多晶硅工厂阀门选型的注意事项

张建明

潞安高纯硅业科技有限责任公司，山西长治 046108

因多晶硅工厂既有化工行业的特性，又有冶金行业的特性，所以在阀门选型中有一定的特殊性，下边主要从两个方面介绍在多晶硅公司阀门选型应注意的问题。

1）从化工行业特性如何提高可靠性来论述。大多数化工厂都具有有毒有害、易燃易爆的气体和液体，而多晶硅厂的主要介质为ST，且STC与氧气反应可生产氢气，TCS与水剧烈反应产生氯化氢。因此对可靠性要求就更高。能够适应STC和TCS的材质和阀门形式都是当今的研究课题。因此：（1）介质为氯硅烷、冷凝剂、废气、氢气、氯化氢的调节阀80%以上采用波纹管调节阀。图1为波纹管调节阀的内部结，其独特的波纹管内部结构杜绝了阀杆处外漏；（2）而如口径不较大或温度大于500℃时不能采用金属波纹管调节阀时，可采用氮封形式阻止空气与阀内部介质的接触；（3）而介质对人体危害不大，却对大气和水有很大危害的工况如冷剂氟利昂时，可采用环保级密封，来有效阻止介质外漏；（4）介质为蒸汽时最好采用石墨填料或增强型PTFE填料，最好阀芯阀座采用司太莱堆焊。因蒸汽介质的汽蚀现象严重，采用堆焊阀门有效调高阀门寿命；（5）软密封球阀因结构简单且泄露等级高也被大量使用，在火灾危险场所必须具有防火设计和阀杆防喷出设计，保证在火灾发生时安全可靠运行；（6）在交变工况时，采用的阀门必须保证在低温时不漏高温不堵，而不是满足一个温度条件。在尾气吸附工况（在-70℃到300℃两个工况）采用的阀门材质和结构都与其它场合不同；

图1 波纹管调节阀内部结构

2）从化工行业特性如何选用难磨阀门来论述。因为硅粉的硬度为58 HRC～62HRC，且硅粉颗粒由于硅粉颗粒小，比水泥颗粒小 20倍～100倍，此特性决定了阀门选用的特殊性。表1为主要难磨阀门性能的比较。

表1 常用耐磨阀主要性能比较

（1）应根据介质、温度、开关频率、cv值、口径来选择合适结构的耐磨阀；

（2）而耐磨球阀应结构简单，价格相对低廉，也广泛应用于低频率或还有少量的硅粉颗粒的场所。选用耐磨球阀的注意事项有：

①没有双向切断要求的前提下，尽量采用单阀座浮球切断结构，这样阀门会较少出现抱死。阀座结构必须是防颗粒结构；

②阀门的阀座和阀球必须采用高硬度涂层，涂层材料应该高于硅粉硬度，故以碳化钨（WC）或碳化铬为主（CrC），两者的硬度基本上相同，都高于硅粉硬度。不能采用比硅粉硬度小或者相当的斯泰莱或者镍基合金涂层。如果还有问题，就要尝试WC+HASC 合金。由于碳化钨不耐腐蚀，而碳化铬耐腐蚀，优先选择碳化铬；

③气动执行机构在满足设计要求的前提下，尽可能使用双作用执行机构带手轮，因为万一硅粉进入阀座腔或其他不适当的位置，会导致阀杆扭矩的非线性快速增大，弹簧返回的推力有时无法推动阀球完全回到正确的位置。

（3）选用圆盘阀和耐磨球阀时，应带返吹结构，防止阀门抱死。

[1]朱舲，张英杰.三氯氢硅氢还原法制多晶硅的自控难点及选型[J].石油化工自动化，2010，5：16-19.