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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。

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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