探討化工設計中選用常用閥門的技巧

唐峰(湖南省邵陽市邵陽學院生物與化學工程系, 湖南 邵陽 422000)

閥門是控制流動的流體介質的流量、流向、壓力、溫度等的機械裝置，是管道系統中基本的部件。隨著我國對化工產品的需求日益增大，如何避免因化工產品質量不佳導致的爆炸、環境污染等問題成為化工行業關注的焦點問題。在化工管道的設計過程中，各種閥門的選用是保證化工管道設計實現安全性、穩定性的前提條件，其中常用閥門的選用顯得尤其重要。

1 閘閥

閘門是一種閥門通路的開關，在其工作時可以利用閥芯直接開啟或關閉閥門通路，一般在化工管道設計時會選用此種閥門控制壓力流體通斷。閘閥除了可以保證開啟或關閉閥門的及時性，還具有結構穩定、實用性強、靈活性高的優點，閘閥的缺點是構造復雜、密封面容易損壞、價格偏高。在化工管道設計選用閥門的時候，不僅要根據企業的實際情況選擇價格適中的閥門，還要滿足管道設計的要求，不能顧此失彼，給企業帶來經濟損失或降低產品質量。閘閥在安裝時可以任意確定進出口位置，也就是閘閥安裝具有無方向性的特點，并且不會對管道設計帶來負面影響。閘閥的應用流體有兩種，一種是粘稠度比較高的流體，比如油類介質，另一種是雜質含量較多的壓力流體，比如含有粒狀固體的介質。無論是哪種流體，閘閥對其要求都是溫度不能過高，并適用于作放空閥和低真空系統閥門。

2 球閥

球閥的閥芯是帶有貫通孔的球狀體，在啟動球閥時，球會跟著手柄的扳動而發生位置的變化，從而達到開啟或關閉管路的目的。球閥具有開關容易辨別、結構簡單、反映迅速、體積小、重量輕和使用方便的特點，通過市場上球閥的價格比較可以發現，球閥的價格普遍都不是很高，并且在后期維修過程中，球閥的維修方法并不繁瑣。與閘閥相比，球閥的密封面不容易磨損，流體對其形成的阻力也比較小。球閥對迅速截斷管道壓力流體的作用是非常明顯的，但是需要注意的是，球閥不能用于流量調節，單個的球閥對流量進行控制的效果也會大大降低[1]。因此，球閥只有在密封性要求較高、需要快速關閉管路的管道設計中才會用到，同時也適用于氣化、壓力流體具有腐蝕性等情況的管路設計。球閥對溫度的要求同閘閥一樣也是不宜高溫，當球閥將密封面作為塑料時，其對溫度的要求就是低溫，最佳介質的溫度是0℃以下。

3 節流閥

在通常情況下，節流閥不用作截止通路，而是在控制流量需求方面起作用。節流閥與截止閥的結構在很多地方都相似，最大的區別是節流閥的閥瓣是節流部件，而閥瓣又有不同的形狀，使得節流閥的特性也會發生相應的改變。節流閥的優點是調節性能好、重量輕和外形尺寸小，缺點是調節精度受結構的影響比較大，其結構使閥芯的腐蝕速度比較快，調節的精度會隨閥芯的腐蝕程度發生變化，腐蝕程度越厲害，精度越低，反之精度越高。節流閥同閘閥和球閥一樣適用于溫度不高的壓力流體，對于壓力的要求則是高壓。節流閥的質量評判標準之一就是閥內空間的大小，閥內空間越大，質量越好。目前在市場上已經出現多種型號的閥芯，在形狀和性能上各不相同，如何選擇節流閥需要把管道設計的具體要求作為參考因素。除此之外，在選擇節流閥的時候要留意閥座的通徑，一般要保證閥座的通徑在合適的范圍內，這是為了減少介質對閥瓣的沖蝕程度，因為當節流閥的開啟較小時，就會增大介質的流速[2]。

4 安全閥

安全閥是為了保護整個管路的正常工作而設計的自動保護裝置，可以有效保護管路設計的質量與效率。其工作原理是以自身的閥體設計為基礎控制流體壓力，使其維持在安全值以下，從而達到保證管路壓力流體正常流動的目的。如果管路的流體壓力超出安全值，安全閥就會啟動，減少管路內的流體，降低壓力。由此可以看出，安全閥的使用頻次并不多，只有在遇到特殊情況的時候才會啟動對管路內的流體進行降壓。實際上，在管路設計時會依據不同的情況選用不同型號的閥門，安全閥的種類多種多樣，對溫度沒有過高要求，不同的溫度有對應的閥門，其使用范圍也比較廣。

5 減壓閥

減壓閥對管道內壓力流體的壓力流量控制必須借助節流閥才能完成，主要是利用閥芯對壓力流量進行調節。控制壓力流量體現在兩個方面，一方面，通過降低壓力流量的體積達到降低管道內壓力的目的，另一方面，當管道內飛壓力流體壓力流量不穩定時，減壓閥可以調整壓力，保持管道內壓力的穩定性，從而減小壓力流體對其他部件的造成的傷害。在應用減壓閥的時候，要注意減壓閥的工作壓力允許范圍，一旦超過這個范圍，輕則發生減壓閥性能降低或損壞其他部件的現象，重則形成重大安全事故。減壓閥在氣液狀態下的壓力液體均可使用，并且可以運用于壓力較大的流體，使用范圍比較廣泛。

6 結語

在化工設計中常用閥門的選擇不僅對于保證產品的質量至關重要，還可以降低生產成本，優化化工產品產業鏈結構[3]。

[1]何平.淺談化工設計中的常用閥門選型策略[J].科技風,2012,22:9.

[2]方磊,張歡歡.關于化工設計的閥門選型策略分析[J].石化技術,2015,01:107.

[3]宋世偉.化工設計中的常用閥門選型策略探析[J].化工管理,2015,09:9.