浅析石油化工厂中调节阀的选型及安装

2013-09-03周朝亮

中国信息化·学术版 2013年7期

关键词：执行器调节阀选型

周朝亮

【摘要】在石油化工企业的自动控制系统中，调节阀选择得合适与否，直接影响控制系统的调节品质。在选择调节阀时，要重视阀的口径计算，还要对阀型和其它方面的选择予以重视。若调节阀选择不当，将使系统不能正常工作，或使阀门很快损坏，甚至造成生产事故。

【关键词】调节阀、选型、执行器、安装

【中图分类号】 F407.22【文献标识码】B【文章编号】1672-5158（2013）07-0310-01

前言

调节阀是自动化仪表控制系统中的执行器，其应用质量反映在系统中的调节品质上，调节阀应用的好坏，即应用质量与三个方面有关：（1）系统设计人员的正确选型；（2）生产厂家的合格产品质量（3）用户的正确安装、使用、维护。

在石油化工生产装置中调节阀的选型与使用主要从以下问题着手：（1）口径计算。（2）校核关闭时的△P。（3）校核可调比R。（4）确定弹簧范围，涉及弹簧范围、启始工作压力、输出力、稳定性、调整等。（5）材质与结构。

一、调节阀的常见种类及特点

石油化工厂中常见的调节阀主要分为直行程调节阀和角行程调节阀。直行程调节阀有直通单座阀、直通双座阀、套筒阀、角形阀、三通阀、隔膜阀等，角行程调节阀有蝶阀、球阀、偏心旋转阀等，作为调节阀的使用与安装维护人员，必须弄清楚基型产品的特点、使用注意事项、各类变型产品。

（1）直通单座调节阀：该阀具有泄漏小、许用压差小、流路复杂、结构简单的特点，适用于泄漏要求严、工作压差小的干净介质场合，但小规格的阀（如DN15、20、25）亦可用于压差较大的场合，是应用最广泛的阀之一。

（2）直通双座调节阀：与单座阀相反，具有泄漏大、许用压差大的特点，适用于泄漏要求不严、工作压差大的干净介质场合，是应用最为广泛的阀之一。

（3）套筒阀：套筒阀具有单密封、双密封两种结构，前者相当于单座阀，后者相当于双座阀，适用于双座阀场合，除此之外，套筒阀还具有稳定性好、装卸方便的特点，但价格比单双座阀贵50%～200%，还需要专门的缠绕密封垫。是仅次于单、双座阀应用较为广泛的阀。

（4）角形阀：节流型式相当于单座阀，但阀体流路简单，适用于泄漏要求小、压差不大的不干净介质场合以及要求直角配管的场合。

（5）三通阀：具有3个通道，可代替两个直通单座阀用于分流和合流及两相流温度差成≤150℃的场合，当DN<80mm，仪表工程应用的设计工作。

（6）隔膜阀：隔膜阀流路简单，隔膜具有一定的耐蚀性能，适用于不干净介质和弱腐蚀性介质的两位切断场合。

（7）蝶阀：相当于取一段直管来做阀体，且阀体又相当于阀座，自洁性能好、体积小、重量轻，适用于不干净介质和大口径、大流量、低压差的场合。当DN>300mm时，通常采用蝶阀。

（8）球阀：“O”形球阀全开时为无阻调节，自洁性能最佳，适用于特别不干净、含纤维介质的两位切断场合。“V”形球阀具有近似等百分比的调节特性，适用于不干净、含纤维介质可调比较大的调节场合。

（9）偏心旋转阀：该阀介于蝶阀和球阀之间，自洁性能好，调节性能好，亦可切断，适用于不干净介质和泄漏要求小的调节场合。

二、调节阀选型注意事项

（1）调节阀类型的选择

主要是根据现场介质的特点、控制要求、安装环境等因素结合调节阀本身的流量特性和结构而进行选择。在我们实际使用中，应用最多的是普通单座调节阀、双座调节阀、套筒调节阀、蝶阀等。一般来讲，在流量小、压差小、要求泄漏量小的场合，选择结构简单、装配方便的单座调节阀即可满足生产需要，而且经济实惠；在流量大、压差大、泄漏量要求不严格的场合，应优先考虑双座调节阀；套筒调节阀最适宜用在压差大、振动大、高温高粘度、含颗粒结构的介质场合；蝶阀适宜用于低压、大流量的压力、流量调节；隔膜阀适用于强腐蚀性、粘度高、带纤维的介质，但不是高温、高压的场合；角形阀的阀体受流体的冲击小，阀体内不易接污，对粘度高、有悬浮物和颗粒物的流体尤为适用，并且角形阀的稳定性较好。

（2）调节阀材质的选择

调节阀材质的选择主要是指两个方面：（1）阀体、阀盖材质的选择，阀体耐压等级、使用温度和耐腐蚀性能等方面不低于工艺连接管道的要求，并应优先选用制造厂定型产品，遇有水蒸汽或含水较差的湿气体和易燃易爆介质，或当坏境温度低于-30℃时，不宜选用铸铁阀。（2）阀内组件（阀杆、阀芯、阀座）材质的选择，非腐蚀性介质一般选用1Cr18Ni9Ti或其它不锈钢，而在汽蚀、冲蚀较为严重的情况下，以及在介质温度与压差构成的直角坐标中。温度为300℃，压差为1.5MPa的两点连线以外的区域，应选用耐磨材料，如钻基合金或表面堆焊史泰莱合金。阀体、阀盖相当于压力容器，因此要求其必须能承受介质的温度、压力和腐蚀，而阀内组件主要起节流作用，对它的基本要求是耐腐蚀、耐冲刷，这是调节阀材质选择的出发点。

选择调节阀的材质必须把握两个大的原则：（1）要保证安全可靠，也就是根据工艺特性，选择诸如耐高温、耐低温、耐高压、耐汽蚀以及耐腐蚀的材质；（2）在满足使用要求的前提下，还要考虑其性能、使用寿命和经济性。

在满足使用的必要功能前提下，所选阀应尽量简单、可靠价廉、寿命长、维修方便，备件有来源。需考虑的主要因素如下：（1）最基本的条件是应该满足工艺的压力、流量、温度的要求。（2）阀的密封性、可靠性、经济性。（3）阀的工作压差小于阀的许用压差。（4）对通过阀内不洁介质，易结垢介质，强腐蚀介质的考虑。（5）对阀动作速度，阀流量特性，作用方式，流向的考虑。（6）对执行机构形式、输出力、刚度及弹簧范围的考虑。（7）对附件及其成套性及特殊阀之特殊性能及要求的考虑。

三、调节阀安装注意事项

（1）宜垂直、正立安装在水平管道上，公称通径DN>50mm的调节阀，其阀前后管道上最好有永久性支架。

（2）调节阀配管应组合紧凑，上、下部分应留有足够的空间，必要时应设置平台，便于操作、维修和排液，配管通径尽量与阀通径一致。连接形式应符合制造厂产品说明书的规定。

（3）调节阀用于高粘度、易结晶、易汽化以及低温流体时，应采取保温和防冻措施。使用环境温度一般不高于60℃，不低于-30℃，未安装阀门定位器的调节阀，当阀安装在有振动场合时，应考虑防振措施。

（4）未安装阀门定位器的调节阀，膜头上最好安装指示控制信号的小型压力表。

（5）安装前应先对阀检查校验，并在管道吹扫后安装。用于悬浮物、高粘度介质时，应配冲洗管线。

（6）入口管段长度应尽量长，对于小通径阀门，应大于10倍管道通径，调节阀出口直管段应有3～5倍管道通径。调节阀进出口取压点位置，阀前为2倍管道通径处，阀后为3倍管道通径处。

（7）对小流量调节阀前应安装过滤装置。

（8）务必按流动方向箭头安装，安装时应避免过大的应力。环境尘埃较多时，应采取保护阀杆的措施，避免磨损或卡死。

结束语

调节阀是化工生产过程自动控制系统中的节流操作元件，正确选择和安装调节阀，直接关系到调节阀在自控系统中的作用。调节阀安装在工艺管道上，直接与操作介质接触，正确的选择和使用调节阀，直接关系到整个自动控制系统的控制质量，直接影响生产产品的质量。因此，正确合理的选择、安装调节阀就是显得尤为重要。

参考文献