工艺管道上工艺阀门特殊安装要求

甄崇汀 李怀双 中石化宁波工程有限公司 宁波 315103

阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截断、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。阀门广泛使用于石油化工行业，其正确安装对石油化工装置长期安全运行至关重要。

1 低温阀门的安装

石油化工行业中阀门按照输送介质设计温度不同，分为高温阀(t ＞450℃)、中温阀(120℃＜t ＜450℃)、常温阀(40℃＜ t ＜120℃)、低温阀(- 100℃ ＜ t ＜ - 40℃)、超低温阀 (t ＜-100℃)。

低温及超低温阀主要应用于低温甲醇洗、液化石油气、液化天然气、低温乙烯以及空分装置上，输出的低温液态介质有:液氨、液氮、液化烃、低温乙烯、液化石油产品等。这些介质正常操作温度低、易气化，受热气化时体积急剧膨胀。当输送此类流体的管道上阀门阀腔内有密闭空间且未设置泄压装置，则会造成阀腔超压，从而导致介质泄漏，泄向大气而造成环境污染。如果介质为易燃易爆，阀门开裂易造成火灾事故。［1］

安装低温阀门和超低温阀门时，应考虑相应的阀门结构特点，否则将会影响阀门的使用，导致阀门失效，造成事故。如低温平行式双闸板闸阀，阀门关闭后两闸板间为密闭空间，为防止阀腔内介质升温气化体积急剧膨胀，一般是在高压侧的闸板上设置泄压结构或开泄压孔，见图1。低温球阀亦是如此，见图2。

带泄压孔阀门阀体上需注明流向，箭头从泄压孔侧到无泄压孔侧。这里要特别提出的是，阀门高压侧并非一直是管道流向的相反方向，与物料流向无关，准确地说应该是阀门关闭时阀瓣的承压侧。

图1 高压侧闸板上设置泄压孔示意图

图2 低温球阀设置泄压孔示意图

A 泵和B 泵一开一备见图3。A 泵出口切断阀采用双闸板闸阀。正常运行时，A 阀门为开启状态，B 泵出口切断阀是关闭状态。如果B 泵出口切断阀按介质流向安装，B 泵出口端的阀门将会承受来至A 泵出口端管道的介质压力，体现在B 泵切断阀的低压端受压。这时两闸板间的物料将通过阀门高压侧闸板上的泄压孔(近泵出口侧)泄漏，存在安全隐患。所以B 泵出口阀门带泄压孔侧应安装在介质流向的下游即反向安装，A 泵同理，出口切断阀需反装。

图3 一开一备泵出口阀安装示意图

调节阀两端的A、B 切断阀均为双闸板闸阀，见图4。按图示介质流向安装。当检维修切断时，高压侧为阀组的两端，使两个切断阀的泄压方向均应背对调节阀的方向，这样切断阀在关闭状态时，可以分别向相连接的管道泄压，所以切断阀B需要反向安装。

图4 调节阀两端闸阀安装示意图

如果在装置运行过程中阀门两侧存在高低压侧换位的情况，需要将阀门反装。所以在安装阀门时，要特别注意阀门高压侧即泄压方向的要求。

2 易结晶介质的阀门安装

石油化工装置中热的工艺饱和溶液冷却后，易以晶体的形式析出。如尿素装置中不同浓度的尿液，该介质低于130 ℃时易结晶。为了防止介质冷却结晶，在工艺设计中常采用伴热来维持介质温度。同时，管道易结晶处应设置冲洗管线来对管道内易结晶堵塞处进行冲洗，但是在安装过程中往往忽略阀门安装位置及方向，造成阀门开启困难，影响使用寿命。

图5 为尿素装置中尿素管线的冲洗管线。冲洗管线与工艺管线切断阀正常情况下为关闭状态，因此导致靠近工艺物料一侧易形成死区。截止阀阀体流向标示对应内部结构见图6，一般情况下按“低进高出”安装。如果截止阀按冲洗管线流向安装，第一道切断阀B 端安装在靠近尿素管线的一侧，由于该阀为常关状态，因热量损失等原因，图6 中箭头所示部位很容易结晶，堵塞填料与阀杆间空隙处，使阀门难于开启甚至损坏。此种情况下不仅要考虑距主管线最近，还要按阀门结构型式确定安装方向，靠近物料侧阀门反装，第二道切断阀按流向安装。

图5 尿素管线冲洗示意图

3 高压阀门的安装

角阀属于强制密封式阀门，所以在阀门关闭时，必须向阀瓣施加压力，以强制密封面不泄漏。角阀也是截止阀的一种，其结构型式见图7。阀体流向方向为A 进B 出，当按流向安装时，阀门动作时所需要克服的阻力有阀杆和填料的摩擦力及由介质的压力所产生的推力;关闭阀门的力比开启的力大，高压时容易内漏，但是物料对阀门填料的冲击和腐蚀减少。

图7 角阀示意图

图8 高压甲胺泵出口角阀安装示意图

在尿素装置中，角阀应用比较广泛，其中高压甲铵泵物料管线介质不仅高压而且易结晶腐蚀，见图8。当P-001A 泵和P -001B 泵一开一备时，如果角阀按A 进B 出流向安装，P -001B 泵出口端的阀门将会承受来自P -001A 泵出口端管道的介质压力，体现在P -001B 泵第二道切断阀B 端受压。阀门B 端将承压且填料长期被物料腐蚀冲洗，影响阀门使用寿命，此时该阀应反装。高压管道一般设双阀，泵出口第一道切断阀正装，第二道切断阀反装，这样一正一反不但可以防止结晶堵塞还可以有效防止内漏。

4 阀门安装注意事项

在上述几种特殊场合下，基于工艺、介质特性和阀门结构，阀门需要反装。常见的阀门反装特殊场合:①介质易气化的调节阀组前后的切断阀;②高压泵一开一备时，泵出口管道上的切断阀;③易结晶管道的冲洗管线靠近物料管线的切断阀等。低温阀泄压孔位于阀瓣的承压侧，与物料流动的方向无关，而阀门厂商在阀体上标示的箭头方向并不是指物料流向，而是指自高压侧(承压侧)指向低压侧(非承压侧)的方向。如果按照常规阀门安装，箭头方向很可能产生误导，导致阀门安装方向错误。易结晶或者高压阀门的安装不仅需要考虑阀门的结晶堵塞，还需要考虑阀门泄漏及截止阀的正装与反装阀门手轮操作力的不同问题。如果有需要快速开启或关闭要求的地方，还需按照阀门在开停车时的启闭状态决定阀门安装方向。因此，在阀门的安装和检修过程中，为更好的明确阀门安装方向，应在明显处注明安装方向 (通常在阀门本体上铸造或锻造箭头)，如有特殊安装要求需在阀门随机资料中说明，或阀门厂家现场指导安装。

对于常规不带箭头阀门，例如闸阀，在选用带有泄压孔阀门时需要求厂家在阀门本体上标注方向。因现场出现过需反装的低温闸阀按介质流向安装，导致返工。对于这些需反向安装的阀门应在工艺仪表流程图标示清楚，并在管道轴测图中明确注明，设计说明书中说明安装要求且在设计交底时特别强调，以示区别，避免安装错误［2］。

5 结语

阀门的正确安装不只是单纯按照流向安装，还需要根据工艺特点、介质特性、操作运行和检修要求以及阀门结构型式综合考虑后合理选择，合理的阀门安装是装置长期稳定运行和安全维护的有力保障。

1 那 丽. 超低温球阀的结构设计特点及安装要求［J］. 煤化工，2013 (2)，P65 -67.

2 陶 清. 浅谈低温乙烯管道配管设计［J］. 广东化工，2013 (17)，P168 -169.