閥門在空分系統(tǒng)應(yīng)用

                           上海申弘閥門有限公司

    上海申弘閥門有限公司嚴格安設(shè)計部門的調(diào)節(jié)參數(shù)表選型、閥門計算規(guī)格書請?zhí)崆鞍l(fā)給設(shè)計門有關(guān)人員進行確認 。專業(yè)生產(chǎn)各種低溫貯槽系列和空分系列閥門及配套產(chǎn)品的,具備年生產(chǎn)各種閥門四萬余件的生產(chǎn)能力。主要生產(chǎn)低溫截止閥、調(diào)壓閥、安全閥、角式截止閥、管路閥等系列產(chǎn)品及配件。系中國工業(yè)氣體協(xié)會及上海市特種設(shè)備行業(yè)協(xié)會。上另一特點是使用現(xiàn)場可抽芯維修。因為冷箱內(nèi)充灌珠光砂等保溫材料，維修閥門和更換備件應(yīng)盡可能避免耙珠光砂，所以除性能可靠外，維修方便是冷箱內(nèi)低溫截止閥的一個重要特點，在設(shè)計中應(yīng)充分考慮閥門可抽芯維修。 閥體部分鋁合金材質(zhì)，為提高密封面硬度，采用分離式閥座，閥體的密封圈經(jīng)陽極氧化、液氮浸泡后用冷套方式壓入。  閥桿的導(dǎo)向套采用無油潤滑Du軸承，既可增加導(dǎo)向精度，使閥桿上下運動更可靠，又能給維修帶來方便。 冷箱上大閥門還有一特點是其與冷箱的連接是非剛性的，而是浮動性的，這樣便于閥門在冷箱內(nèi)與管道的連接和工作中低溫帶來的管道變形補償。所以在填料函上法蘭部位配有浮動套結(jié)構(gòu)。  

閥門在空分行業(yè)行業(yè)部分業(yè)績展示
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2．并聯(lián)流程閥門的安裝并聯(lián)流程示意（分餾塔液體工藝泵循環(huán)輸送系統(tǒng)、膨脹機系統(tǒng)） 
在上述流程中，往往用到設(shè)備一用一備并聯(lián)使用流程。該流程使用閥的特點是一臺設(shè)備停時，其進出口閥均關(guān)閉，對于該出口閥來說，主要是防止反向氣流倒竄，因而該閥位號往往是畫反裝符號。但閥門結(jié)構(gòu)不同，閥的安裝是不同的。應(yīng)該注意的問題： 
1） 對于大口徑（例：250JJ400A~600）與高壓（例：650JJ100~300）截止閥來說，閥本身是雙閥瓣結(jié)構(gòu)，流向是側(cè)進底出，因而在該出口位置，合理安裝應(yīng)使反向氣流從閥門側(cè)進底出。 
2） 對于單閥瓣結(jié)構(gòu)的閥門來說，合理安裝是應(yīng)使反向氣流從底進側(cè)出。起到密封同時還可以避免填料處跑冷。但應(yīng)注意的是：251JJ350與151JJ400這兩只閥，閥瓣是單閥瓣，但由于閥桿強度安全系數(shù)不夠，往往在0.5Mpa壓差以上會出現(xiàn)密封不穩(wěn)定現(xiàn)象。所以這兩只閥合理安裝應(yīng)使反向氣流從閥門側(cè)進底出。

3．目前開發(fā)的幾種高壓低溫截止閥*
執(zhí)行標準 
JB/9081-97 《空氣分離設(shè)備用低溫截止閥和節(jié)流閥》 GB/T13927-92《通用閥門 壓力試驗》 JB/T7749-1995《低溫閥門技術(shù)條件》 

HTA4508-97《閥門裝配與試驗通用技術(shù)條件》 .

安全閥 
安全閥是為了防止介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值起安全作用的閥門。當(dāng)工作壓力超過規(guī)定數(shù)值時，閥門便自動開啟，排放多余介質(zhì)，而當(dāng)壓力恢復(fù)到原來數(shù)值時，又自動關(guān)閉。  
公司生產(chǎn)空分配套的各種系列安全閥，是空分設(shè)備中*的一種安全保護裝置。安全閥在彈簧選材及工藝上均作特殊處理，從而保證低溫下性能可靠。尤其分餾塔上塔使用的大口徑低溫安全閥（DN300-DN400），采用先導(dǎo)式結(jié)構(gòu)，解決了低溫常態(tài)下大口徑起跳的難題。 
公司生產(chǎn)安全閥有全啟式、微啟式等多種型式，公稱通徑為DN4~DN400mm,公稱壓力為0.6~25Mpa.根據(jù)零件選材的不同，適用溫度為-196℃~+80℃（低溫型）、-20℃~+80℃（常溫型）。 并可根據(jù)用戶要求特殊設(shè)計，以滿足用戶的特殊使用要求。 

先導(dǎo)式安全閥作用原理： 

先導(dǎo)式安全閥分為主閥和導(dǎo)閥兩部分，主閥的進口端引出一根先導(dǎo)氣源控制管，通過一只三通L型球閥與導(dǎo)閥的進口端A處相通，當(dāng)容器或管道內(nèi)的壓力升高超過規(guī)定值時，導(dǎo)閥活塞壓縮小彈簧，帶動小閥芯上移，超壓氣體進入主閥活塞腔，壓縮大彈簧，使活塞推桿（大閥瓣）下移，從而打開主閥，超壓氣體得以全量排放。當(dāng)容器或管道中的壓力降到正常工況壓力時，導(dǎo)閥活塞腔內(nèi)的壓力隨之也降低，活塞受彈簧反向作用，關(guān)閉導(dǎo)閥切斷進入主閥活塞腔內(nèi)的氣源，此時操作人員可以打開緊急開啟裝置中的（見圖一）電磁閥（2），加速降低活塞腔內(nèi)的壓力,同時在彈簧的反作用力下使主閥快速回座，當(dāng)容器和管道進入正常工況后，關(guān)閉電磁閥（2），完成一次超壓排放過程。如不打開電磁閥（2），回座時間會很長。 
為防止自動控制系統(tǒng)（先導(dǎo)）失靈，本閥特設(shè)計一組緊急開啟裝置(見下圖),當(dāng)自控裝置失靈報警后,操作人員應(yīng)立即打開緊急開啟裝置中的電磁閥(1),使儀表空氣(壓力≥整定壓力)直接進入主閥的活塞腔，迅速打開主閥達到全量排放，當(dāng)工作壓力進入正常工況后，關(guān)閉電磁閥(1)打開電磁閥(2),使主閥快速回座，后再關(guān)閉電磁閥(2)。 安全閥的常用術(shù)語  
① 開啟壓力——當(dāng)介質(zhì)壓力上升到安全閥安裝時調(diào)整好的預(yù)定壓力時，閥瓣便自行開啟，介質(zhì)明顯地急速噴出，此時閥門進口處的壓力稱為開啟壓力，以Ps MPa表示。 

② 排放壓力——閥瓣開啟后，如設(shè)備中介質(zhì)壓力繼續(xù)上升，當(dāng)達到設(shè)備允許的高壓力時，閥瓣應(yīng)全開，排出額定的排量，這時閥門進口處的壓力稱為排放壓力，以Pd MPa表示。 
③ 關(guān)閉壓力——安全閥開啟，排除了部分介質(zhì)后，設(shè)備中的壓力逐漸降低，當(dāng)壓力降到小于設(shè)備工作壓力的預(yù)定值時，閥瓣關(guān)閉，開啟高度為零，介質(zhì)停止流出，這是閥進口處的壓力稱為關(guān)閉壓力，又稱回座壓力，以PK MPa表示。 安全閥的常用術(shù)語  
④ 工作壓力——設(shè)備正常工作時的介質(zhì)壓力，稱為安全閥的工作壓力，以Pg MPa表示，此時，安全閥應(yīng)處于密封狀態(tài)，看不到有介質(zhì)在關(guān)閉件的密封面間泄出，也聽不到有漏氣聲，在規(guī)定的持續(xù)時間內(nèi)，壓力表無降壓現(xiàn)象。 
⑤ 排量——在排放壓力時，閥瓣處于全開狀態(tài)，這時從閥出口處測得的介質(zhì)單位時間排出量，稱為閥的排量，以G表示，對于蒸汽常用kg/h或T/h為單位，對于氣體常用m3/min或kg/s為單位，對液體則用T/h或l/min為單位。 調(diào)節(jié)閥 
調(diào)節(jié)閥是按照調(diào)節(jié)器所給信號的大小和方向，通過執(zhí)行機構(gòu)來改變閥的開度以實現(xiàn)調(diào)節(jié)流體流量的調(diào)節(jié)機構(gòu)。 
公司生產(chǎn)空分配套的各種精小型氣動系列調(diào)節(jié)閥，有單座和套筒型。公稱通徑為DN20~DN200mm,公稱壓力為1.6~4.0MPa。根據(jù)零件選材以及保溫長度的不同，適用溫度為-196℃~+80℃（低溫型）、-20℃~+80℃（常溫型）。 并可根據(jù)用戶要求特殊設(shè)計，以滿足用戶的特殊使用要求。

1、調(diào)節(jié)閥的流量特性
1）、線性： 
介質(zhì)的瞬時流量Q與閥芯的位移h成線性關(guān)系。(閥芯的總位移為H) dQ/dh=C  
Q=c*h+Q0 (c為常數(shù)，Q0為L=0時的流量，為Qmin) 也就是說，流量的變化量與行程的變化量之比為常數(shù)。 
特點是：例如：C=10當(dāng)閥門處于小開度時，流量不大（如5m3/h），此時行程增加1%，流量的變化量為10m3/h，想慢慢調(diào)整而慢不了，很難控制！當(dāng)閥門處于大開度時，流量很大了（如100m3/h），此時行程再增加1%，流量的變化量還是10 m3/h，想快快不了。即：線性的調(diào)節(jié)閥在開度變化相同的情況下，顯然流量小時，流量的變化值相對較大，調(diào)節(jié)作用較強，易產(chǎn)生超調(diào)和引起振蕩；流量大時，流量的變化值相對較小，調(diào)節(jié)作用進行緩慢，不夠靈敏。 

2）、等百分比： 
介質(zhì)瞬時流量的變化率與閥芯位移的變化量之比為常數(shù)所以等百分比特性也叫對數(shù)特性。  
特點是：例如：當(dāng)閥門處于小開度時，流量不大（如5m3/h），此時行程增加1%，流量的變化量為0.05 m3/h，當(dāng)閥門處于大開度時，流量很大了（如100m3/h），此時行程再增加1%，流量的變化量是1 m3/h，流量的變化始終是基于當(dāng)時的瞬時流量的。即：等百分比的閥在開度變化相同時，流量變化的百分比總是相等的，閥的控制度在全行程范圍內(nèi)是不變的。 
相同規(guī)格的閥門在同一開度下，等百分比特性的閥通過的流量總是小于直線特性的閥，因此，等百分比特性閥的大開度往往比直線特性閥選得大一些。

3）拋物線特性： dQ/dh=C(Q)1/2  4）快開特性： dQ/dh=f(h) 一般很少選用。  
以上都是閥門的固有特性，只有在閥門前后的直管段足夠長的前提下才能得到這樣的調(diào)節(jié)性能。在實際的管系中，由于各種因素的影響，等百分比畸變?yōu)榫€性，而線性畸變?yōu)榭扉_。 定

各投標單位可以參加全部或部分閥門標段的投標，閥門分類如下： 
一、A包（8臺）： 切換閥KV01301-01304（DN900 PN1.0MPA）4臺、KV01305-01308 （DN800 
PN1.0MPA）4臺,帶ASCO二位五通電磁閥24VDC、機械式限位開關(guān),硬密封，詳細配置要求見閥門數(shù)據(jù)表，要求進口。 
二、B包（22臺）：冷箱內(nèi)低溫調(diào)節(jié)閥LV01601、HV01602、FV01603、HV01604、HV01605、
HV01606、HV01608、HV01609、PV01527、PV01528、PV01547、PV01548、PV01567、PV01568、LV01701、LV01702、LV01703、LV01704、FV01710、HV01760、PV01763、PV01846,詳細配置要求見閥門數(shù)據(jù)表,要求進口。 
三、D包（10臺）：高壓調(diào)節(jié)閥、高壓氧氣、氮氣調(diào)節(jié)閥FV01637A、FV01637B、PV01639A、
FV01639B、FV01641A、FV01641B、HV01458、FV01860、PV01861、TV01871,詳細配置要求見閥門數(shù)據(jù)表，要求進口。 
四、E包（9臺）：常溫調(diào)節(jié)閥、調(diào)節(jié)球閥PV01103、LV01202、FV01204、LV01207、
KV01309、KV01310、KV01311、LV01330、FV01633,詳細配置要求見閥門數(shù)據(jù)表，要求合資以上水平。 
五、F包（16臺）：冷箱內(nèi)低溫手動閥V01461、V01462、V01463、V01464、V01521、
V01522、V01523、V01524、V01541、V01542、V01543、V01544、V01561、V01562、V01563、V01564,詳細配置要求見閥門數(shù)據(jù)表，要求進口。 
六、F包（7臺）：低溫止回閥V01525、V01526、V01545、V01546、V01565、V01566、
V01865,詳細配置要求見閥門數(shù)據(jù)表，要求進口。 

1． 調(diào)節(jié)閥口徑計算選定的步驟 
1） 根據(jù)工藝要求，選定閥的型式、流向及流量特性，并決定流量系數(shù)KV的計算方法。 
2） 確定計算KV值的各項參數(shù)值，如閥前、后壓力，大、常用、小流量，閥前后壓差，密度以及其它輔助修正系數(shù)。 
3） 判別工況是阻塞流，還是非阻塞流，如為阻塞流工況，且流量較大，則應(yīng)進行噪音預(yù)估計算；如為非阻塞流，一般可不進行噪音預(yù)估計算。 
4） 選定合適的KV值計算公式，計算大流量下閥的KV值，并圓整之。

5） 按圓整的Kvmax值在所選閥型的標準系列中，找出與KV≥Kvmax/85%靠近的額定KV值，其對應(yīng)的閥徑即為所選定閥的閥徑。 

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8 劉芬;氧化鋯基反相液相色譜固定相的制備與評價[D];天津大學(xué);2010年 
9 于洋;造紙用碳酸鈣粒子的合成及表征[D];吉林大學(xué);2008年 
10 梁繼國;旋轉(zhuǎn)填充床內(nèi)微觀混合的模型化研究[D];北京化工大學(xué);2003年 

與本文相關(guān)的論文有：閥門在煤化工行業(yè)的應(yīng)用