閥門知識以及常見問題解答
作者:泉舜流控 來源:泉舜流控 2024-06-06 瀏覽量:78
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閥門知識以及常見問題解答
通用分類法
這種分類方法既按原理、作用又按結構劃分,是目前國際、國內最常用的分類方法。一般分閘閥、截止閥、節流閥、儀表閥、柱塞閥、隔膜閥、旋塞閥、球閥、蝶閥、止回閥、減壓閥安全閥、疏水閥、調節閥、底閥、過濾器、排污閥等。 按用途和作用分類
調節閥類——主要用于調節介質的流量、壓力等。包括調節閥、節流閥、減壓閥等。止回閥類——用于阻止介質倒流。包括各種結構的止回閥。分流閥類——用于分離、分配或混合介質。包括各種結構的分配閥和疏水閥等。安全閥類——用于介質超壓時的安全保護。包括各種類型的安全閥。截斷閥類——主要用于截斷或接通介質流。包括閘閥、截止閥、隔膜閥、球閥、旋塞閥、碟閥、柱塞閥、球塞閥、針型儀表閥等。
按壓力分類
真空閥——工作壓力低于標準大氣壓的閥門。低壓閥——公稱壓力PN 小于1.6MPa的閥門。中壓閥——公稱壓力PN 2.5-6.4MPa的閥門。高壓閥——公稱壓力PN10.0-80.0MPa的閥門。超高壓閥——公稱壓力PN大于100MPa的閥門。
按介質溫度分類
高溫閥——t 大于450℃的閥門。。中溫閥—120℃小于 t 小于450℃的閥門。常溫閥——40℃小于 t 小于120℃的閥門。低溫閥——100℃小于 t 小于-40℃的閥門。超低溫閥——t 小于-100℃的閥門。
按閥體材料分類
金屬閥體襯里閥門—:襯鉛閥門、襯塑料閥門、襯搪瓷閥門。非金屬材料閥門——如:陶瓷閥門、玻璃鋼閥門、塑料閥門金屬材料閥門——如:銅合金閥門、鋁合金閥門、鉛合金閥門、鈦合金閥門、蒙乃爾合金閥門、鑄鐵閥門、碳鋼閥門、鑄鋼閥門、低合金鋼閥門、高合金鋼閥門
閥門流量系數和氣蝕系數介紹
閥門的流量系數和氣蝕系數是閥的重要參數,這在先進工業國家生產的閥門資料中一般均能提供,甚至在樣本里也印出。我國生產的閥門基本上沒有這方面資料,因為取得這方面的資料需要做實驗才能提出,這是我國和世界先進水平的閥門差距的重要表現之一。
閥門的流量系數和氣蝕系數是閥的重要參數,這在先進工業國家生產的閥門資料中一般均能提供,甚至在樣本里也印出。我國生產的閥門基本上沒有這方面資料,因為取得這方面的資料需要做實驗才能提出,這是我國和世界先進水平的閥門差距的重要表現之一。
了解閥門特性的重要性
在流體管道系統中,閥門是控制元件,其主要作用是隔離設備和管道系統、調節流量、防止回流、調節和排泄壓力。由于管道系統選擇最適合的閥門顯得非常重要,所以,了解閥門的特性及選擇閥門的步驟和依據也變得至關重要起來。
閥門行業到目前為止,已能生產種類齊全的閘閥、截止閥、節流閥、旋塞閥、球閥、電動閥、隔膜閥、止回閥、安全閥、減壓閥、蒸汽疏水閥和緊急切斷閥等12大類、3000多個型號、4000多個規格的閥門產品;最高工作壓力為600MPa,最大公稱通徑達5350mm,最高工作溫度為1200℃,最低工作溫度為-196℃,適用介質為水、蒸汽、油品、天然氣、強腐蝕性介質(如濃硝酸、中濃度硫酸等)、易燃介質(如笨、乙烯等)、有毒介質(如硫化氫)、易爆介質及帶放射性介質(金屬鈉、—回路純水等)。閥門承壓件材質鑄銅、鑄鐵、球墨鑄鐵、高硅鑄鐵、鑄鋼、鍛鋼、高、低合金鋼、不銹耐酸鋼、哈氏合金、因科鎳爾、蒙乃爾合金、雙相不銹鋼、鈦合金等。并且能夠生產各種電動、氣動、液動閥門驅動裝置。面對如此眾多的閥門品種和如此復雜的各種工況,要選擇管道系統最適合安裝的閥門產品,我以為,首先應了解閥門的特性;其次應掌握選擇閥門的步驟和依據;再者應遵循選擇閥門的原則。
1.閥門的特性一般有兩種,使用特性和結構特性。
使用特性:它確定了閥門的主要使用性能和使用范圍,屬于閥門使用特性的有:閥門的類別(閉路閥門、調節閥門、安全閥門等);產品類型(閘閥、截止閥、蝶閥、球閥等);閥門主要零件(閥體、閥蓋、閥桿、閥瓣、密封面)的材料;閥門傳動方式等。
結構特性:它確定了閥門的安裝、維修、保養等方法的一些結構特性,屬于結構特性的有:閥門的結構長度和總體高度、與管道的連接形式(法蘭連接、螺紋連接、夾箍連接、外螺紋連接、焊接端連接等);密封面的形式(鑲圈、螺紋圈、堆焊、噴焊、閥體本體);閥桿結構形式(旋轉桿、升降桿)等。
2.選擇閥門的步驟和依據大體如下:
⑴ 選擇步驟
① 明確閥門在設備或裝置中的用途,確定閥門的工作條件:適用介質、工作壓力、工作溫度等等。
② 確定與閥門連接管道的公稱通徑和連接方式:法蘭、螺紋、焊接等。
③ 確定操作閥門的方式:手動、電動、電磁、氣動或液動、電氣聯動或電液聯動等。
④ 根據管線輸送的介質、工作壓力、工作溫度確定所選閥門的殼體和內件的材料:灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、碳素鋼、合金鋼、不銹耐酸鋼、銅合金等。
⑤ 選擇閥門的種類:閉路閥門、調節閥門、安全閥門等。
⑥ 確定閥門的型式:閘閥、截止閥、球閥、蝶閥、節流閥、安全閥、減壓閥、蒸汽疏水閥、等。
⑦ 確定閥門的參數:對于自動閥門,根據不同需要先確定允許流阻、排放能力、背壓等,再確定管道的公稱通徑和閥座孔的直徑。
⑧ 確定所選用閥門的幾何參數:結構長度、法蘭連接形式及尺寸、開啟和關閉后閥門高度方向的尺寸、連接的螺栓孔尺寸和數量、整個閥門外型尺寸等。
⑨ 利用現有的資料:閥門產品目錄、閥門產品樣本等選擇適當的閥門產品。
⑵ 選擇閥門的依據
在了解掌握選擇閥門步驟的同時,還應進一步了解選擇閥門的依據。
① 所選用閥門的用途、使用工況條件和操縱控制方式。
② 工作介質的性質:工作壓力、工作溫度、腐蝕性能,是否含有固體顆粒,介質是否有毒,是否是易燃、易爆介質,介質的黏度等等。
③ 對閥門流體特性的要求:流阻、排放能力、流量特性、密封等級等等。
④ 安裝尺寸和外形尺寸要求:公稱通徑、與管道的連接方式和連接尺寸、外形尺寸或重量限制等。
⑤ 對閥門產品的可靠性、使用壽命和電動裝置的防爆性能等的附加要求。
(在選定參數時應注意:如果閥門要用于控制目的,必須確定如下額外參數:操作方法、最大和最小流量要求、正常流動的壓力降、關閉時的壓力降、閥門的最大和最小進口壓力。)
根據上述選擇閥門的依據和步驟,合理、正確地選擇閥門時還必須對各種類型閥門的內部結構進行詳細了解,以便能對優先選用的閥門做出正確的抉擇。
管道的最終控制是閥門。閥門啟閉件控制著介質在管道內的流束方式,閥門流道的形狀使閥門具備一定的流量特性,在選擇管道系統最適合安裝的閥門時必須考慮到這一點。
如下為選擇閥門應遵循的原則:
⑴ 截止和開放介質用的閥門
流道為直通式的閥門,其流阻較小,通常選擇作為截止和開放介質用的閥門。向下閉合式閥門(截止閥、柱塞閥)由于其流道曲折,流阻比其他閥門高,故較少選用。在允許有較高流阻的場合,可選用閉合式閥門。
⑵ 控制流量用的閥門
通常選擇易于調節流量的閥門作為控制流量用。向下閉合式閥門(如截止閥)適于這一用途,因為它的閥座尺寸與關閉件的行程之間成正比關系。旋轉式閥門(旋塞閥、蝶閥、球閥)和撓曲閥體式閥門(夾緊閥、隔膜閥)也可用于節流控制,但通常只能在有限的閥門口徑范圍內適用。閘閥是以圓盤形閘板對圓形閥座口做橫切運動,它只有在接近關閉位置時,才能較好地控制流量,故通常不用于流量控制。
⑶ 換向分流用的閥門
根據換向分流的需要,這種閥門可有三個或更多的通道。旋塞閥和球閥較適用于這一目的,因此,大部分用于換向分流的閥門都選取這類閥門中的一種。但是在有些情況下,其他類型的閥門,只要把兩個或更多個閥門適當地相互連接起來,也可作換向分流用。
⑷ 帶有懸浮顆粒的介質用閥門
當介質中帶有懸浮顆粒時,最適于采用其關閉件沿密封面的滑動帶有擦拭作用的閥門。如果關閉件對閥座的來回運動是豎直的,那末就可能夾持顆粒,因此這種閥門除非密封面材料可以允許嵌入顆粒,否則只適用于基本清潔的介質。球閥和旋塞閥在啟閉過程中對密封面均有擦拭作用,故適宜用在帶有懸浮顆粒的介質中。
目前,無論在石油、化工,還是在別的行業的管道系統,閥門應用、操作頻率和服務千變萬化,要控制或杜絕那怕是低微的泄漏,最重要、最關鍵的設備還數閥門。管道的最終控制是閥門,閥門在各個領域的服務和可靠表現是獨一無二的。
閘閥
閘閥是作為截止介質使用,在全開時整個流通直通,此時介質運行的壓力損失最小。閘閥通常適用于不需要經常啟閉,而且保持閘板全開或全閉的工況。不適用于作為調節或節流使用。對于高速流動的介質,閘板在局部開啟狀況下可以引起閘門的振動,而振動又可能損傷閘板和閥座的密封面,而節流會使閘板遭受介質的沖蝕。從結構形式上,主要的區別是所采用的密封元件的形式。根據密封元件的形式,常常把閘閥分成幾種不同的類型,如:楔式閘閥、平行式閘閥、平行雙閘板閘閥、楔式雙閘板閘等。最常用的形式是楔式閘閥和平行式閘閥。
截止閥
截止閥的閥桿軸線與閥座密封面垂直。閥桿開啟或關閉行程相對較短,并具有非常可靠的切斷動作,使得這種閥門非常適合作為介質的切斷或調節及節流使用。截止閥的閥瓣一旦處于開啟狀況,它的閥座和閥瓣密封面之間就不再的接觸,并具有非常可靠的切斷動作,合得這種閥門非常適合作為介質的切斷或調節及節流使用。
截止閥一旦處于開啟狀態,它的閥座和閥瓣密封面之間就不再有接觸,因而它的密封面機械磨損較小,由于大部分截止閥的閥座和閥瓣比較容易修理或更換密封元件時無需把整個閥門從管線上拆下來,這對于閥門和管線焊接成一體的場合是很適用的。介質通過此類閥門時的流動方向發生了變化,因此截止閥的流動阻力較高于其它閥門。
常用的截止閥有以下幾種:1)角式截止閥;在角式截止閥中,流體只需改變一次方向,以致于通過此閥門的壓力降比常規結構的截止閥小。2)直流式截止閥;在直流式或Y形截止閥中,閥體的流道與主流道成一斜線,這樣流動狀態的破壞程度比常規截止閥要小,因而通過閥門的壓力損失也相應的小了。3)柱塞式截止閥:這種形式的截止閥是常規截止閥的變型。在該閥門中,閥瓣和閥座通常是基于柱塞原理設計的。閥瓣磨光成柱塞與閥桿相連接,密封是由套在柱塞上的兩個彈性密封圈實現的。兩個彈性密封圈用一個套環隔開,并通過由閥蓋螺母施加在閥蓋上的載荷把柱塞周圍的密封圈壓牢。彈性密封圈能夠更換,可以采用各種各樣的材料制成,該閥門主要用于“開”或者“關”,但是備有特制形式的柱塞或特殊的套環,也可以用于調節流量。
蝶閥
蝶閥的蝶板安裝于管道的直徑方向。在蝶閥閥體圓柱形通道內,圓盤形蝶板繞著軸線旋轉,旋轉角度為0°~90°之間,旋轉到90°時,閥門則牌全開狀態。
蝶閥結構簡單、體積小、重量輕,只由少數幾個零件組成。而且只需旋轉90°即可快速啟閉,操作簡單,同時該閥門具有良好的流體控制特性。蝶閥處于完全開啟位置時,蝶板厚度是介質流經閥體時唯一的阻力,因此通過該閥門所產生的壓力降很小,故具有較好的流量控制特性。蝶閥有彈密封和金屬的密封兩種密封型式。彈性密封閥門,密封圈可以鑲嵌在閥體上或附在蝶板周邊。
采用金屬密封的閥門一般比彈性密封的閥門壽命長,但很難做到完全密封。金屬密封能適應較高的工作溫度,彈性密封則具有受溫度限制的缺陷。
如果要求蝶閥作為流量控制使用,主要的是正確選擇閥門的尺寸和類型。蝶閥的結構原理尤其適合制作大口徑閥門。蝶閥不僅在石油、煤氣、化工、水處理等一般工業上得到廣泛應用,而且還應用于熱電站的冷卻水系統。
常用的蝶閥有對夾式蝶閥和法蘭式蝶閥兩種。對夾式蝶閥是用雙頭螺栓將閥門連接在兩管道法蘭之間,法蘭式蝶閥是閥門上帶有法蘭,用螺栓將閥門上兩端法蘭連接在管道法蘭上。
球閥
球閥是由旋塞閥演變而來。它具有相同的旋轉90度提動作,不同的是旋塞體是球體,有圓形通孔或通道通過其軸線。球面和通道口的比例應該是這樣的,即當球旋轉90度時,在進、出口處應全部呈現球面,從而截斷流動。
球閥只需要用旋轉90度的操作和很小的轉動力矩就能關閉嚴密。完全平等的閥體內腔為介質提供了阻力很小、直通的流道。通常認為球閥最適宜直接做開閉使用,但近來的發展已將球閥設計成使它具有節流和控制流量之用。球閥的主要特點是本身結構緊湊,易于操作和維修,適用于水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質,而且還適用于工作條件惡劣的介質,如氧氣、過氧化氫、甲烷和乙烯等。球閥閥體可以是整體的,也可以是組合式的。
按防止介質倒流選用閥門
這種類型的閥門的作用是只允許介質向一個方向流動,而且阻止方向流動。通常這種閥門是自動工作的,在一個方向流動的流體壓力作用下,閥瓣打開;流體反方向流動時,由流體壓力和閥瓣的自重合閥瓣作用于閥座,從而切斷流動。其中止回閥就屬于這種類型的閥門,它包括旋啟式止回閥和升降式止回閥。旋啟式止回閥有一介鉸鏈機構,還有一個像門一樣的閥瓣自由地靠在傾斜的閥座表面上。為了確保閥瓣每次都能到達閥座面的合適位置,閥瓣設計在鉸鏈機構,以便閥瓣具有足夠有旋啟空間,并使閥瓣真正的、全面的與閥座接觸。閥瓣可以全部用金屬制成,也可以在金屬上鑲嵌皮革、橡膠、或者采用合成覆蓋面,這取決于使用性能的要求。旋啟式止回閥在完全打開的狀況下,流體壓力幾乎不受阻礙,因此通過閥門的壓力降相對較小。升降式止回閥的閥瓣座落位于閥體上閥座密封面上。此閥門除了閥瓣可以自由地升降之外,其余部分如同截止閥一樣,流體壓力使閥瓣從閥座密封面上抬起,介質回流導致閥瓣回落到閥座上,并切斷流動。根據使用條件,閥瓣可以是全金屬結構,也可以是在閥瓣架上鑲嵌橡膠墊或橡膠環的形式。像截止閥一樣,流體通過升降式止回閥的通道也是狹窄的,因此通過升降式止回閥的壓力降比旋啟式止回閥大些,而且旋啟式止回閥的流量受到的限制很少。
按調節介質參數選用閥門
在生產過程中,為了使介質的壓力、流量等參數符合工藝流程的要求,需要安裝調節機構對上述參數進行調節。調節機構的主要工作原理,是靠改變閥門閥瓣與閥瓣與閥座間的流通面積,達到調節上述參數的目的。屬于這類閥門的統稱為控制閥,其中分為依靠介質本身動力驅動的稱為自驅式控制閥如減壓閥、穩壓閥等,凡領先上來動力驅動的(如電力 、壓縮空氣和液動力)稱為他驅式控制閥,如電動調節閥、氣動調節閥和液動調節閥等。
蝶閥的各種分類方式
1.按結構形式分類
(1)中心密封蝶閥 (2)單偏心密封蝶閥 (3)雙偏心密封蝶閥 (4)三偏心密封蝶閥
2.按密封面材質分類
(1)軟密封蝶閥。
1)密封副由非金屬軟質材料對非金屬軟質材料構成。 2)密封副由金屬硬質材料對非金屬軟質材料構成。 (2)金屬硬密封蝶閥。密封副由金屬硬質材料對金屬硬質材料構成。
3.按密封形式分類
(1)強制密封蝶閥
1)彈性密封蝶閥。密封比壓由閥門關閉時閥板擠壓閥座,閥座或閥板的彈性產生 2)外加轉矩密封蝶閥。密封比壓由外加于閥門軸上的轉矩產生
(2)充壓密封蝶閥。密封比壓由閥座或閥板上的彈件密封元件充壓產生 (3)自動密封蝶閥。密封比壓由介質壓力自動產生。
4.按工作壓力分類
(1)真空蝶閥。工作壓力低于標堆大氣歷的蝶閥。
(2)低壓蝶閥。公稱壓力PN<1.6MPa的蝶閥。
(3)中壓蝶閥。公稱壓力PN為2.5--6.4MPa的蝶閥。
(4)高壓碟閥。公稱壓力PN為10。0--80.0MPa的蝶閥。
(5)超高壓蝶閥。公稱壓力PN>100MPa的蝶閥。
5.按工作溫度分類
(1)高溫蝶閥。t>450 C的蝶閥 (2)中溫碟閥。120 C<t<450 C的蝶閥 (3)常溫蝶閥。一40C<t<;120 C的蝶閥 (4)低溫蝶閥。一100<t<一40 C的蝶閥 (E)超低溫蝶閥。t<一100 C的蝶閥
6.按連接方式分類
(1)對夾式蝶閥。 (2)法蘭式蝶閥。 (3)支耳式蝶閥。 (4)焊接式蝶閥
安全閥的介紹與選用
摘要:從定義入手,詳細介紹了安全閥及泄放閥的區別及選用。并分析了國內主要的安全閥系列,列出了選用安全閥選用一般規則。關鍵詞:安全閥 泄放閥 閥門選用 安全閥選購
一 概述
安全閥是鍋爐、壓力容器和其他受壓力設備上重要的安全附件。其動作可靠性和性能好壞直接關系到設備和人身的安全,并與節能和環境保護緊密相關。而有的用戶和設計部門在選型時,總是選錯型號。為此本文對安全閥的選用加以分析。
二、定義
所謂安全閥廣義上講包括泄放閥,從管理規則上看,直接安裝在蒸汽鍋爐或一類壓力容器上,其必要條件是必須得到技術監督部門認可的閥門,狹義上稱之為安全閥,其他一般稱之為泄放閥。安全閥與泄放閥在結構和性能上很相似,二者都是在超過開啟壓力時自動排放內部的介質,以保證生產裝置的安全。由干存在這種本質上類似性,人們在使用時,往往將二者混同,另外,有些生產裝置在規則上也規定選用哪種均可。因此,二者的不同之處往往被忽視。從而也就出現了許多間題。如果要將二者作出比較明確的定義,則可按照《ASME鍋爐及壓力容器規范》第一篇中所闡述的定義來理解:
(l)安全閥(Safety Valve)一種由閥前介質靜壓力驅動的自動泄壓裝置。其特征為具有突開的全開啟動作。用于氣體或蒸汽的場合,如圖1。
(2)泄放閥(Relief Valve),又稱溢流閥一種由閥前介質靜壓力驅動的自動泄壓裝置。它隨壓力超過開啟力的增長而按比例開啟。主要用于流體的場合。如圖2所示。
(3)安全泄放閥(Safet Relief Valve),又稱安全溢流閥一種由介質壓力驅動的自動泄壓裝置。根據使用場合不同既適用作安全閥也適用作泄放閥。 以日本為例,給安全閥和泄放閥作出明確定義的比較少,一般用作鍋爐這類大型貯能壓力容器的安全裝置稱之為安全閥,安裝在管道上或其他設設施上的稱之為泄放閥。不過,若按日本通產省的《火力發電技術標準》的規定看,設備上安全保障的重要部分,指定使用安全閥,如鍋爐、過熱器、再熱器等。而在減壓閥的下側需要與鍋爐和渦輪機相接的場合,都需要安裝泄放閥或安全閥。如此看,安全閥要求比泄放閥更具可靠性。另外,從日本勞動省的高壓氣體管理規則、運輸省及各級船舶協會的規則中,對安全排放量的認定和規定來看,我們把保證了排放量的稱之為安全閥,而不保證排放量的閥門稱作泄放閥。在國內不論全啟式或微啟式統稱為安全閥。
三、選型
1.分類
目前大量生產的安全閥有彈簧式和桿式兩大類。另外還有沖量式安全閥、先導式安全閥、安全切換閥、安全解壓閥、靜重式安全閥等。彈簧式安全閥主要依靠彈簧的作用力而工作,彈簧式安全閥中又有封閉和不封閉的,一般易燃、易爆或有毒的介質應選用封閉式,蒸汽或惰性氣體等可以選用不封閉式,在彈簧式安全閥中還有帶扳手和不帶扳手的。扳手的作用主要是檢查閥瓣的靈活程度,有時也可以用作手動緊急泄壓用,如圖3。杠桿式安全閥主要依靠杠桿重錘的作用力而工作,但由于杠桿式安全閥體積龐大往往限制了選用范圍。溫度較高時選用帶散熱器的安全閥。
安全閥的主要參數是排量,這個排量決定于閥座的口徑和閥瓣的開啟高度,由開啟高度不同,又分為微啟式和全啟式兩種。微啟式是指閥瓣的開啟高度為閥座喉徑的1/40~l/20。全啟式是指閥瓣的開啟高度為閥座喉徑的1/4。
2.安全閥的選用
由操作壓力決定安全閥的公稱壓力,由操作溫度決定安全閥的使用溫度范圍,由計算出的安全閥的定壓值決定彈簧或杠桿的定壓范圍,再根據使用介質決定安全閥的材質和結構型式,再根據安全閥泄放量計算出安全閥的喉徑。以下為安全閥選用的一般規則。
(l)熱水鍋爐一般用不封閉帶扳手微啟式安全閥。
(2)蒸汽鍋爐或蒸汽管道一般用不封閉帶扳手全啟式安全閥。
(3)水等液體不可壓縮介質一般用封閉微啟式安全閥,或用安全泄放閥。
(4)高壓給水一般用封閉全啟式安全閥,如高壓給水加熱器、換熱器等。
(5)氣體等可壓縮性介質一般用封閉全啟式安全閥,如儲氣罐、氣體管道等。
(6)E級蒸汽鍋爐一般用靜重式安全閥。
(7)大口徑,大排量及高壓系統一般用脈沖式安全閥,如減溫減壓裝置、電站鍋爐等,如圖8所示。
(8)運送液化氣的火車槽車、汽車槽車、貯罐等一般用內裝式安全閥,如圖4所示。
(9)油罐頂部一般用液壓安全閥,需與呼吸閥配合使用。
(10)井下排水或天然氣管道一般用先導式安全閥,如圖6所示。
(11)液化石油氣站罐泵出口的液相回流管道上一般用安全回流閥。
(12)負壓或操作過程中可能會產生負壓的系統一般用真空負壓安全閥。
(13)背壓波動較大和有毒易燃的容器或管路系統一般用波紋管安全閥。
(14)介質凝固點較低的系統一般選用保溫夾套式安全閥,如圖7所示。
3.國內主要廠家的比較及連接尺寸的選擇
國內生產安全閥的廠家比較多,連接尺寸也大多不統一。主要分以下幾個大類:
(1)以JB/T2203-1999《彈簧式安全閥結構長度》為主的通用類。目前國內大多數安全閥生產廠家均按本標準設計生產。如浙江羅浮鍋爐附件廠、杭州閥門廠、江蘇吳江閥門工具廠、上海閥門廠、開封高壓閥門廠、海安閥門廠等。但本標準也不盡完美,規格不全,微啟式安全閥最大公稱通徑為 D NI 00,全啟式安全閥最大公稱通徑DN200,中間缺少DN65、DN125兩個規格。根據我廠所生產的安全閥規格及掌握的資料來看,目前微啟式安全閥公稱通徑最大達到DN250,全啟式安全閥公稱通徑達到DN400。經本人考證,各廠家連接尺寸也不盡統一,如 DN150全啟式安全閥,浙江羅浮鍋爐附件廠、上海閥門廠及江蘇吳江閥門工具廠各不相同。為了有一個統一的標準,用戶在選用及安裝時同一規格能夠互換,建議合肥通用機械研究所對JB/T2203-1999《彈簧式安全閥結構長度》進行修訂。建議設計院及用戶按標準選用,安全閥生產廠家按標準設計制造。
(2)以API526 《鋼制法蘭連接安全泄放閥》(Flanged Steel Safety Relief Valve)為主的美標體系。國內進口化工設備等所配的安全閥連接尺寸一般按照本標準,如圖5所示。本標準公稱通通徑為DN25~ DN200( l”~ 8”),公稱壓力為 2~ 42MPa,喉徑從D-T(9.5~146mm)。本標準比較科學規范,對壓力、材料、溫度、喉徑等統籌考慮。依照喉徑確定規格,同一喉徑可以有好幾個規格,相反同一規格可能有好幾個喉徑可以選擇。如 DN100~DN150(4”~6”)喉徑有L、M、N、P四種可以選擇。隨著國際貿易及進口設備國產化的不斷推進,該標準將在國內得到很大推廣。目前該標準還沒有轉化為國標。
(3)以在國際上影響比較大的安德森·格林伍德公司(Anderson Greenwood&Co.)為依據的活塞式導閥操作安全泄壓閥(Pilot Operated Pressure Relief Valves)系列。國內一般稱之為先導式安全閥,如圖6所示,先導式安全閥由主閥和導閥組成,導閥操作主閥的開啟和關閉。這種閥門排量大;不受背壓的影響;可以在非常接近開啟壓力下進行不泄漏操作;啟閉壓差小等優點。一般適用于天然氣管道等。目前國內還沒有先導式安全閥標準及連接尺寸標準。并且這種類型的閥門剛剛開發,還沒有廣泛推廣。據我廠的經驗及所掌握的資料來看,國內大多數廠家按照該公司的數據設計制造,如浙江羅浮鍋爐附件廠、航天十一研究所等。建議合肥通用機械研究所盡早起草并發布先導式安全閥標準。
(4)以中國航天工業總公司第十一研究所設計研制的安全閥自成一個體系。航天十一所研制的HT系列安全閥品種多,有HTO普通安全閥(如圖1所示)、HTB平衡波紋管式安全閥、HTR泄流閥、HTN特殊安全閥、HTGS高性能蒸汽安全閥。HTXY液體泄壓閥、HTXD先導式安全閥等,且性能良好。但是除HTXD系列先導式安全閥與安德森·格林伍德公司連接尺寸相同外,其余與美標、國標均不相同。這一點請選用時務必注意。
(5)以蘭州煉油廠設計研制開發的A型、TA型封閉全開啟彈簧式安全閥自成一個體系。該系列口徑DN25~DN150 (1”~6’),公稱壓力l.6~4.0MPa,喉徑D~R(9.5-115mm)。該體系連接尺寸與美標及國標均不相同,為蘭煉專用。
(6)為鍋爐、電站設備、減溫減壓裝置配套的沖量式安全閥系列(如圖8所示)。如哈爾濱鍋爐廠、東方鍋爐廠、武漢鍋爐廠、青島電站輔機廠等配套的專用安全閥。此類系列閥門結構及連接尺寸各廠家一般不相同,可能有部分相同。選用時一定要注意閥門喉徑及連接尺寸的區別。
4.喉徑的計算
喉徑的計算一般按照《鍋爐壓力容器安全技術規范》附件五所列的公式。或者按照APIRP520 煉廠泄壓系統設計和安裝的推薦實施方法第一部分設計》中所列的公式。上述兩種公式計算結果基本相同或相差不大。
四、結束語
安全閥的選型是一項比較重要的工作,選型恰當與否將直接影響設備的安全。上述所列都是我廠的一些經驗總結,限于篇幅,可能不盡完全,供大家參考。
參考文獻 1、安全閥國外標準匯編(M)合肥通用機械研究所, 1985
使用閥門常見問題
1、為什么雙座閥小開度工作時容易振蕩?
對單芯而言,當介質是流開型時,閥穩定性好;當介質是流閉型時,閥的穩定性差。雙座閥有兩個閥芯,下閥芯處于流閉,上閥芯處于流開,這樣,在小開度工作時,流閉型的閥芯就容易引起閥的振動,這就是雙座閥不能用于小開度工作的原因所在。
2、為什么雙密封閥不能當作切斷閥使用?
雙座閥閥芯的優點是力平衡結構,允許壓差大,而它突出的缺點是兩個密封面不能同時良好接觸,造成泄漏大。如果把它人為地、強制性地用于切斷場合,顯然效果不好,即便為它作了許多改進(如雙密封套筒閥),也是不可取的。
3、什么直行程調節閥防堵性能差,角行程閥防堵性能好?
直行程閥閥芯是垂直節流,而介質是水平流進流出,閥腔內流道必然轉彎倒拐,使閥的流路變得相當復雜(形狀如倒“S”型)。這樣,存在許多死區,為介質的沉淀提供了空間,長此以往,造成堵塞。角行程閥節流的方向就是水平方向,介質水平流進,水平流出,容易把不干凈介質帶走,同時流路簡單,介質沉淀的空間也很少,所以角行程閥防堵性能好。
4、為什么直行程調節閥閥桿較細?
它涉及一個簡單的機械原理:滑動摩擦大、滾動摩擦小。直行程閥的閥桿上下運動,填料稍壓緊一點,它就會把閥桿包得很緊,產生較大的回差。為此,閥桿設計得非常細小,填料又常用摩擦系數小的四氟填料,以便減少回差,但由此派出的問題是閥桿細,則易彎,填料壽命也短。解決這個問題,最好的辦法就是用旅轉閥閥桿,即角行程類的調節閥,它的閥桿比直行程閥桿粗2~3倍,且選用壽命長的石墨填料,閥桿剛度好,填料壽命長,其摩擦力矩反而小、回差小。
5、為什么角行程類閥的切斷壓差較大?
角行程類閥的切斷壓差較大,是因為介質在閥芯或閥板上產生的合力對轉動軸產生的力矩非常小,因此,它能承受較大的壓差。
6、為什么脫鹽水介質使用襯膠蝶閥、襯氟隔膜閥使用壽命短?
脫鹽水介質中含有低濃度的酸或堿,它們對橡膠有較大的腐蝕性。橡膠的被腐蝕表現為膨脹、老化、強度低,用襯膠的蝶閥、隔膜閥使用效果都差,其實質就是橡膠不耐腐蝕所致。后襯膠隔膜閥改進為耐腐蝕性能好的襯氟隔膜閥,但襯氟隔膜閥的膜片又經不住上下折疊而被折破,造成機械性破壞,閥的壽命變短。現在最好的辦法是用水處理專用球閥,它可以使用到5~8年。
7、為什么切斷閥應盡量選用硬密封?
切斷閥要求泄漏越低越好,軟密封閥的泄漏是最低的,切斷效果當然好,但不耐磨、可靠性差。從泄漏量又小、密封又可靠的雙重標準來看,軟密封切斷就不如硬密封切斷好。如全功能超輕型調節閥,密封而堆有耐磨合金保護,可靠性高,泄漏率達10-7,已經能夠滿足切斷閥的要求。
8、為什么套筒閥代替單、雙座閥卻沒有如愿以償?
60年代問世的套筒閥,70年代在國內外大量使用,80年代引進的石化裝置中套筒閥占的比率較大,那時,不少人認為,套筒閥可以取代單、雙座閥,成為第二代產品。到如今,并非如此,單座閥、雙座閥、套筒閥都得到同等的使用。這是因為套筒閥只是改進了節流形式、穩定性和維護好于單座閥,但它重量、防堵和泄漏指標上與單、雙座閥一致,它怎能取代單、雙座閥呢?所以,就只能共同使用。
9、為什么說選型比計算更重要?
計算與選型比較而言,選型要重要得多,復雜得多。因為計算只是一個簡單的公式計算,它的本身不在于公式的精確度,而在于所給定的工藝參數是否準確。選型涉及到的內容較多,稍不慎,便會導致選型不當,不僅造成人力、物力、財力的浪費,而且使用效果還不理想,帶來若干使用問題,如可靠性、壽命、運行質量等。
10、為什么在氣動閥中活塞執行機構使用會越來越多?
對于氣動閥而言,活塞執行機構可充分利用氣源壓力,使執行機構的尺寸比薄膜式更小巧,推力更大,活塞中的O型圈也比薄膜可靠,因此它的使用會越來越多。
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