閥門選用四原則可靠、合適、方便、經(jīng)濟(jì)
閥門選用基本原則:安全可靠、滿足生產(chǎn)工藝條件、使用維檢方便、經(jīng)濟(jì)性好。
石化、電站、冶金等行業(yè)生產(chǎn)要求連續(xù)、平穩(wěn)、長(zhǎng)周期運(yùn)行。因此,閥門應(yīng)有高的可靠性,安全系數(shù)大,長(zhǎng)周期連續(xù)生產(chǎn)就是效益。
閥門應(yīng)滿足使用介質(zhì)、工作壓力、工作溫度及用途需要,這也是閥門選用最基本的要求。如需要閥門起超壓保護(hù)作用,排放多余介質(zhì)的,應(yīng)選用安全閥、溢流閥;需要防止操作過(guò)程中介質(zhì)回流的,應(yīng)采用止回閥,需要自動(dòng)排除蒸汽管道和設(shè)備中不斷產(chǎn)生的冷凝水、空氣及其他不可冷凝性氣體,同時(shí)又要阻止蒸汽逸出的,應(yīng)選用疏水閥。當(dāng)介質(zhì)有腐蝕性時(shí),應(yīng)選用耐蝕性好的材料。閥門安裝好后,應(yīng)能使操作人員正確識(shí)別閥門方向、開度標(biāo)志、指示信號(hào),便于及時(shí)果斷地處理各種應(yīng)急故障。同時(shí),所選閥門類型結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單,安裝、檢(維)修方便。
在滿足工藝管道正常使用的前提下,應(yīng)盡量選用制造成本相對(duì)較低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的閥門,降低裝置成本,避免閥門原材料的浪費(fèi)以及減少后期閥門安裝維護(hù)的費(fèi)用。
一、明確應(yīng)用工況
介質(zhì)特性:流體的種類(液體、氣體、蒸汽、腐蝕性介質(zhì)、含顆粒物等)、溫度、壓力、黏度、毒性等。
例:腐蝕性介質(zhì)(如酸、堿)需選用耐腐蝕材料(如不銹鋼、塑料、陶瓷閥門);高溫蒸汽需選用鑄鋼或合金鋼閥門。
操作條件:工作壓力(最大/最?。?、溫度范圍、流量要求、啟閉頻率等。
例:高壓系統(tǒng)(如電站主蒸汽管道)需選用高強(qiáng)度的鍛鋼閥門。
二、選擇閥門類型
根據(jù)功能需求選擇合適的閥門類型:
截止閥(Globe Valve):精確調(diào)節(jié)流量,但壓力損失較大。
閘閥(Gate Valve):全開/全關(guān),低流阻,適用于大口徑管道。
球閥(Ball Valve):快速啟閉,密封性好,適用于潔凈介質(zhì)。
蝶閥(Butterfly Valve):結(jié)構(gòu)緊湊,適合低壓大流量調(diào)節(jié)。
止回閥(Check Valve):防止介質(zhì)倒流。
安全閥(Safety Valve):超壓保護(hù)。
調(diào)節(jié)閥(Control Valve):自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的流量/壓力調(diào)節(jié)。
三、流量與壓力損失
流量要求:閥門通徑(DN)需與管道匹配,確保流量滿足工藝需求。
壓力損失:不同閥門結(jié)構(gòu)的流阻差異顯著(如球閥流阻小,截止閥流阻大),需根據(jù)系統(tǒng)能耗要求選擇。
四、密封性能
泄漏等級(jí):根據(jù)介質(zhì)危險(xiǎn)性選擇密封等級(jí)(如API 598、ISO 5208標(biāo)準(zhǔn))。
軟密封(橡膠、PTFE):零泄漏,但耐溫性差。
金屬密封(硬密封):耐高溫高壓,但可能存在微量泄漏。
特殊工況:真空系統(tǒng)需選用高密封性閥門,有毒/易燃介質(zhì)需零泄漏設(shè)計(jì)。
五、操作方式
手動(dòng)操作:適用于小口徑、低頻操作。
電動(dòng)/氣動(dòng)/液動(dòng):適合遠(yuǎn)程控制、高頻或大扭矩場(chǎng)合(如大口徑蝶閥)。
自動(dòng)化需求:調(diào)節(jié)閥需配備定位器,安全閥需聯(lián)鎖控制。
六、材料選擇
閥體材料:根據(jù)介質(zhì)腐蝕性、溫度、壓力選擇:
鑄鐵:低壓常溫非腐蝕性介質(zhì)。
鑄鋼:中高壓高溫系統(tǒng)(如蒸汽)。
不銹鋼(304/316):腐蝕性介質(zhì)。
塑料(PVC、PP):強(qiáng)酸堿性介質(zhì)。
密封材料:耐溫、耐腐蝕性需與介質(zhì)匹配。
七、安裝與維護(hù)
安裝空間:蝶閥、球閥結(jié)構(gòu)緊湊,適合空間受限場(chǎng)合。
維護(hù)便利性:分體式閥蓋設(shè)計(jì)便于維修,特殊介質(zhì)需考慮在線維修能力。
經(jīng)濟(jì)性
初始成本與全生命周期成本(LCC)平衡:
低成本閥門(如鑄鐵閘閥)可能因頻繁維修增加總成本。
高可靠性閥門(如高性能蝶閥)雖初始投入高,但減少停機(jī)損失。
八、標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)
符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如API、ASME、GB、ISO)及安全規(guī)范。
特殊行業(yè)要求:食品醫(yī)藥行業(yè)需符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(如FDA),核電閥門需滿足抗震設(shè)計(jì)。
九、環(huán)境與安全
環(huán)境適應(yīng)性:戶外閥門需防銹(如環(huán)氧涂層),低溫環(huán)境需深冷處理材料。
安全設(shè)計(jì):防火結(jié)構(gòu)(API 607認(rèn)證)、防靜電設(shè)計(jì)(適用于易燃介質(zhì))。
十、選型流程示例
確定工況參數(shù):介質(zhì)為腐蝕性酸液,溫度80℃,壓力1.6MPa,需調(diào)節(jié)流量。
閥門類型:優(yōu)先選耐腐蝕的襯氟截止閥或隔膜閥。
材料選擇:閥體材質(zhì)選CF8M(316不銹鋼),密封材料選PTFE。
通徑計(jì)算:根據(jù)流量公式計(jì)算DN50。
操作方式:配電動(dòng)執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。
十一、常見錯(cuò)誤與規(guī)避
忽略介質(zhì)兼容性:如氯氣環(huán)境誤用普通不銹鋼,應(yīng)選哈氏合金。
選型過(guò)大/過(guò)小:導(dǎo)致調(diào)節(jié)性能差或壓損過(guò)高,需通過(guò)流量計(jì)算驗(yàn)證。
忽視維護(hù)性:高磨損工況未預(yù)留更換密封件的設(shè)計(jì)。
通過(guò)系統(tǒng)化的選型分析,可大程度匹配閥門性能與工況需求,保障系統(tǒng)高效、安全運(yùn)行。建議結(jié)合供應(yīng)商的技術(shù)支持及行業(yè)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行最終決策。
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