上海自動(dòng)化儀表閥門(mén)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、易爆和腐蝕性強的特點(diǎn)，工況復雜苛刻，操作溫度和壓力較高，閥門(mén)一旦出現故障，輕者導致介質(zhì)泄漏，重者導致裝置停工停產(chǎn)，甚至造成惡性事故。所以，科學(xué)合理地選擇閥門(mén)既能降低裝置的建設費用，又保證生產(chǎn)安全運行。今天，就來(lái)來(lái)講講閥門(mén)的選型！

　　　　確定閥門(mén)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。

　　　　閥門(mén)型式的正確選擇是以設計者對整個(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(mén)類(lèi)型時(shí)，設計人員應首先掌握每種閥門(mén)的結構特點(diǎn)和性能。

　　　　在螺紋連接、法蘭連接、焊接端部連接中，前兩種。螺紋連接的閥門(mén)主要是公稱(chēng)通徑在５０ｍｍ以下的閥門(mén)，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(mén)，其安裝和拆卸都比較方便，但是較螺紋連接的閥門(mén)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(mén)拆卸和重新安裝都比較困難，所以它的使用于通常能長(cháng)期可靠地運行，或使用條件荷刻、溫度較高的場(chǎng)合。

　　　　選擇閥門(mén)的殼體、內件和密封面的材質(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，還要參照國家和使用部門(mén)的有關(guān)規定。

　　　　正確合理的選擇閥門(mén)的材質(zhì)可以獲得閥門(mén)的使用壽命和的使用性能。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。

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

　　　　一般情況下，應閘閥。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的閥門(mén)。對帶有固體顆粒的介質(zhì)，閘閥閥體上應帶有一個(gè)或兩個(gè)吹掃孔。對低溫介質(zhì)，應選用低溫專(zhuān)用閘閥。

　　　　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(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(mén)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(shí)，宜選用截止閥或節流閥；

　　　　對于劇毒介質(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的閥門(mén)。

　　　　球閥適用于低溫、高壓、粘度大的介質(zhì)。大多數球閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)中，依據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節，但適用于要求快速啟閉的場(chǎng)合，便于實(shí)現事故緊急切斷；通常在密封性能?chē)栏?、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(zhì)中；球閥還是低溫、深冷介質(zhì)的閥門(mén)，低溫介質(zhì)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(dòng)球球閥時(shí)其閥座材料應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≥

　　　?。玻埃埃恚淼那蜷y應選用蝸輪傳動(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，應具有防火、防靜電結構。

　　　　節流閥適用于介質(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(zhì)，不宜作隔斷閥。

　　　　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)。

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

　　　?。福啊?、壓力≤１．０ＭＰａ的水、油品和壓縮空氣等介質(zhì)；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≤４０ｍｍ時(shí)，宜采用升降止回閥（僅允許安裝在水平管道上）；當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ＤＮ≥４５０ｍｍ時(shí)，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(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。

　　　　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)，不適用于有機溶劑和強氧化劑介質(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備上。

　　　　執行機構的輸出要大于閥門(mén)的負荷，且合理匹配。

　　　　檢查標準組合時(shí)，要考慮閥門(mén)所規定的允許壓差是否滿(mǎn)足工藝要求。大壓差時(shí)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(mǎn)足工藝操作要求，尤其是電動(dòng)執行機構。

　　　　電動(dòng)驅動(dòng)源為電力簡(jiǎn)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(dòng)的貴。常用于無(wú)氣源或不需嚴格防爆、防燃的場(chǎng)合。電動(dòng)執行機構有角行程、直行程、和多回轉三種輸出形式。

　　　　角行程類(lèi)閥的切斷壓差較大，是因為介質(zhì)在閥芯或閥板上產(chǎn)生的合力對轉動(dòng)軸產(chǎn)生的力矩非常小，因此，它能承受較大的壓差。蝶閥，球閥是見(jiàn)的角行程類(lèi)閥門(mén)。

　　　　單密封類(lèi)的調節閥如單座閥、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)型的閥工作比較穩定，但自潔性能和密封性較差，壽命短；流閉型的閥壽命長(cháng)，自潔性能和密封性好，但當閥桿直徑小于閥芯直徑時(shí)穩定性差。

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

　　　　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。

　　　　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(gè)簡(jiǎn)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(huì )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(lái)若干使用問(wèn)題，如可靠性、壽命、運行質(zhì)量等。

　　　　雙座閥閥芯的優(yōu)點(diǎn)是力平衡結構，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。

　　　　對單芯而言，當介質(zhì)是流開(kāi)型時(shí)，閥穩定性好；當介質(zhì)是流閉型時(shí)，閥的穩定性差。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。

　　　　泄流量小，因只有一個(gè)閥芯易保證密封。標準泄流量為０．０１％ＫＶ，進(jìn)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(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(chǎng)合。

　　　　直行程閥閥芯是垂直節流，而介質(zhì)是水平流進(jìn)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(zhì)的沉淀提供了空間，長(cháng)此以往，造成堵塞。

　　　　角行程閥節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。

　　　　摩擦力大，需精確定位的場(chǎng)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(guò)程需提高調節閥響應速度的場(chǎng)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(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。

　　　　分程調節系統和調節閥運行中有時(shí)需要改變氣開(kāi)、氣關(guān)形式的場(chǎng)合。

　　　　需要改變調節閥流量特性的場(chǎng)合。

　　　　確定計算流量——Ｑｍａｘ、Ｑｍｉｎ

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

　　　?。耍种颠x取——根據ＫＶ的ｍａｘ值在所選產(chǎn)品系列中一檔的ＫＶ，得到初選口徑；

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

　　　　實(shí)際可調比驗算——一般要求應≮１０；Ｒ實(shí)際＞Ｒ要求

　　　　口徑確定——若不合格重選選ＫＶ值，再驗證。

　　　?。玻笆兰o６０年代問(wèn)世的套筒閥，７０年代在國內外大量使用，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。這是因為套筒閥只是改進(jìn)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。

　　　　切斷閥要求泄漏越低越好，軟密封閥的泄漏是的，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(lái)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(jīng)能夠滿(mǎn)足切斷閥的要求。

　　　　它涉及一個(gè)簡(jiǎn)單的機械原理：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(wèn)題是閥桿細，則易彎，填料壽命也短。

　　　　解決這個(gè)問(wèn)題，辦法就是用旅轉閥閥桿，即角行程類(lèi)的調節閥，它的閥桿比直行程閥桿粗２～３倍，且選用壽命長(cháng)的石墨填料，閥桿剛度好，填料壽命長(cháng)，其摩擦力矩反而小、回差小。