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    工業結晶過程的閥

    2019/2/25 8:50:04??????點擊:

    1.閥門選取

    1.1 各類閥門選用指導

    閘閥

        閘閥是作為截止介質使用,在全開時整個流通直通,此時介質運行的壓力損失***小。閘閥通常適用于不需要經常啟閉,而且保持閘板全開或全閉的工況。不適用于作為調節或節流使用。對于高速流動的介質,閘板在局部開啟狀況下可以引起閘門的振動,而振動又可能損傷閘板和閥座的密封面,而節流會使閘板遭受介質的沖蝕。從結構形式上,主要的區別是所采用的密封元件的形式。根據密封元件的形式,常常把閘閥分成幾種不同的類型,如:閘閥、 球閥、蝶閥、 止回閥、截止閥、 調節閥、水力控制閥、 減壓閥、楔式閘閥、平行式閘閥、平行雙閘板閘閥、楔式雙閘板閘等。***常用的形式是楔式閘閥和平行式閘閥。

        截止閥

        截止閥的閥桿軸線與閥座密封面垂直。閥桿開啟或關閉行程相對較短,并具有非常******的切斷動作,使得這種閥門非常適合作為介質的切斷或調節及節流使用。截止閥的閥瓣一旦處于開啟狀況,它的閥座和閥瓣密封面之間就不再接觸,并具有非常******的切斷動作,這種閥門非常適合作為介質的切斷或調節及節流使用。

        截止閥一旦處于開啟狀態,它的閥座和閥瓣密封面之間就不再有接觸,因而它的密封面機械磨損較小,由于大部分截止閥的閥座和閥瓣比較容易修理或更換密封元件時無需把整個閥門從管線上拆下來,這對于閥門和管線焊接成一體的場合是很適用的。介質通過此類閥門時的流動方向發生了變化,因此截止閥的流動阻力較高于其它閥門。

    常用的截止閥有以下幾種:閘閥、 球閥、 蝶閥、 止回閥、 截止閥、 調節閥、 水力控制閥、 減壓閥1)角式截止閥;在角式截止閥中,流體只需改變******方向,以致于通過此閥門的壓力降比常規結構的截止閥小。2)直流式截止閥;在直流式或Y形截止閥中,閥體的流道與主流道成一斜線,這樣流動狀態的破壞程度比常規截止閥要小,因而通過閥門的壓力損失也相應的小了。3)柱塞式截止閥:這種形式的截止閥是常規截止閥的變型。在該閥門中,閥瓣和閥座通常是基于柱塞原理設計的。閥瓣磨光成柱塞與閥桿相連接,密封是由套在柱塞上的兩個彈性密封圈實現的。兩個彈性密封圈用一個套環隔開,并通過由閥蓋螺母施加在閥蓋上的載荷把柱塞周圍的密封圈壓牢。彈性密封圈能夠更換,可以采用各種各樣的材料制成,該閥門主要用于或者,但是備有特制形式的柱塞或特殊的套環,也可以用于調節流量。

     

     

    2.使用閥門常見問題 

    1)、為什么雙座閥小開度工作時容易振蕩?

    對單芯而言,當介質是流開型時,閥穩定性好;當介質是流閉型時,閥的穩定性差。雙座閥有兩個閥芯,下閥芯處于流閉,上閥芯處于流開,這樣,在小開度工作時,流閉型的閥芯就容易引起閥的振動,閥門這就是雙座閥不能用于小開度工作的原因所在。

    2)、為什么雙密封閥不能當作切斷閥使用?

    雙座閥閥芯的優點是力平衡結構,允許壓差大,而它突出的缺點是兩個密封面不能同時良好接觸,造成泄漏大。如果把它人為地、強制性地用于切斷場合,顯然效果不好,即便為它作了許多改進(如雙密封套筒閥),也是不可取的。

    3)、什么直行程調節閥防堵性能差,角行程閥防堵性能好?

    直行程閥閥芯是垂直節流,而介質是水平流進流出,閥腔內流道必然轉彎倒拐,使閥的流路變得相當復雜(形狀如倒“S”型)。這樣,存在許多死區,為介質的沉淀提供了空間,長此以往,造成堵塞。角行程閥節流的方向就是水平方向,介質水平流進,水平流出,閥門容易把不干凈介質帶走,同時流路簡單,介質沉淀的空間也很少,所以角行程閥防堵性能好。

    4)、為什么直行程調節閥閥桿較細?

    它涉及一個簡單的機械原理:滑動摩擦大、滾動摩擦小。直行程閥的閥桿上下運動,填料稍壓緊一點,它就會把閥桿包得很緊,產生較大的回差。為此,閥桿設計得非常細小,填料又常用摩擦系數小的四氟填料,以便減少回差,但由此派出的問題是閥桿細,則易彎,填料壽命也短。解決這個問題,******的辦法就是用旅轉閥閥桿,即角行程類的調節閥,它的閥桿比直行程閥桿粗23倍,且選用壽命長的石墨填料,閥桿剛度好,填料壽命長,其摩擦力矩反而小、回差小。

    5)、為什么角行程類閥的切斷壓差較大?

    角行程類閥的切斷壓差較大,是因為介質在閥芯或閥板上產生的合力對轉動軸產生的力矩非常小,因此,它能承受較大的壓差。

    6)、為什么脫鹽水介質使用襯膠蝶閥、襯氟隔膜閥使用壽命短?

    脫鹽水介質中含有低濃度的酸或堿,它們對橡膠有較大的腐蝕性。橡膠的被腐蝕表現為膨脹、老化、強度低,用襯膠的蝶閥、隔膜閥使用效果都差,其實質就是橡膠不耐腐蝕所致。后襯膠隔膜閥改進為耐腐蝕性能好的襯氟隔膜閥,但襯氟隔膜閥的膜片又經不住上下折疊而被折破,閘閥造成機械性破壞,閥的壽命變短?,F在******的辦法是用水處理專用球閥,它可以使用到58年。

    7)、為什么切斷閥應盡量選用硬密封?

    切斷閥要求泄漏越低越好,軟密封閥的泄漏是******的,切斷效果當然好,但不耐磨、******性差。從泄漏量又小、密封又******的雙重標準來看,軟密封切斷就不如硬密封切斷好。如全功能超輕型調節閥,密封而堆有耐磨合金保護,******性高,泄漏率達10-7,已經能夠滿足切斷閥的要求。

    8)、為什么套筒閥代替單、雙座閥卻沒有如愿以償?

    60年代問世的套筒閥,70年代在國內外大量使用,80年代引進的石化裝置中套筒閥占的比率較大,那時,不少人認為,套筒閥可以取代單、雙座閥,成為第二代產品。到如今,并非如此,單座閥、雙座閥、套筒閥都得到同等的使用。這是因為套筒閥只是改進了節流形式、穩定性和維護好于單座閥,但它重量、防堵和泄漏指標上與單、雙座閥一致,它怎能取代單、雙座閥呢?所以,就只能共同使用。

    9)、為什么說選型比計算更重要?

    計算與選型比較而言,選型要重要得多,調節閥復雜得多。因為計算只是一個簡單的公式計算,它的本身不在于公式的******度,而在于所給定的工藝參數是否******。選型涉及到的內容較多,稍不慎,便會導致選型不當,不僅造成人力、物力、財力的浪費,而且使用效果還不理想,帶來若干使用問題,如******性、壽命、運行質量等。

    10)、為什么在氣動閥中活塞執行機構使用會越來越多?

      對于氣動閥而言,減壓閥活塞執行機構可充分利用氣源壓力,使執行機構的尺寸比薄膜式更小巧,推力更大,活塞中的O型圈也比薄膜******,因此它的使用會越來越多。

    3各類閥之特性 

    1)閘閥(GATE VALVES 
      閘閥是為了于一管線上某一部位系統需要全開、全關控制且流體流過僅能以微少之壓力降產生時而設計使用的。當一系統中某一部份需予隔離,而不須考慮流體節流(THROTTING)的控制時閘閥是非常理想而適合的。因當節流使用時,則流體會產生高速流經門座,而造成流體之沖蝕門、座及殼體(產生拉絲現象),或引起震動而損傷。

      2)球型閥(GLOBEVALVES)、角閥(ANGLEVALVES)、針閥(NEEDLEVALVE)球型閥因球體有球柱狀的外形而稱之,主要是為須緊閉,經常開關及當流體須控制流量之節流作用而設計,其***主要特點是******的節流,使拉絲現象減到***少因而減少閥門及閥座之浸(沖)蝕,但因閥座是平行于流線,流體流經該類閥座時流向之改變,將在閥中產生擾流,以及降力的下降,僅適合不荷求因壓力降所造成揚程失時,方可使用。

      角閥的結構,特性是由球型閥修正而來,僅是出口與進中成90度直角之區別。

      針閥亦是由塞式球型閥修正而來,閥塞為細長型有錐度的針狀,特別適用于低流量范圍的流量控制。

      3)逆止閥(CHECKVALVES-----擺動式(SWING TYPE)、升降式(LIFT TYPE)、斜盤(門)式(TILTING DISC)、雙片式(DUALPLATE)、底閥(FOOT VALVES)。

      此類閥其作用為容許流體朝一方向自由流動,而限制其反流動,當流體通過系統時的壓力,把閥門開啟,任何流體的反向,會把閥門關閉,關閉的完成,是賴止回機構的重量或賴反壓,或賴彈簧或賴以上幾種的組合。

      4)球型停止逆止閥(GLOBESTOP-CHECK VALVES)止閥類似3.3項之升降式逆止閥,但加裝閥桿及手輸(或別的輔助操作裝置)做為流體之關斷及止回用,止閥不能以任何機械傳動方式打開,只靠上游流體壓力將閥門升舉,離開閥座面。

      5)塞閥(PLUGVALVES

      此閥由插入閥體中之閥塞(門),為一具有錐度中間開槽的塞件而得名、結構簡單屬古老型式之閥,由全開至關只須轉90度即可、閥塞(門)之流口可為任何尺寸與形狀,也可作成多孔型式來配合三或四條管線連接,而能有不同的流向組合。一般用于全開或全關,不作節流使用(除非開口特殊鉆石形狀并經處理過)。

      6)球閥(BALL VALVE

      球閥是由塞閥修改而來,以球塞代替柱塞,來控制液體、閥塞(門)內通道截面積,則與配合管線的管徑相同,流體作直線通過閥體,且吸有微小之壓力降?,F一般均使用PTEE、EPDM等材料,為閥座,因此,氣泡密封性佳。且改良為防火及防靜電之安全設計,被廣泛使用,但因閥座為PTFE材質,其使用溫度一般受限于250度以下。

      7)蝶形閥(BUTTERFLYVALVES

      此閥的構造,是根據管子擋扳的原理,其流動控制元件是一有傾角的盤(門)(其材質可為金屬或金屬外緣包上塑膠、特氟隆等),圓盤固定在心軸上,并以能旋轉的心軸來控制開閉(開、閉只須90度之旋轉),閥座可為金屬、橡膠、特氟隆等材料,而固定于閥體壁上,此閥構造簡單,其閥體為薄餅(WAFER)型、重量輕,不占空間適合于節流及開閉之用。尤其用于大流量之控制(不適用于小流量)。

      8)隔膜閥(DIAPHRAGMVALVES

      此閥實際上不過是鉗夾的閥,一個彈性的,可擾的膜片,用螺椿連接在壓縮件上,壓縮件是由閥桿所操作而上下移動,當壓縮件上升,膜片就高舉,而造成通路,當壓縮件下降,膜片就壓在閥體堰上(假使為堰式閥)或壓在輪廓的底部(假使為直通式),此閥適用于開關及節流之用。

      隔膜閥是特別適用于運送有腐蝕性,有粘性的流體,例如泥漿、食品、藥品、織維性粘合液等,因管線中,此閥的操作機構,是不暴露在運送流體中,故不具污染性,也不需要填料,閥桿填料部也不可能會泄漏。缺點是壽命短。

      9)安全閥(SAFETYBALVES)、泄壓閥(RELIDFVALVES)、安全、泄壓閥工廠中,使用高溫、高壓氣體的機會相當大,尤其在電廠、化學工廠,由于壓力異常而造成塔槽、鍋爐、管線等壓力容器、設備被破壞而生泄漏,火災或爆炸的機率相當高,為了防止此類意外事故之發生,使制程穩定操作,依美國機械工程師協會(ASME)之規定,必須在所有高壓設備均裝設此等安全排放裝置之閥類。

      此類閥之構造類似角閥,依其作動方式之不同可分為彈箕負載式(SPRING LOADED TYPE)及輔助閥作動式(PILOT OPERATED TYPE)?;旧鲜且懒ζ胶夥绞阶鲃友b置。一旦閥盤(門)所受之壓力大于彈箕或輔助閥之設定壓力時,閥盤就會被此壓力推開,其壓力容器內之氣(液)體會被排出,以降低該壓力容器內之壓力。

      安全閥須設計成有全開急泄的作用,其容量超壓以及沖放必須受ASME法規的規定。

      泄壓閥,設計成在初壓力增加時,閥慢慢開啟,且沒有法規作依據,亦不必需立刻開啟到全開位置,但壓力增加時,它要繼續不斷的開啟。

      10)冷凍閥類(CRYOGENICVALVES

      用于在冷凍場所之運送液化氣體(氧、氮、氫、氦)通常是用青銅或300系列不銹鋼材質制成,閥的形式,可以是閥門、閘閥、球閥、蝶閥、止回閥、截止閥、調節閥、水力控制閥、減壓閥等,該閥類異于上述各普通閥類之處理,其一是有延伸式閥蓋,如此設計,是要有一足夠之氣室,防止閥桿填料凍結,而影響操作與密封性,及減少了通通閥桿的熱泄漏,也在管線與手輸之間,提供了絕熱的空間,其二是在雙閥座之密閉式空穴內在關閉時,必須考慮排泄掉入之液化氣體,避免汽化時產生過高之壓力。

      11)其它特殊閥類,列舉如下,不作一一介紹。

      A.取樣閥

      B.底槽沖冼閥

      C.減壓閥

      D.反壓調整閥

      E.電磁閥

      F.控制閥 

    4 結晶放料閥

    放料閥在結晶設備中一般是必不可缺的。選用時要針對結晶器內存在固液兩相的特點合理進行選擇,否則就會出現不必要的麻煩。

    Y型閥:空間允許的情況下******上展式放料閥。該種閥特別適用于晶漿排料,當結晶器釜內固體懸浮物料結塊或結晶后,在底部有沉積時,上展式閥可以通過閥芯向上驅動,頂松結晶塊從而實現物料的排放,而下展式閥卻無法實現此功能。放料閥的化工部標準中優先推薦上展式放料閥,閥的公稱直徑有25、50、80、100、150mm五個等級。 注意:此類閥適用于設備底部和攪拌之間有足夠空間,讓閥芯能上展。上展式結構必須弄清楚釜內攪拌器與釜底距離,閥芯上展行程不能超過此距。


    夾套式Y型放料閥:若放料閥為間歇式工作,閥介質溫度低于物料結晶溫度,有可能物料在閥體內部結晶成塊,不易清除,排料不暢。因此必須使閥體始終保持在物料結晶溫度以上,蒸汽保溫是用戶常用的方式,在閥體外部焊接一外套包裹在閥體上,通過輸入高溫蒸汽保持閥體內部溫度。夾套Y型放料閥便是應這一市場需求而產生的,夾套閥其內部結構與一般閥無區別,區別在于進料與出料法蘭因夾套的增加使連接空間變小,在多數情況下一般此兩法蘭連接尺寸大于管道一到兩個規格。


     

    放料球閥:對于需保壓控制的設備盡量用球閥,因球閥密封******性高于任何閥,同時球閥具備任何閥不具備的防堵功能,但是球閥設計時球體與閥體內腔空間盡可能小,以避免球芯旋轉時物料進入閥體內腔。

     


    個人建議還是選上展Y型閥更好,因為球閥可能存在晶體堆積過硬,排料困難問題,排料時需要人用工具捅開沉積的晶體。

    注意:不管使用何種閥門,需要注意排料位置的壓力,避免倒吸和汽化。

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