工艺设计中的阀门类别及选用

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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:

1.1 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。

 

1.2 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.当系统再生温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)。

 

1.3 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L形)或三通(通道为T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。

 

1.4 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。

 

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各种类型阀门的特点及适用范围

2.1 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。

 

2.2 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N150-200)。

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。

 

2.3 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L形或T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。

2.4 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。

2.5 止回阀

 

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。

 

2.6 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。