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化工減壓閥安全閥疏水閥搭配選型

在流體管道系統(tǒng)中，閥門是控制元件，其主要功能為啟閉、節(jié)流、調(diào)節(jié)流量、隔離設(shè)備和管道系統(tǒng)、防止介質(zhì)倒流、調(diào)節(jié)和排泄壓力等。閥門種類多、品種復(fù)雜，其中常用的閥門有閘閥、截止閥、節(jié)流閥、旋塞閥、蝶閥、球閥、止回閥、隔膜閥等，特殊閥門有疏水閥、安全閥及減壓閥等。隨著石油化工工業(yè)的迅速發(fā)展，石油化工生產(chǎn)裝置中的介質(zhì)大多具有毒性大、可燃、易爆和腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)，運(yùn)行工況較復(fù)雜苛刻，操作溫度和壓力較高，開工周期長，閥門一旦出現(xiàn)故障，輕者導(dǎo)致介質(zhì)泄漏，既污染環(huán)境又造成經(jīng)濟(jì)損失，重者導(dǎo)致裝置停工停產(chǎn)，甚至造成惡性事故。選擇合適的閥門至關(guān)重要，特殊閥門的選擇在管路設(shè)計(jì)中尤為重要。

1 化工減壓閥安全閥疏水閥搭配選型安全閥及其選型方法
安全閥是一種安全保護(hù)用自動(dòng)閥門，牽涉到人身安全。它不借助任何外力而是利用介質(zhì)本身的力來排出一定數(shù)量的流體，以防止系統(tǒng)內(nèi)壓力超過預(yù)定的安全值。當(dāng)壓力降低到規(guī)定值時(shí)，閥門及時(shí)關(guān)閉，從而保護(hù)設(shè)備或管路的安全運(yùn)行。上之前需要滿足一系列詳實(shí)的要求和嚴(yán)格的檢測過程。用于安全閥的彈簧材料在選擇時(shí)要充分考慮工作介質(zhì)和溫度的影響，應(yīng)采用耐腐蝕材料或在彈簧表面涂（鍍）上一層耐蝕防銹材料。用于高溫或低溫場合的彈簧則要充分考慮溫度對彈簧變形量的影響以及彈簧材料的蠕變或冷脆性。安全閥在不利的因素下設(shè)計(jì)考慮。下列情況可能由于火災(zāi)、操作故障或停水、停電等造成設(shè)備或管道超過設(shè)計(jì)壓力而發(fā)生爆炸事故，應(yīng)設(shè)置安全閥（或采取其它安全措施）：安全閥廠商在收到彈簧后需要按照國標(biāo)要求進(jìn)行尺寸、剛度系數(shù)和形變量的復(fù)檢，檢測報(bào)告應(yīng)包括彈簧的荷載、撓度、R值、自由長度、壓縮后長度等數(shù)據(jù)。彈簧在入廠驗(yàn)收合格后方可安裝在安全閥上。

安全閥結(jié)構(gòu)主要有三大類：彈簧式、杠桿式和先導(dǎo)式。
彈簧式是指閥瓣與閥座的密封靠彈簧的作用力；杠桿式是靠杠桿和重錘的作用力；先導(dǎo)式安全閥是為滿足大容量需要設(shè)計(jì)的，由主安全閥和輔助閥組成的脈沖式安全閥。當(dāng)管道內(nèi)介質(zhì)壓力超過規(guī)定壓力值時(shí)，輔助閥先開啟，介質(zhì)沿著導(dǎo)管進(jìn)入主安全閥，并將主安全閥打開，使增高的介質(zhì)壓力降低。

容積式泵和壓縮機(jī)的出口管路；
在兩端有可能關(guān)閉，而導(dǎo)致升壓的液化烴管管道上；
可燃?xì)怏w和可燃液體受熱膨脹可能超過設(shè)計(jì)壓力的管道；
設(shè)計(jì)壓力小于壓力來源處的壓力容器及管道；
凝氣透平機(jī)的蒸汽出口管道；
所有的壓力容器都需要設(shè)置泄壓設(shè)施。

1.1 化工減壓閥安全閥疏水閥搭配選型安全閥的分類

安全閥按不同方法的分類如下：

① 按其整體結(jié)構(gòu)及加載機(jī)構(gòu)的不同可分為杠桿重錘式（通常用于較低壓力，一般安裝在設(shè)備上）、彈黃式和控制式；

② 按閥瓣開啟高度與閥流通直徑之比可分為微啟式、中啟式和全啟式安全閥；

③ 按氣體排放的方式可分為全封閉式、半封閉式和敞開式；

④ 按有無背壓平衡機(jī)構(gòu)分為背壓平衡式和常規(guī)式；

⑤ 按作用原理分為直接作用式和非直接作用式（包括先導(dǎo)式和帶動(dòng)力輔助裝置的）。

1.2 化工減壓閥安全閥疏水閥搭配選型安全閥選型說明

安全閥的形式和種類較多，對不同的場合，宜選用以下形式的安全閥：

① 排放氣體或蒸汽時(shí)，選用全啟式安全閥；

② 排放液體時(shí)，一般選用微啟式安全閥；

③ 排放水蒸汽或空氣時(shí)，可選用帶扳手的安全閥；

④ 對設(shè)定壓力大于 3MPa、溫度超過 235℃ 的氣體用安全閥，則應(yīng)選用帶散熱片的安全閥，以防止泄放介質(zhì)直接沖蝕彈簧；

⑤ 一般易燃、易爆或有毒的介質(zhì)應(yīng)選用封閉式，蒸汽或惰性氣體等可以選用不封閉式；

⑥ 排放、強(qiáng)腐蝕、極度危險(xiǎn)的介質(zhì)，應(yīng)選用波紋管安全閥；

⑦ 高背壓的場合，宜選用背壓平衡式或?qū)чy控制式安全閥。

2 化工減壓閥安全閥疏水閥搭配選型疏水閥及其選型方法
疏水閥是自動(dòng)排除加熱設(shè)備或蒸汽管道中的蒸汽凝結(jié)水及空氣等不凝氣體，同時(shí)不泄漏蒸汽的一種裝置。由于疏水閥具有阻汽排水的作用，可使蒸汽加熱設(shè)備均勻給熱，充分利用蒸汽潛熱防止蒸汽管道中發(fā)生水錘。它是保證各種加熱工藝設(shè)備所需溫度和熱量并能正常工作的一種節(jié)能產(chǎn)品。蒸汽疏水閥是一種能從設(shè)備和 管道中起到阻汽排水作用的閥門.不要小瞧這小小的東西,它起到的作用卻是很大的.只有充分掌握疏水閥的特點(diǎn)和性能,才能把它用好用活,讓它更好的服務(wù)我們 的工藝流程,以及達(dá)到節(jié)能的目的.下面對疏水閥的種類和蒸汽疏水量的計(jì)算進(jìn)行一些探討.一,蒸汽疏水閥的分類1.機(jī)械型疏水閥,也就是平時(shí)所說的浮子型疏 水器,主要包括自由浮球式,半浮球式,倒吊桶式,鐘形浮子式等等.這類疏水閥是利用凝結(jié)水與蒸汽的密度差,通過閥門內(nèi)水的液位變化達(dá)到

2.1 化工減壓閥安全閥疏水閥搭配選型疏水閥的分類

疏水閥的品種很多，各有不同的性能。疏水閥要能“識(shí)別”蒸汽和凝結(jié)水，才能起到阻汽排水作用。“識(shí)別”蒸汽和凝結(jié)水基于三個(gè)原理：密度差、溫度差和相變。根據(jù)三個(gè)原理制造出三種類型的疏水閥：機(jī)械型、熱靜力型、熱動(dòng)力型。

① 機(jī)械型疏水閥也稱浮子型疏水閥，是利用凝結(jié)水與蒸汽的密度差，通過凝結(jié)水液位的變化，使浮子（球狀或桶狀）升降帶動(dòng)閥瓣開啟或關(guān)閉，達(dá)到阻汽排水目的。機(jī)械型疏水閥的過冷度小，不受工作壓力和溫度變化的影響，有水即排，加熱設(shè)備內(nèi)不存水，能使加熱設(shè)備達(dá)到換熱效率。機(jī)械型疏水閥有自由浮球式、杠桿浮球式、浮桶式、倒吊桶式等；

② 熱靜力型疏水閥是利用蒸汽和凝結(jié)水的溫度差引起感溫元件的變型或膨脹帶動(dòng)閥心啟閉閥門。熱靜力型疏水閥的過冷度較大，一般過冷度為 15 度到 40 度，它能利用凝結(jié)水中的一部分顯熱，閥前始終存有高溫凝結(jié)水，無蒸汽泄漏，節(jié)能*。熱靜力型疏水閥有波紋管式、蒸汽壓力式或平衡壓力式、雙金屬片式、液體膨脹式；

③ 熱動(dòng)力型疏水閥是根據(jù)相變原理，靠蒸汽和凝結(jié)水通過時(shí)的流速和體積變化的不同熱力學(xué)原理，使閥片上下產(chǎn)生不同壓差，驅(qū)動(dòng)閥片開關(guān)閥門。因熱動(dòng)力式疏水閥的工作動(dòng)力來源于蒸汽，因此蒸汽浪費(fèi)較大。熱動(dòng)力型疏水閥分為圓盤式、脈沖式、迷宮式或微孔式。

2.2 化工減壓閥安全閥疏水閥搭配選型疏水閥選型說明

蒸汽在輸送、汽水分離、加熱、干燥、保溫、伴熱、消毒、蒸餾、濃縮、蒸煮、換熱、采暖、空調(diào)等加熱工藝過程中，為保證各種設(shè)備工藝所需的溫度熱量，及時(shí)排出凝結(jié)水阻止蒸汽泄漏，必須安裝疏水閥。對于疏水閥的選型，要求靈敏度高，準(zhǔn)確無誤地阻汽排水，不泄漏蒸汽，能提高蒸汽利用率，工作性能可靠，背壓度高、使用壽命長、維修方便等條件。

化工減壓閥安全閥疏水閥搭配選型蒸汽疏水閥的選用原則：

① 如果要求設(shè)備有的加熱速度，加熱溫度控制嚴(yán)，且保持在加熱設(shè)備中不能積存凝結(jié)水，則應(yīng)選擇能排飽和水的機(jī)械型疏水閥；

② 如果加熱設(shè)備有較大的受熱面積，并不要求盡快加熱，加熱溫度要求不嚴(yán)，而且可以要求積存一定量的凝結(jié)水時(shí)，選用熱靜力型疏水閥；

③ 根據(jù)使用設(shè)備排水量的多少，選用疏水閥務(wù)必考慮安全系數(shù)；

④ 疏水閥是以壓差來確定排水量的。

化工減壓閥安全閥疏水閥搭配選型具體選用說明如下：

① 機(jī)械型疏水閥背壓度為 80%，工作質(zhì)量高，是生產(chǎn)工藝加熱設(shè)備的疏水閥。小門徑的閥靈敏度較大門徑的高。除倒吊桶式疏水閥可以排除少量的冷熱空氣外，這類閥不能排除空氣。自由浮球式結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，可排飽和水，抗水擊、抗污垢能力差，適用于大口徑及大排量，但制造工藝復(fù)雜。

② 熱靜力型疏水閥可裝在用汽設(shè)備上部，單純作排空氣閥使用。液體膨脹式適用于要求伴熱溫度較低的伴熱管線排凝及采暖用管線。蒸汽壓力式或平衡壓力式結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作靈敏，可連續(xù)排水、排空氣，性能良好，漏氣量小，但抗水擊及抗污垢能力差，應(yīng)用范圍廣，可作為蒸汽系統(tǒng)的排空氣閥。波紋管式廣泛用作采暖系統(tǒng)疏水用，也可作為蒸汽系統(tǒng)的排空氣閥。雙金屬片式動(dòng)作靈敏度不高，能連續(xù)排水，排水性能好，過冷度較大且可調(diào)節(jié)，從低壓到高壓都適用，使用溫度可達(dá) 550℃?？刮酃?、抗水擊性強(qiáng)。

③ 熱動(dòng)力型疏水閥處理凝結(jié)水的靈敏度較高，啟閉件小、慣性也小、開關(guān)速度迅速。圓盤式疏水閥適用于高溫高壓蒸汽管線、干燥機(jī)、加熱器及過熱蒸汽設(shè)備等。脈沖式疏水閥背壓度較低，適用于回轉(zhuǎn)干燥滾筒的虹吸管排水，能排除一定量的冷熱空氣。迷宮式或微孔式疏水閥結(jié)構(gòu)簡單，能連續(xù)排水、排空氣。微孔式適用于小排量，迷宮式適用于特大排量。

2.3 化工減壓閥安全閥疏水閥搭配選型疏水閥的安裝要求

熱動(dòng)力式疏水閥應(yīng)安裝在水平管道；浮球式疏水閥必須水平安裝，布置在室外的應(yīng)采取必要的防凍措施；雙金屬片式疏水閥可水平安裝或直立安裝；脈沖式疏水閥一般安裝在水平管道上，閥蓋朝上；倒吊桶式疏水閥應(yīng)水平安裝不可傾斜；安裝疏水閥時(shí)，其本體上指示的流向箭頭必須與管道內(nèi)凝結(jié)水流向一致，否則疏水閥失去作用。

3 化工減壓閥安全閥疏水閥搭配選型減壓閥及其選型方法
減壓閥是通過啟閉件的節(jié)流，將進(jìn)口壓力降至某一需要的出口壓力，并能在進(jìn)口壓力及流量變動(dòng)時(shí)，利用自身介質(zhì)能量保持出口壓力基本不變的閥門。其作用是依靠敏感元件，如膜片、彈簧等來改變閥瓣的位置，將介質(zhì)壓力降低，達(dá)到減壓的目的。一般情況下，減壓閥的出口壓力應(yīng)小于 0.5 倍的進(jìn)口壓力。減壓閥進(jìn)口壓力的波動(dòng)應(yīng)控制在進(jìn)口壓力給定值的 80%~105%，如超過該范圍，減壓前期的性能會(huì)受影響。為了操作、調(diào)整和維修的方便，減壓閥一般應(yīng)安裝在水平管道上。是采用控制閥體內(nèi)的啟閉件的開度來調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量，將介質(zhì)的壓力降低，同時(shí)借助閥后壓力的作用調(diào)節(jié)啟閉件的開度，使閥后壓力保持在一定范圍內(nèi)，并在閥體內(nèi)或閥后噴入冷卻水，將介質(zhì)的溫度降低，這種閥門稱為減壓減溫閥。由于定值器利用輸出壓力的反饋?zhàn)饔煤蛧娮鞊醢宓姆糯笞饔每刂浦鏖y，使其能對較小的壓力變化作出反應(yīng)，從而使輸出壓力得到及時(shí)調(diào)節(jié)，保持出口壓力基本穩(wěn)定，即定值穩(wěn)壓精度較高。

二、化工減壓閥安全閥疏水閥搭配選型減壓閥的基本性能

(1) 調(diào)壓范圍：它是指減壓閥輸出壓力P2的可調(diào)范圍，在此范圍內(nèi)要求達(dá)到規(guī)定的精度。調(diào)壓范圍主要與調(diào)壓彈簧的剛度有關(guān)。

(2) 壓力特性：它是指流量g為定值時(shí)，因輸入壓力波動(dòng)而引起輸出壓力波動(dòng)的特性。輸出壓力波動(dòng)越小，減壓閥的特性越好。輸出壓力必須低于輸入壓力—定值才基本上不隨輸入壓力變化而變化。

(3) 流量特性：它是指輸入壓力—定時(shí)，輸出壓力隨輸出流量g的變化而變化的持性。當(dāng)流量g發(fā)生變化時(shí)，輸出壓力的變化越小越好。一般輸出壓力越低，它隨輸出流量的變化波動(dòng)就越小。

3.1 化工減壓閥安全閥疏水閥搭配選型減壓閥的分類

減壓閥可分為波紋管式（直接作用式）減壓閥、活塞式減壓閥、薄膜式減壓閥。由主閥和導(dǎo)閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤、活塞、彈簧等零件組成。導(dǎo)閥主要由閥座、閥瓣、膜片、彈簧、調(diào)節(jié)彈簧等零件組成。蒸汽減壓閥后面有必要安裝安全閥，減壓后蒸汽壓力只有0.3mpa，一般都是在0.2mpa左右，減壓閥前壓力為0.8MPa，整個(gè)用汽系統(tǒng)沒有特別的要求，就是用在給反應(yīng)釜加熱，反應(yīng)釜溫度要求一般在100-110度左右，設(shè)備通常需要緩慢加熱，我認(rèn)為沒有必要通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)彈簧壓力設(shè)定出口壓力、利用膜片傳感出口壓力變化,通過導(dǎo)閥啟閉驅(qū)動(dòng)活塞調(diào)節(jié)主閥節(jié)流部位過流面積的大小,實(shí)現(xiàn)減壓穩(wěn)壓功能。 

① 波紋管式（直接作用式）減壓閥。簡單的減壓閥，直接作用式減壓閥，帶有平膜片或波紋管。獨(dú)立結(jié)構(gòu)，無需在下游安裝外部傳感線。是三種減壓閥中體積小、使用經(jīng)濟(jì)的一種，專為中低流量設(shè)計(jì)。直接作用式減壓閥的度通常為下游設(shè)定點(diǎn)的（+10%~-10%)；

② 活塞式減壓閥。該類型的減壓閥集兩種閥——導(dǎo)閥和主閥于一體。導(dǎo)閥的設(shè)計(jì)與直接作用式減壓閥類似。來自導(dǎo)閥的排氣壓力作用在活塞上，使活塞打開主閥。如果主閥較大，無法直接打開時(shí)，這種設(shè)計(jì)就會(huì)利用人口壓力打開主閥。因此，這種類型的減壓閥，與直接作用式減壓閥相比，在相同的管道尺寸下，容量和度（+5%~-5%）更高。與直接作用式減壓閥相同的是，減壓閥內(nèi)部感知壓力，無須外部安裝傳感線；

③ 薄膜式減壓閥。這種類型的減壓閥中，雙膜片代替了內(nèi)導(dǎo)式減壓閥中的活塞。這個(gè)增大的膜片面積能夠打開更大的主閥，并且在相同的管道尺寸下，其容量比內(nèi)導(dǎo)式活塞減壓閥大。另外，膜片對壓力變化更為敏感，度可達(dá)（+1%~-1%）。更高是由于下游傳感線的定位（閥的外部），其所在位置氣體或液體動(dòng)蕩更少。該減壓閥非常靈活，可以采用不同類型的導(dǎo)閥，如壓力閥、溫度閥與空氣裝載閥。

3.2 化工減壓閥安全閥疏水閥搭配選型減壓閥選型說明

減壓閥應(yīng)用范圍廣，在蒸汽、壓縮空氣、工業(yè)用氣、水、油和其他液體介質(zhì)的設(shè)備和管路上均可使用，具體選用說明如下：

① 波紋管直接作用式減壓閥適用于低壓、中小口徑的蒸汽、空氣等介質(zhì)；

② 薄膜直接作用式減壓閥適用于中低壓、中小口徑的蒸汽或水等介質(zhì)；

③ 先導(dǎo)活塞式減壓閥，適用于各種壓力、各種口徑、各種溫度的蒸汽、空氣和水介質(zhì)，若用不銹耐酸鋼制造，叮適用于各種腐蝕性介質(zhì)；

④ 介質(zhì)工作溫度較高的場合，一般選用活塞式減壓閥；

⑤ 靈敏度要求較高時(shí)，可選用彈簧薄膜式減壓閥；

⑥ 介質(zhì)為空氣或水（液體）的場合，一般選用直接作用薄膜式減壓閥或先導(dǎo)薄膜式減壓閥。

4 化工減壓閥安全閥疏水閥搭配選型結(jié)束語

在石油、化工及其它行業(yè)的管道系統(tǒng)，具有安全保護(hù)作用的安全閥、具有節(jié)能作用的疏水閥和減壓閥等特殊閥門的應(yīng)用越來越多。閥門在運(yùn)行中與企業(yè)整體效益有著十分密切的聯(lián)系，閥門雖小，但與企業(yè)的生存和發(fā)展有著非常重要的因果關(guān)系；為了企業(yè)的安全生產(chǎn)和效益，設(shè)計(jì)人員和企業(yè)必須科學(xué)的使用閥門，合理的選擇閥門能夠降低裝置的建設(shè)費(fèi)用、保證生產(chǎn)安全運(yùn)行。