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化工電動閥門裝置設置及選用原則

[ 2020-11-04 ]
本規定適用于化工工藝系統專業。所提及的電動閥門不包括安全閥、蒸汽疏水閥、取樣閥和減壓閥等,但包括限流孔板、盲板等與電動閥門有類似作用的管件的設置,以切斷閥作為這些閥件的總稱。切斷閥的作用是用來隔斷流體或使流體改變流向,要根據生產(包括正常生產、開停工及特殊工況)、維修和安全的要求而設置,同時也要考慮經濟上的合理性。
電動閥門裝置設置和選擇合適類別(不是型號)。閥門是工藝系統專業人員在編制PI圖時的一項重要工作,本規定所述的內容考慮了生產和安全的一般要求。系統專業在參照本規定進行工程設計時,應結合該工程項目的具體情況、當地氣象條件、廠際協作關系、裝置操作要求、流體特性、用戶的特殊要求及經濟性等進行取舍。
1.1.1       工程設計中的閥門類別選用
1.1.1.1    選用時須考慮的因素
選擇電動閥門是根據操作和安全及經濟的合理性,綜合平衡比較的經驗結果。在選擇閥門之前必須提出下述原始條件: 
一.物性   
(1) 物料狀態
a.氣體物料的物料狀態包括有關物性數據,純氣體還是混合物,是否有液滴或固體微粒,是否有易凝結的成份。
b.液體物料的物料狀態包括:有關物性數據,純組份或混合物是否含易揮發組份或溶解有氣體(壓力降低時可析出形成二相流),是否含固體懸浮物,以及液體的粘稠度、凝固點或傾點等。 
(2) 其它性質;包括腐蝕性、毒性、對電動閥門結構材料的溶解性,是否易燃易爆等性能。這些性能有時不只影響材質,還會引起結構上的特殊要求,或需要提高管道等級。
電動閥門裝置
二.操作狀態下的工作條件
(1) 按正常工作條件下的溫度和壓力,還需結合開停工或再生時的工作條件。
a.泵出口閥應考慮泵的最大關閉壓力等。
b.當系統再生韞度高出正常溫度很多,而壓力卻有所降低,對這種類型的系統,要考慮溫度和壓力綜合的影響。
c.操作的連續程度:即閥門開閉的頻率,也影響到對耐磨損程度的要求,開關較頻繁的系統,應考慮是否安裝雙閥。
(2) 系統允許的壓力降
a.系統允許壓力降較小,或允許壓力降不小但不需要進行流量調節時,則應選用壓力降較小的閥型如閘閥、直通的球閥等。
b.需要調節流量,則應選擇調節性能較好,具有一定壓力降的閥型(壓力降占整個管道壓力降的比例與調節的靈敏度有關)。
(3) 閥門所處的環境:在寒冷地區的室外,特別是對化學物料,閥體材質一般不可用鑄鐵而應選用鑄鋼(或不銹鋼)。
 
三.閥門功能
(1) 切斷:幾乎所有的電動閥門都具有切斷功能。單純用于切斷而不需調節流量則可選用閘閥,球閥等,要求迅速切斷時,則以旋塞、球閥、蝶閥等較為適宜。截止閥則既可調節流量又可切斷。蝶閥也可適于大流量的調節。
(2) 改變流向:選用兩通(通道為L形)或三通(通道為了形)球閥或旋塞,可以迅速改變物料流向,且由于一個閥門起到兩個以上直通閥門的作用,可簡化操作,使切換準確無誤,并能減少所占空間。
(3) 調控:截止閥、柱塞閥可滿足一般的流量調節,針形閥可用于微量的細調;在較大流量范圍進行穩定(壓力、流量)的調節,則以節流閥為宜。
(4) 止回:需防止物料倒流時可選用止回閥。
(5) 不同生產過程可以選擇有附加功能的電動閥門,如有帶夾套、帶排凈口和帶旁路的閥門,有用于防止固體微粒沉降的帶吹氣口閥門等。
四.開關閥門的動力:就地操作的閥門絕大多數用手輪,對與操作帶有一定
距離的,可采用鏈輪或加長桿。一些大口徑的閥門因啟動力矩過大在閥門設計時已帶有電機。在防爆區內要采用相應等級的防爆電機。
遙控閥門:采取的動力種類有氣動、液壓、電動等,其中電動又可分為電磁閥與電機帶動的閥。應根據需要和所能提供的能源來選擇。
 
1.1.1.2    各種類型電動閥門的特點及適用范圍
一.閘閥
(1) 流體流經閘閥時不改變流向,當閘閥全開時阻力系數幾乎是所有閥門中最小的,而且適用的口徑范圍、壓力溫度范圍都很寬。與同口徑的截止閥相比,其安裝尺寸較小,因而是化工生產裝置中用得最多的一種類型。
 (2) 閘閥手柄分明桿、暗桿兩種:明桿閘閥用于兩套以上相同設備的交替切換時,特別有利,其明桿可明顯標示出閥門的開關情況。
 (3) 當閘閥半開時,閥芯易產生振動,所以閘閥只適用于全開或全閉的情況,不適于需要調節流量的場合。
 (4) 閘閥閥體內有刻槽,所以不適用于含固體微粒的流體。近年來有帶吹氣口的閘閥可適用于這種情況。
二.截止閥   
 (1) 截止閥是化工電動閥門裝置廣泛應用的閥型。它的密封性能可靠,也適于調節流量,一般多裝在泵出口、調節閥旁路流量計上游等需調節流量之處。
 (2) 流體流經閥芯時改變流向,因而壓力降大,同時易在閥座上沉積固形物,故不適用于懸浮液。
 (3) 截止閥與同口徑的閘閥相比,體積較大,因而限制了它的最大口徑(最大DNl50~200)。
 (4) Y型截止閥和角式截止閥與普通直通閥相比,壓力降較小,且角式閥兼有改變流向功能。
 (5) 針形閥也是截止閥的一種,其閥芯為錐形,可用于小流量微調或用作取樣閥。
三.旋塞、柱塞閥、球閥
 (1) 三者功能相似,都是可以迅速啟閉的閥門。閥芯有橫向開孔,液體直流通過,壓力降小,適用于懸浮液或粘稠液。閥芯又可作成上形或丁形通道而成為三通、四通閥。外形規整,易于作成夾套閥用于需保溫的情況,這幾類閥可較方便地制成氣動或電動閥進行遙控。
 (2) 三者的不同在于柱塞閥,球閥的工作壓力略高。
四.蝶  閥
有一定的調節功能,特別適用于大流量調節,使用溫度受密封材料的限制。
五.止回閥
 (1)止回閥是用以防止流體逆向流動的閥。一般用于防止由于流體倒流造成的污染、溫升或機械損壞。
 (2) 常用的有旋啟式、升降式和球式三類。旋啟式直徑比后兩種較大,可安裝在水平管或垂直管上,安裝在垂直管上時流體應自下而上流動。升降式和球式口徑較小,且只能安裝在水平管路上。
 (3)  止回閥只能用以防止突然倒流但密封性能欠佳,因此對嚴格禁止混合的物料,還應采取其它措施。
 (4)  離心泵進口為吸上狀態時,為保持泵內液體在進口管端裝設的底閥也是一種止回閥。當容器為敞口時,底閥可帶濾網。
六.隔膜閥及管夾閥
這兩種閥在使用時,流體只與隔膜或軟管接觸而不觸及閥體其它部位,特別適用于腐蝕性流體或粘稠液、懸浮液等。但使用范圍受隔膜或軟管的材質所限。
 
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