀门的作用，可简化操作，使切换准确无误，并能减少所占空间。(3)调控：截止阀、柱塞阀可满足一般的流量调节，针形阀可用于微量的细调；在较大流量范围进行稳定(压力、流量)的调节，则以节流阀为宜。(4)止回：需防止物料倒流时可选用止回阀。(5)不同生产过程可以选择有附加功能的阀门，如有带夹套、带排净口和带旁路的阀门，有用于防止固体微粒沉降的带吹气口阀门等。四.开关阀门的动力：就地操作的阀门绝大多数用手轮，对与操作带有一定距离的，可采用链轮或加长杆。一些大口径的阀门因启动力矩过大在阀门设计时已带有电机。在防爆区内要采用相应等级的防爆电机。遥控阀门：采取的动力种类有气动、液压、电动等，其中电动又可分为电磁阀与电机带动的阀。应根据需要和所能提供的能源来选择。各种类型阀门的特点及适用范围一.闸阀(1)流体流经闸阀时不改变流向，当闸阀全开时阻力系数几乎是所有阀门中最小的，而且适用的口径范围、压力温度范围都很宽。与同口径的截止阀相比，其安装尺寸较小，因而是化工生产装置中用得最多的一种类型。(2)闸阀手柄分明杆、暗杆两种：明杆闸阀用于两套以上相同设备的交替切换时，特别有利，其明杆可明显标示出阀门的开关情况。(3)当闸阀半开时，阀芯易产生振动，所以闸阀只适用于全开或全闭的情况，不适于需要调节流量的场合。(4)闸阀阀体内有刻槽，所以不适用于含固体微粒的流体。近年来有带吹气口的闸阀可适用于这种情况。二.截止阀(1)截止阀是化工装置广泛应用的阀型。它的密封性能可靠，也适于调节流量，一般多装在泵出口、调节阀旁路流量计上游等需调节流量之处。(2)流体流经阀芯时改变流向，因而压力降大，同时易在阀座上沉积固形物，故不适用于悬浮液。(3)截止阀与同口径的闸阀相比，体积较大,因而限制了它的最大口径(最大DNI50-200)(4)Y型截止阀和角式截止阀与普通直通阀相比，压力降较小，且角式阀兼有改变流向功能。(5)针形阀也是截止阀的一种，其阀芯为锥形，可用于小流量微调或用作取样阀。=.旋塞、柱塞阀、球阀(1)三者功能相似,都是可以迅速启闭的阀门。阀芯有横向开孔,液体直流通过，压力降小，适用于悬浮液或粘稠液。阀芯又可作成上形或丁形通道而成为三通、四通阀。外形规整，易于作成夹套阀用于需保温的情况，这几类阀可较方便地制成气动或电动阀进行遥控。(2)三者的不同在于柱塞阀，球阀的工作压力略高。四.蝶阀有一定的调节功能，特别适用于大流量调节，使用温度受密封材料的限制。五.止回(1)止回阀是用以防止流体逆向流动的阀。一般用于防止由于流体倒流造成的污染、温升或机械损坏。(2)常用的有旋启式、升降式和球式三类。旋启式直径比后两种较大，可安装在水平管或垂直管上，安装在垂直管上时流体应自下而上流动。升降式和球式口径较小，且只能安装在水平管路上。(3)止回阀只能用以防止突然倒流但密封性能欠佳，因此对严格禁止混合的物料，还应采取其它措施。(4)离心泵进口为吸上状态时，为保持泵内液体在进口管端装设的底阀也是一种止回阀。当容器为敞口时，底阀可带滤网。六.隔膜阀及管夹阀这两种阀在使用时,流体只与隔膜或软管接触而不触及阀体其它部位，特别适用于腐蚀性流体或粘稠液、悬浮液等。但使用范围受隔膜或软管的材质所限。边界处阀门设置工艺物料和公用物料管道在装置边界处(通常在装置界区内侧)应设切断阀，下列几种情况例外：(1)排气系统。(2)紧急排放槽设于边界外时的泄放管；这两种情况如必须设阀门时，亦需铅封开启(C.S.0)。(3)不会引起串料和事故的物料管。(4)不需计量的物料管。边界处阀门设置见图1.2所示的几种方式。其中(1)适用于一般物料的切断；当串料可能引起爆炸、着火等安全事故或重要产品质量事故的地方，为防止阀门内漏,采用图1.2中(2)、(4)、(5)加盲板；图1.2中(3)和(5)适于送料后需向上游或下游扫线的情况，阀a可兼作吹扫、排净、检查泄漏之用，也可将检测计量仪表装在串联的两个阀门之间。图1.2中(5)适用于压力变化可能较大之处，止回阀可起瞬间的切断作用。图1.2边界处阀门设I根部阀的设置-一种介质需输送至多个用户时，为了便于检修或节能、防冻，除在设备附近装有切断阀外，在分支管上紧靠总管处加装一个切断阀叫根部阀。通常用于公用物料系统（如蒸汽、压缩空气、氮气等）。当一种工艺物料通向多个用户时（例如溶剂），需作同样设置。图1.3中所示阀门即为根部阀。压力管道人全网首发。在有节能防冻等要求时，根部阀与主管的距离应尽量小。- 化工装置内所有的公用物料管道分支管上都应装根部阀，以免由于个别阀门损坏引起装置或全厂停车。- 蒸汽和架空的水管道，即使只通向一个装置或一台设备，当支管超过一定长度时也需加根部阀以减少死区，降低能耗，防止冻结。- 两台以上互为备用的用汽设备应根据在生产中的重要程度确定是否分别设分支管根部阀。- 公用物料分支管的根部阀由管道专业在管道布置设计时设置，工艺系统专业需复核分支是否恰当。并将根部阀表示在公用物料Pl图（分配图）上。泵出口设置止回阀的目的止回阀为一种自动开闭阀门，主要用于防止介质倒流。止回阀内设有阀盘或摇板，在介质顺流时，阀盘或摇板即升起打开；在介质倒流时，阀盘或摇板即自动关闭，阻断介质倒流。对离心式等叶片式液体输送泵，就是利用止回阀这一特性，在泵出口设置止回阀，用于防止离心泵未启动时物料倒流或因突然停泵造成的逆流和液击。泵出口止回阀设置的原则以下几种情况需设置止回阀(1)泵自身结构上不允许反转的泵。(2)扬程225m的离心泵。(3)工艺上不允许介质倒流回泵吸入侧的泵。以下几种情况可不设止回阀(1)对介质含有固体颗粒、易结晶的输送泵。(2)吸入侧设有底阀的泵。(3)泵自身对反转无限制，且扬程25In的离心泵。(4)泵转动部分设具有飞轮效应部件，如加大大联轴器、有飞轮部件等。止回阀的分类止回阀按其结构形式和安装方式分类如下:止回阀升降式直通式旋启式单瓣式双瓣式多瓣式压紧式此外，还有一些不适用于泵出口安装的止回阀，如底阀、弹簧式，Y型等止回阀。止回阀的特性(1)升降式止回阀：其结构与截止阀相似，阀体和阀瓣与截止阀相同。阀瓣上部和阀盖下部加工有导向套简，阀瓣导向简可在阀盏导向简内自由升降，当介质顺流时，阀瓣靠介质推力开启，当介质停流时，阀瓣靠自垂降落在阀座上，起阻止介质逆流作用。直通式升降止回阀介质进出口通道方向与阀座通道方向垂直；立式升降式止回阀，其介质进出口通道方向与阀座通道方向相同，其流动阻力较直通式小。(2)旋启式止回阀旋启式止回阀的阀瓣呈圆盘状，绕阀座通道的转轴作旋转运动，因阀内通道成流线形,流动阻力比升降式止回阀小，适用于低流速和流动不常变化的大口径场合，但不宜用于脉动流，其密封性能不及升降式。旋启式止回阀分单瓣式、双播式和多半式三种，这三种形式主要按阀门口径来分，目的是为了防止介质停止流动或倒流时，减弱水力冲击。(3)压紧式止回阀这种阀门是做为锅炉给水和蒸汽切断用阀，它具有升降式止回阀和截止阀或角阀的综合机能。泵出口止回阀的选型一般地，对于泵出口止回阀的选择，应遵循以下原则；对泵出口管路口径较小的管路，即DN<50时，应选用升降式止回阀。对泵出口管路口径DN>50的管路，应选用旋启式止回阀。防止水力冲击对止回阀密封面损坏措施止回阀的设置，起到了防止物料倒流，避免泵叶轮遭受液击的作用。但就止回阀本身而言，设置不当，会造成水击所产生的阀瓣对阀座的突然撞击，损及止回阀密封面。因此，应采取以几点保护措施。1、对于泵出口设置DN>80的旋启式止回阀，应采用水平安装方式，以减弱阀瓣回座及产生的撞击。2、对于泵出口止回阀口径DN215O的管路，应在止回阀前后设置旁路，防止阀前压力上升过高，对止回阀密封面造成的损害。3、对泵排出管路起点和终点压力较高管路，不允许设置旁路的，可采取以下措施。(1) 设置安全阀以代替旁路阀。其作用与旁路阀相似。它设置在止回阀出口附近，当水击使压力升高时，可将一部分水放出以防止压力继续增高造成的损害。(2) 设置空气或惰性气体缓冲罐。将其设置在止回阀出口附近，当水击产生时，通过缓冲罐中带压气体被压缩，以缓和水击产生的压力升高。泵出口止回阀的安装(1)直通式升降式止回阀应安装在水平管道上;立式升降式止回阀必须安装在垂直管道上，介质为自下而上流动。(2)旋启式止回阀一般安装在水平管道上：对于口径DN80mm的止回阀，也可安装在垂直或向上倾斜的管道上。(3)由于止回阀容易损坏，因此，应靠近泵出口安装止回阀，在止回阀上部设切断阀(一般用闸阀或球阀)，以便于检修。(4)为便于止回阀拆卸前泄压，对于止回阀本身不带放净阀的，应在止回阀与切断阀之间加装泄压用放净阀。调节阀旁路设置的统一规定设置旁路的目的和作用调节阀在工艺流程操作中起着非常重要的作用，直接影响工艺参数的调节控制，为了不因调节阀失灵而造成停车或发生安全事故，影响正常生产，因此在条件允许的情况下，调节阀均设旁路。旁路设置位置见示意流程图：当调节阀检修停用时，由旁路作调节流量之用。但有下列情况的调节阀，可不设旁路:(1)为减少危险性介质泄漏的地方，如氧气、酚或氢氟酸管线等。(2)调节阀发生故障或检修时，不致影响安全和操作的情况。(3)在浆液状介质的管道内很难引入冲洗液，或在流体不是连续流动的管道内可能会产生沉积物的情况。(4)DN280带手轮的调节阀。(5)驱动备用泵的汽轮机蒸汽管线上的调节阀。旁路阀型式的选用和直径的确定旁路阀型式的选用鉴于旁路阀有调节流量的作用，故一般选用截止阀，当旁路阀DN>20