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特殊閥門選型—安全閥,疏水閥,減壓閥

在流體管道系統中,閥門是控制元件,其主要功能为啟閉、節流、調節流量、隔離設備和管道系統、防止介質倒流、調節和排洩壓力等。閥門種類多、品種複雜,其中常用的閥門有閘閥、截止閥、節流閥、旋塞閥、股指配资、球閥、止回閥、隔膜閥等,特殊閥門有疏水閥、安全閥及減壓閥等。随着石油化工工业的迅速發展,石油化工生産裝置中的介質大多具有毒性大、可燃、易爆和腐蝕性強的特點,運行工況較複雜苛刻,操作溫度和壓力較高,开工周期長,閥門一旦出現故障,輕者導致介質洩漏,既污染環境又造成经濟損失,重者導致裝置停工停産,甚至造成惡性事故。選擇合适的閥門至關重要,特殊閥門的選擇在管路設計中尤为重要。


安全閥選型,上海渠工閥門

1 安全閥及其選型方法


安全閥是一種安全保護用自动閥門,牽涉到人身安全。它不借助任何外力而是利用介質本身的力来排出一定數量的流體,以防止系統内壓力超過預定的安全值。當壓力降低到規定值時,閥門及時關閉,從而保護設備或管路的安全運行。


安全閥在不利的因素下設計考慮。下列情況可能由于火災、操作故障或停水、停電等造成設備或管道超過設計壓力而發生爆炸事故,應設置安全閥(或采取其它安全措施):

  • 容積式泵和壓縮機的出口管路;

  • 在兩端有可能關閉,而導致升壓的液化烴管管道上;

  • 可燃氣體和可燃液體受熱膨脹可能超過設計壓力的管道;

  • 設計壓力小于壓力来源處的壓力容器及管道;

  • 凝氣透平機的蒸汽出口管道;

  • 所有的壓力容器都需要設置洩壓設施。


1.1 安全閥的分類

安全閥按不同方法的分類如下:

① 按其整體結構及加載機構的不同可分为杠杆重錘式(通常用于較低壓力,一般安裝在設備上)、彈黃式和控制式;

② 按閥瓣开啟高度與閥流通直徑之比可分为微啟式、中啟式和全啟式安全閥; ③ 按氣體排放的方式可分为全封閉式、半封閉式和敞开式;

④ 按有無背壓平衡機構分为背壓平衡式和常規式;

⑤ 按作用原理分为直接作用式和非直接作用式(包括先導式和帶动力輔助裝置的)。


1.2 安全閥選型說明

安全閥的形式和種類較多,對不同的場合,宜選用以下形式的安全閥:

① 排放氣體或蒸汽時,選用全啟式安全閥;

② 排放液體時,一般選用微啟式安全閥;

③ 排放水蒸汽或空氣時,可選用帶扳手的安全閥;

④ 對設定壓力大于 3MPa、溫度超過 235℃ 的氣體用安全閥,則應選用帶散熱片的安全閥,以防止洩放介質直接沖蝕彈簧;

⑤ 一般易燃、易爆或有毒的介質應選用封閉式,蒸汽或惰性氣體等可以選用不封閉式;

⑥ 排放有劇毒、強腐蝕、極度危險的介質,應選用波紋管安全閥;

⑦ 高背壓的場合,宜選用背壓平衡式或導閥控制式安全閥。


2 疏水閥及其選型方法

疏水閥選型,上海渠工閥門


疏水閥是自动排除加熱設備或蒸汽管道中的蒸汽凝結水及空氣等不凝氣體,同時不洩漏蒸汽的一種裝置。由于疏水閥具有阻汽排水的作用,可使蒸汽加熱設備均勻給熱,充分利用蒸汽潛熱防止蒸汽管道中發生水錘。它是多種加熱工藝設備所需溫度和熱量并能正常工作的一種節能産品。


2.1 疏水閥的分類

疏水閥的品種很多,各有不同的性能。疏水閥要能“识别”蒸汽和凝結水,才能起到阻汽排水作用。“识别”蒸汽和凝結水基于三個原理:密度差、溫度差和相變。根據三個原理制造出三種類型的疏水閥:機械型、熱靜力型、熱动力型。

① 機械型疏水閥也稱浮子型疏水閥,是利用凝結水與蒸汽的密度差,通過凝結水液位的變化,使浮子(球狀或桶狀)升降帶动閥瓣开啟或關閉,达到阻汽排水目的。機械型疏水閥的過冷度小,不受工作壓力和溫度變化的影響,有水即排,加熱設備内不存水,能使加熱設備达到理想換熱效率。機械型疏水閥有自由浮球式、杠杆浮球式、浮桶式、倒吊桶式等;

② 熱靜力型疏水閥是利用蒸汽和凝結水的溫度差引起感溫元件的變型或膨脹帶动閥心啟閉閥門。熱靜力型疏水閥的過冷度較大,一般過冷度为 15 度到 40 度,它能利用凝結水中的一部分顯熱,閥前始終存有高溫凝結水,無蒸汽洩漏,節能。熱靜力型疏水閥有波紋管式、蒸汽壓力式或平衡壓力式、雙金屬片式、液體膨脹式;

③ 熱动力型疏水閥是根據相變原理,靠蒸汽和凝結水通過時的流速和體積變化的不同熱力学原理,使閥片上下産生不同壓差,驅动閥片开關閥門。因熱动力式疏水閥的工作动力来源于蒸汽,因此蒸汽浪费較大。熱动力型疏水閥分为圓盤式、脈沖式、迷宮式或微孔式。


2.2 疏水閥選型說明

蒸汽在輸送、汽水分離、加熱、幹燥、保溫、伴熱、消毒、蒸餾、濃縮、蒸煮、換熱、采暖、空調等加熱工藝過程中,为多種設備工藝所需的溫度熱量,及時排出凝結水阻止蒸汽洩漏,須安裝疏水閥。對于疏水閥的選型,要求靈敏度高,準确無誤地阻汽排水,不洩漏蒸汽,能提高蒸汽利用率,工作性能可靠,背壓度高、使用壽命較長、維修方便等條件。


蒸汽疏水閥的選用原則:

① 如果要求設備有較快的加熱速度,加熱溫度控制嚴,且保持在加熱設備中不能積存凝結水,則應選擇能排飽和水的機械型疏水閥;

② 如果加熱設備有較大的受熱面積,并不要求盡快加熱,加熱溫度要求不嚴,而且可以要求積存一定量的凝結水時,選用熱靜力型疏水閥;

③ 根據使用設備排水量的多少,選用疏水閥务必考慮安全系數;

④ 疏水閥是以壓差来确定排水量的。


具體選用說明如下:


① 機械型疏水閥上限背壓度为 80%,工作質量高,是生産工藝加熱設備理想的疏水閥。小門徑的閥靈敏度較大門徑的高。除倒吊桶式疏水閥可以排除少量的冷熱空氣外,这類閥不能排除空氣。自由浮球式結構簡單,靈敏度高,可排飽和水,抗水擊、抗污垢能力差,适用于大口徑及大排量,但制造工藝複雜。


② 熱靜力型疏水閥可裝在用汽設備上部,單純作排空氣閥使用。液體膨脹式适用于要求伴熱溫度較低的伴熱管線排凝及采暖用管線。蒸汽壓力式或平衡壓力式結構簡單,动作靈敏,可連續排水、排空氣,性能良好,漏氣量小,但抗水擊及抗污垢能力差,應用範圍廣,可作为蒸汽系統的排空氣閥。波紋管式廣泛用作采暖系統疏水用,也可作为蒸汽系統的排空氣閥。雙金屬片式动作靈敏度不高,能連續排水,排水性能好,過冷度較大且可調節,從低壓到高壓都适用,上限使用溫度可达 550℃。抗污垢、抗水擊性強。


③ 熱动力型疏水閥處理凝結水的靈敏度較高,啟閉件小、慣性也小、开關速度迅速。圓盤式疏水閥适用于高溫高壓蒸汽管線、幹燥機、加熱器及過熱蒸汽設備等。脈沖式疏水閥背壓度較低,适用于回轉幹燥滾筒的虹吸管排水,能排除一定量的冷熱空氣。迷宮式或微孔式疏水閥結構簡單,能連續排水、排空氣。微孔式适用于小排量,迷宮式适用于特大排量。


2.3 疏水閥的安裝要求


熱动力式疏水閥應安裝在水平管道;浮球式疏水閥應水平安裝,布置在室外的應采取必要的防凍措施;雙金屬片式疏水閥可水平安裝或直立安裝;脈沖式疏水閥一般安裝在水平管道上,閥蓋朝上;倒吊桶式疏水閥應水平安裝不可傾斜;安裝疏水閥時,其本體上指示的流向箭頭應與管道内凝結水流向一致,否則疏水閥失去作用。


3 減壓閥及其選型方法

減壓閥選型,上海渠工閥門

        減壓閥是通過啟閉件的節流,将進口壓力降至某一需要的出口壓力,并能在進口壓力及流量變动時,利用自身介質能量保持出口壓力基本不變的閥門。其作用是依靠敏感元件,如膜片、彈簧等来改變閥瓣的位置,将介質壓力降低,达到減壓的目的。一般情況下,減壓閥的出口壓力應小于 0.5 倍的進口壓力。減壓閥進口壓力的波动應控制在進口壓力給定值的 80%~105%,如超過該範圍,減壓前期的性能會受影響。为了操作、調整和維修的方便,減壓閥一般應安裝在水平管道上。


3.1 減壓閥的分類


減壓閥可分为波紋管式(直接作用式)減壓閥、活塞式減壓閥、薄膜式減壓閥。


① 波紋管式(直接作用式)減壓閥。是較簡單的減壓閥,直接作用式減壓閥,帶有平膜片或波紋管。獨立結構,無需在下遊安裝外部傳感線。是三種減壓閥中體積小、使用較经濟的一種,专为中低流量設計。直接作用式減壓閥的精度通常为下遊設定點的(+10%~-10%);


② 活塞式減壓閥。該類型的減壓閥集兩種閥——導閥和主閥于一體。導閥的設計與直接作用式減壓閥類似。来自導閥的排氣壓力作用在活塞上,使活塞打开主閥。如果主閥較大,無法直接打开時,这種設計就會利用人口壓力打开主閥。因此,这種類型的減壓閥,與直接作用式減壓閥相比,在相同的管道尺寸下,容量和精度(+5%~-5%)更高。與直接作用式減壓閥相同的是,減壓閥内部感知壓力,無須外部安裝傳感線;


③ 薄膜式減壓閥。这種類型的減壓閥中,雙膜片代替了内導式減壓閥中的活塞。这個增大的膜片面積能夠打开更大的主閥,并且在相同的管道尺寸下,其容量比内導式活塞減壓閥大。另外,膜片對壓力變化更为敏感,精度可达(+1%~-1%)。準确性更高是由于下遊傳感線的定位(閥的外部),其所在位置氣體或液體动蕩更少。該減壓閥較靈活,可以采用不同類型的導閥,如壓力閥、溫度閥與空氣裝載閥。


3.2 減壓閥選型說明


減壓閥應用範圍廣,在蒸汽、壓縮空氣、工业用氣、水、油和其他液體介質的設備和管路上均可使用,具體選用說明如下:


① 波紋管直接作用式減壓閥适用于低壓、中小口徑的蒸汽、空氣等介質;

② 薄膜直接作用式減壓閥适用于中低壓、中小口徑的蒸汽或水等介質;

③ 先導活塞式減壓閥,适用于多種壓力、多種口徑、多種溫度的蒸汽、空氣和水介質,若用不鏽耐酸鋼制造,适用于多種腐蝕性介質;

④ 介質工作溫度較高的場合,一般選用活塞式減壓閥;

⑤ 靈敏度要求較高時,可選用彈簧薄膜式減壓閥;

⑥ 介質为空氣或水(液體)的場合,一般選用直接作用薄膜式減壓閥或先導薄膜式減壓閥。


4 結束語


在石油、化工及其它行业的管道系統,具有安全保護作用的安全閥、具有節能作用的疏水閥和減壓閥等特殊閥門的應用越来越多。閥門在運行中與企业整體效益有着十分密切的聯系,閥門雖小,但與企业的生存和發展有着很重要的因果關系;为了企业的安全生産和效益,設計人員和企业須全方位科学的使用閥門,合理的選擇閥門能夠降低裝置的建設费用、以生産安全運行。

本頁介紹了安全閥,疏水閥,減壓閥等特殊閥門,歡迎来電咨詢!
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