淺析石油化工廠中調節閥的選型及安裝

周朝亮

【摘 要】在石油化工企業的自動控制系統中，調節閥選擇得合適與否，直接影響控制系統的調節品質。在選擇調節閥時，要重視閥的口徑計算，還要對閥型和其它方面的選擇予以重視。若調節閥選擇不當，將使系統不能正常工作，或使閥門很快損壞，甚至造成生產事故。

【關鍵詞】調節閥、選型、執行器、安裝

【中圖分類號】 F407.22【文獻標識碼】B【文章編號】1672-5158（2013）07-0310-01

前言

調節閥是自動化儀表控制系統中的執行器，其應用質量反映在系統中的調節品質上，調節閥應用的好壞，即應用質量與三個方面有關：（1） 系統設計人員的正確選型；（2） 生產廠家的合格產品質量 （3） 用戶的正確安裝、使用、維護。

在石油化工生產裝置中調節閥的選型與使用主要從以下問題著手：（1）口徑計算。（2）校核關閉時的△P。（3）校核可調比R。（4）確定彈簧范圍，涉及彈簧范圍、啟始工作壓力、輸出力、穩定性、調整等。（5）材質與結構。

一、調節閥的常見種類及特點

石油化工廠中常見的調節閥主要分為直行程調節閥和角行程調節閥。直行程調節閥有直通單座閥、直通雙座閥、套筒閥、角形閥、三通閥、隔膜閥等，角行程調節閥有蝶閥、球閥、偏心旋轉閥等，作為調節閥的使用與安裝維護人員，必須弄清楚基型產品的特點、使用注意事項、各類變型產品。

（1）直通單座調節閥：該閥具有泄漏小、許用壓差小、流路復雜、結構簡單的特點，適用于泄漏要求嚴、工作壓差小的干凈介質場合，但小規格的閥（如DN15、20、25）亦可用于壓差較大的場合，是應用最廣泛的閥之一。

（2）直通雙座調節閥：與單座閥相反，具有泄漏大、許用壓差大的特點，適用于泄漏要求不嚴、工作壓差大的干凈介質場合，是應用最為廣泛的閥之一。

（3）套筒閥：套筒閥具有單密封、雙密封兩種結構，前者相當于單座閥，后者相當于雙座閥，適用于雙座閥場合，除此之外，套筒閥還具有穩定性好、裝卸方便的特點，但價格比單雙座閥貴50%～200%，還需要專門的纏繞密封墊。是僅次于單、雙座閥應用較為廣泛的閥。

（4）角形閥：節流型式相當于單座閥，但閥體流路簡單，適用于泄漏要求小、壓差不大的不干凈介質場合以及要求直角配管的場合。

（5）三通閥：具有3個通道，可代替兩個直通單座閥用于分流和合流及兩相流溫度差成≤150℃的場合，當DN<80mm，儀表工程應用的設計工作。

（6）隔膜閥：隔膜閥流路簡單，隔膜具有一定的耐蝕性能，適用于不干凈介質和弱腐蝕性介質的兩位切斷場合。

（7）蝶閥：相當于取一段直管來做閥體，且閥體又相當于閥座，自潔性能好、體積小、重量輕，適用于不干凈介質和大口徑、大流量、低壓差的場合。當DN>300mm時，通常采用蝶閥。

（8）球閥：“O”形球閥全開時為無阻調節，自潔性能最佳，適用于特別不干凈、含纖維介質的兩位切斷場合。“V”形球閥具有近似等百分比的調節特性，適用于不干凈、含纖維介質可調比較大的調節場合。

（9）偏心旋轉閥：該閥介于蝶閥和球閥之間，自潔性能好，調節性能好，亦可切斷，適用于不干凈介質和泄漏要求小的調節場合。

二、調節閥選型注意事項

（1）調節閥類型的選擇

主要是根據現場介質的特點、控制要求、安裝環境等因素結合調節閥本身的流量特性和結構而進行選擇。在我們實際使用中，應用最多的是普通單座調節閥、雙座調節閥、套筒調節閥、蝶閥等。一般來講，在流量小、壓差小、要求泄漏量小的場合，選擇結構簡單、裝配方便的單座調節閥即可滿足生產需要，而且經濟實惠；在流量大、壓差大、泄漏量要求不嚴格的場合，應優先考慮雙座調節閥；套筒調節閥最適宜用在壓差大、振動大、高溫高粘度、含顆粒結構的介質場合；蝶閥適宜用于低壓、大流量的壓力、流量調節；隔膜閥適用于強腐蝕性、粘度高、帶纖維的介質，但不是高溫、高壓的場合；角形閥的閥體受流體的沖擊小，閥體內不易接污，對粘度高、有懸浮物和顆粒物的流體尤為適用，并且角形閥的穩定性較好。

（2）調節閥材質的選擇

調節閥材質的選擇主要是指兩個方面：（1）閥體、閥蓋材質的選擇，閥體耐壓等級、使用溫度和耐腐蝕性能等方面不低于工藝連接管道的要求，并應優先選用制造廠定型產品，遇有水蒸汽或含水較差的濕氣體和易燃易爆介質，或當壞境溫度低于-30℃時，不宜選用鑄鐵閥。（2）閥內組件（閥桿、閥芯、閥座）材質的選擇，非腐蝕性介質一般選用1Cr18Ni9Ti或其它不銹鋼，而在汽蝕、沖蝕較為嚴重的情況下，以及在介質溫度與壓差構成的直角坐標中。溫度為300℃，壓差為1.5MPa的兩點連線以外的區域，應選用耐磨材料，如鉆基合金或表面堆焊史泰萊合金。閥體、閥蓋相當于壓力容器，因此要求其必須能承受介質的溫度、壓力和腐蝕，而閥內組件主要起節流作用，對它的基本要求是耐腐蝕、耐沖刷，這是調節閥材質選擇的出發點。

選擇調節閥的材質必須把握兩個大的原則：（1）要保證安全可靠，也就是根據工藝特性，選擇諸如耐高溫、耐低溫、耐高壓、耐汽蝕以及耐腐蝕的材質；（2）在滿足使用要求的前提下，還要考慮其性能、使用壽命和經濟性。

在滿足使用的必要功能前提下，所選閥應盡量簡單、可靠價廉、壽命長、維修方便，備件有來源。需考慮的主要因素如下：（1）最基本的條件是應該滿足工藝的壓力、流量、溫度的要求。（2）閥的密封性、可靠性、經濟性。（3）閥的工作壓差小于閥的許用壓差。（4）對通過閥內不潔介質，易結垢介質，強腐蝕介質的考慮。（5）對閥動作速度，閥流量特性，作用方式，流向的考慮。（6）對執行機構形式、輸出力、剛度及彈簧范圍的考慮。（7）對附件及其成套性及特殊閥之特殊性能及要求的考慮。

三、調節閥安裝注意事項

（1）宜垂直、正立安裝在水平管道上，公稱通徑DN>50mm的調節閥，其閥前后管道上最好有永久性支架。

（2）調節閥配管應組合緊湊，上、下部分應留有足夠的空間，必要時應設置平臺，便于操作、維修和排液，配管通徑盡量與閥通徑一致。連接形式應符合制造廠產品說明書的規定。

（3）調節閥用于高粘度、易結晶、易汽化以及低溫流體時，應采取保溫和防凍措施。使用環境溫度一般不高于60℃，不低于-30℃，未安裝閥門定位器的調節閥，當閥安裝在有振動場合時，應考慮防振措施。

（4）未安裝閥門定位器的調節閥，膜頭上最好安裝指示控制信號的小型壓力表。

（5）安裝前應先對閥檢查校驗，并在管道吹掃后安裝。用于懸浮物、高粘度介質時，應配沖洗管線。

（6）入口管段長度應盡量長，對于小通徑閥門，應大于10倍管道通徑，調節閥出口直管段應有3～5倍管道通徑。調節閥進出口取壓點位置，閥前為2倍管道通徑處，閥后為3倍管道通徑處。

（7）對小流量調節閥前應安裝過濾裝置。

（8）務必按流動方向箭頭安裝，安裝時應避免過大的應力。環境塵埃較多時，應采取保護閥桿的措施，避免磨損或卡死。

結束語

調節閥是化工生產過程自動控制系統中的節流操作元件，正確選擇和安裝調節閥，直接關系到調節閥在自控系統中的作用。調節閥安裝在工藝管道上，直接與操作介質接觸，正確的選擇和使用調節閥，直接關系到整個自動控制系統的控制質量，直接影響生產產品的質量。因此，正確合理的選擇、安裝調節閥就是顯得尤為重要。

參考文獻

[1] 吳勤勤，控制儀表及裝置，北京：化學工業出版社，1997

[2] 楊豪虎，方剛，調節閥的維護與故障分析[J]，機電信息，2011年24期