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阀门的分类、特性和选型步骤及说明(下)

阀门的分类、特性和选型步骤及说明(下)

阀门的特性

阀门的核心特性主要分为使用特性和结构特性两大类,两类特性分别决定阀门的应用适配范围与安装运维方式,是阀门选型、安装及后期维护的基础前提。

使用特性:使用特性直接决定阀门的核心使用性能、适用工况及应场景,是判定阀门能否匹配管道设备运行需求的核心依据:阀门的类别(闭路阀门、调节阀门、安全阀门等);产品类型(闸阀、截止阀、蝶阀、球阀等);阀门主要零件(阀体、阀盖、阀杆、阀瓣、密封面)等核心承压过流零件部件材质,以及阀门配套的启闭传动驱动方式等关键核心参数。

结构特性:结构特性决定阀门现场安装、后期检修及日常保养的实操方式与适配条件,聚焦阀门本体结构及连接装配相关参数。属于结构特性的有:阀门的结构长度和总体高度、与管道的连接形式(法兰连接、螺纹连接、夹箍连接、外螺纹连接、焊接端连接等);密封面的形式(镶圈、螺纹圈、堆焊、喷焊、阀体本体);阀杆结构形式(旋转杆、升降杆)等。

选择阀门的步骤和依据

选择步骤:

阀门选型需要遵循循序渐进、贴合工况的标准化流程,逐项核对关键参数。规避选型不当导致的泄漏、启闭失效、管路损耗超标等问题,具体选型操作步骤如下:

1、明确阀门在设备或装置中的用途,确定阀门的工作条件:适用介质、工作压力、工作温度等。

2、确定与阀门连接管道的公称通径和连接方式:法兰、螺纹、焊接等。

3、确定操作阀门的方式:手动、电动、电磁、气动或液动、电气联动或电液联动等。

4、根据管线输送的介质、工作压力、工作温度确定所选阀门的壳体和内件的材料:灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、碳素钢、合金钢、不锈耐酸钢、铜合金等。

5、选择阀门的种类:闭路阀门、调节阀门、安全阀门等。

6、确定阀门的型式:闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、节流阀、安全阀、减压阀、蒸汽疏水阀等。

7、确定阀门的参数:对于自动阀门,根据不同需要先确定允许流阻、排放能力、背压等,再确定管道的公称通径和阀座孔的直径。

8、确定所选用阀门的几何参数:结构长度、法兰连接形式及尺寸、开启和关闭后阀门高度方向的尺寸、连接的螺栓孔尺寸和数量、整个阀门外型尺寸等。

9、依托正规资料敲定成品型号。结合阀门官方产品目录、厂家产品样本及行业标准资料,筛选匹配所有工况及参数要求的合格阀门产品。

选择阀门的依据:

严格遵循选型步骤的同时,需紧扣五大核心选型依据,兼顾实用性、安全性与稳定性,保障阀门长期可靠运行。

1、所选用阀门的用途、使用工况条件和操纵控制方式。

2、工作介质的性质:工作压力、工作温度、腐蚀性能,是否含有固体颗粒,介质是否有毒,是否是易燃、易爆介质,介质的黏度等等。

3、对阀门流体特性的要求:流阻、排放能力、流量特性、密封等级等等。

4、安装尺寸和外形尺寸要求:公称通径、与管道的连接方式和连接尺寸、外形尺寸或重量限制等。

5、对阀门产品的可靠性、使用寿命和电动装置的防爆性能等的附加要求。

在选定参数时应注意:

若阀门用于工艺管路流量、压力调控等控制用途,需额定外核定专项运行参数,杜绝调控精度不足、压力波动超标等问题,具体需明确;阀门实操启闭方式、管路最大/最小流量限值、介质正常流动压力降、阀门关闭状态下压力降、阀门进口最大/最小工作压力。

管道系统的末端核心控制部件即为阀门,阀门启闭构件直接管道内介质流动状态,阀门流道结构形状决定其固有流量特性。因此,选型工作除匹配参数外,还需深入熟知各类阀门内部结构特点,结合管路实际运行需求综合研判,择优选定适配阀型,保障管道系统稳定运行。

选择阀门应遵循的原则

1、截止和开放介质用的阀门

直通式流道阀门整体流阻系数小、介质流通顺畅,是介质常规截止、启闭通断工况的首选阀型。截止阀、柱塞阀等向下闭合式阀门,流道结构曲折、流体阻力偏大,仅允许在管路对流阻无严格限制的工况下选用;常规通断工况下,优先规避此类高流阻闭合式阀门。

2、控制流量用的阀门

通常选择易于调节流量的阀门作为控制流量用。向下闭合式阀门(如截止阀)适于这一用途,因为它的阀座尺寸与关闭件的行程之间成正比关系。旋转式阀门(旋塞阀、蝶阀、球阀)和挠曲阀体式阀门(夹紧阀、隔膜阀)也可用于节流控制,但通常只能在有限的阀门口径范围内适用。闸阀是以圆盘形闸板对圆形阀座口做横切运动,它只有在接近关闭位置时,才能较好地控制流量,故通常不用于流量控制。

3、换向分流用的阀门

根据换向分流的需要,这种阀门可有三个或更多的通道。旋塞阀和球阀较适用于这一目的,因此,大部分用于换向分流的阀门都选取这类阀门中的一种。但是在有些情况下,其他类型的阀门,只要把两个或更多个阀门适当地相互连接起来,也可作换向分流用。

4、带有悬浮颗粒的介质用阀门

当介质中带有悬浮颗粒时,最适于采用其关闭件沿密封面的滑动带有擦拭作用的阀门。如果关闭件对阀座的来回运动是竖直的,那末就可能夹持颗粒,因此这种阀门除非密封面材料可以允许嵌入颗粒,否则只适用于基本清洁的介质。球阀和旋塞阀在启闭过程中对密封面均有擦拭作用,故适宜用在带有悬浮颗粒的介质中。

阀门选型说明

1、闸阀的选型

常规工艺管路通断工况优选用闸阀,适配蒸汽、油品等常规介质,同时可满足含粒状固体、高粘度介质输送需求,也适用于管路放空及低真空系统工况。输送含尘固体颗粒介质时,需选用带单双吹扫孔的专用闸阀;低温深冷工况下,必须匹配低温专用闸阀,保障低温环境下阀体结构稳定、密封可靠。

2、 截止阀选型说明

截止阀适用于对流体阻力要求不严的管路上,即对压力损失考虑不大,以及高温、高压介质的管路或装置,适用于DN<200mm的蒸汽等介质管道上;小型阀门可选用截止阀,如针形阀、仪表阀、取样阀、压力计阀等;截止阀有流量调节或压力调节,但对调节精度要求不高,而且管路直径又比较小时,宜选用截止阀或节流阀;对于剧毒介质,宜选用波纹管密封的截止阀;但截止阀不宜用于粘度较大的介质和含有颗粒易沉淀的介质,也不宜作放空阀及低真空系统的阀门。

3、球阀选型说明

球阀适用于低温、高压、粘度大的介质。大多数球阀可用于带悬浮固体颗粒的介质中,依据密封的材料要求也可用于粉状和颗粒状的介质;全通道球阀不适用于流量调节,但适用于要求快速启闭的场合,便于实现事故紧急切断;通常在密封性能严格、磨损、缩口通道、启闭动作迅速、高压截止(压差大)、低噪音、有气化现象、操作力矩小、流体阻力小的管路中,推荐使用球阀;球阀适用于轻型结构、低压截止、腐蚀性介质中;球阀还是低温、深冷介质的最理想阀门,低温介质的管路系统和装置上,宜选用加上阀盖的低温球阀;选用浮动球球阀时其阀座材料应承接球体和工作介质的载荷,大口径的球阀在操作时需要较大的力,DN≥200mm的球阀应选用蜗轮传动形式;固定球球阀适用于较大口径及压力较高的场合;另外,用于工艺剧毒物料、可燃介质管道的球阀,应具有防火、防静电结构。

4、节流阀选型说明

节流阀适用于介质温度较低、压力较高的场合,适用于需要调节流量和压力的部位,不适用于粘度大和含有固体颗粒的介质,不宜作隔断阀。

5、旋塞阀选型说明

旋塞阀适用于要求快速启闭的场合,一般不适用于蒸汽及温度较高的介质,用于温度较低、粘度大的介质,也适用于带悬浮颗粒的介质。

6、蝶阀选型说明

蝶阀适用于口径较大(如DN﹥600mm)及结构长度要求短,以及需要进行流量调节及启闭要求快速的场合,一般用于温度≤80℃、压力≤1.0MPa的水、油品和压缩空气等介质;由于蝶阀相对于闸阀、球阀压力损失比较大,故蝶阀适用于压力损失要求不严的管路系统中。

7、止回阀选型说明

止回阀一般适用于清净介质,不宜用于含有固体颗粒和粘度较大的介质。当DN≤40mm时,宜采用升降止回阀(仅允许安装在水平管道上);当DN=50~400mm时,宜采用旋启式升降止回阀(在水平和垂直管道上都可安装,如安装在垂直管道上,介质流向要由下而上);当DN≥450mm时,宜采用缓冲型止回阀;当DN=100~400mm也可选用对夹式止回阀;旋启式止回阀可以做成很高的工作压力,PN可以达到42MPa,根据壳体及密封件的材质不同可适用于任何工作介质和任何工作温度范围。介质为水、蒸汽、气体、腐蚀性介质、油品、药品等。介质工作温度范围在-196~800℃之间。

8、隔膜阀选型说明

隔膜阀适用于工作温度小于200℃、压力小于1.0MPa的油品、水、酸性介质和含悬浮物的介质,不适用于有机溶剂和强氧化剂介质;研磨颗粒性介质宜选堰式隔膜阀,选用堰式隔膜阀要参照它的流量特性表;粘性流体、水泥浆以及沉淀性介质宜选用直通式隔膜阀;除特定要求,隔膜阀不宜用于真空管路和真空设备上。

阀门作用为管道系统管控介质通断、调压、分流、防护的核心关键设备,应用场景、操作频次及运行工况复杂多变,哪怕微小的介质泄漏都需依靠阀门精准管控。因此,熟练掌握阀门特性、严守选型步骤与原则,结合工况精准匹配阀型,是保障管道设备长期安全、稳定、高效运行的核心关键。

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