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工艺设计基础知识培训,阀门的设置 2005.09,目 录,第一部分 概述 第二部分 阀门的分类和特点 第三部分 阀门选用 第四部分 阀门设置 第五部分 第六部分,第一部分 概述,阀门是流体管路的控制装置 基本功能 接通或切断管路介质的流通 改变介质的流通，改变介质的流动方向 调节介质的压力和流量，保护管路的设备的正常运行。,第二部分 阀门的分类和特点,阀门的分类 阀门的用途广泛，种类繁多，分类方法也比较多 各类阀门的特点及适用范围 闸阀 截止阀 旋塞、柱塞阀、球阀 蝶 阀 止回阀 隔膜阀及管夹阀,第三部分 阀门选用,选用分工 阀门选用,第四部分 阀门设置,界区阀门的设置 根部阀的设置 塔系统阀门的设置 换热器阀门的设置 容器阀门的设置 泵系统阀门的设置 压缩机阀门的设置 调节阀系统阀门的设置 常开、常闭切断阀的设置 双阀的设置,阀门的分类,结构特征 用途 驱动方式 压力 介质的温度 管道连接方式,结构特征,1截门形：关闭件沿着阀座中心移动 2闸门形：关闭件沿着垂直阀座中心移动 3旋塞和球形：关闭件是柱塞或球，围绕本身的中心线旋转 4旋启形；关闭件围绕阀座外的轴旋转5 碟形：关闭件的圆盘，围绕阀座内的轴旋转 6滑阀形：关闭件在垂直于通道的方向滑动,用途,1开断用：用来接通或切断管路介质，如截止阀、闸阀、球阀、蝶阀等。 2止回用：用来防止介质倒流，如止回阀。 3调节用：用来调节介质的压力和流量，如调节阀、减压阀。 4分配用：用来改变介质流向、分配介质，如三通旋塞、分配阀、滑阀等。 5安全阀：在介质压力超过规定值时，用来排放多余的介质，保证管路系统及设 备安全，如安全阀、事故阀。 6特殊用途：如疏水阀、放空阀、排污阀等。,驱动方式,1 手动：借助手轮、手柄、杠杆或链轮等。 2 电动：借助电机或其他电气装置来驱动。 3 液动：借助（水、油）来驱动。 4 气动；借助压缩空气来驱动。,压力,1真空阀：绝对压力0.1Mpa即760mm汞柱高的阀门。 2低压阀：公称压力PN1.6Mpa的阀门。 3 中压阀：公称压力PN2.56.4MPa的阀门。 4 高压阀：公称压力PN10.080.0MPa的阀门。 5 超高压阀：公称压力PN100.0MPa的阀门。,介质的温度,1普通阀门：适用于介质温度-40425的阀门。 2高温阀门：适用于介质温度425600的阀门。 3耐热阀门：适用于介质温度600以上的阀门。 4低温阀门：适用于介质温度-40 -150的阀门。 5超低温阀门：适用于介质温度-150以下的阀门。,管道连接方式,1法兰连接阀门：阀体带有法兰，与管道采用法兰连接的阀门。 2螺纹连接阀门：阀体带有内螺纹或外螺纹，与管道采用螺纹连接的阀门。 3焊接连接阀门：阀体带有焊口，与管道采用焊接连接的阀门。 4夹箍连接阀门：阀体上带有夹口，与管道采用夹箍连接的阀门。 5卡套连接阀门：采用卡套与管道连接的阀门。,闸阀,(1) 流体流经闸阀时不改变流向，当闸阀全开时阻力系数几乎是所有阀门中最小的，而且适用的口径范围、压力温度范围都很宽。与同口径的截止阀相比，其安装尺寸较小，因而是化工生产装置中用得最多的一种类型。 (2) 闸阀手柄分明杆、暗杆两种：明杆闸阀用于两套以上相同设备的交替切换时，特别有利，其明杆可明显标示出阀门的开关情况。 (3) 当闸阀半开时，阀芯易产生振动，所以闸阀只适用于全开或全闭的情况，不适于需要调节流量的场合。 (4) 闸阀阀体内有刻槽，所以不适用于含固体微粒的流体。近年来有带吹气口的闸阀可适用于这种情况。,截止阀,(1) 截止阀是化工装置广泛应用的阀型。它的密封性能可靠，也适于调节流量，一般多装在泵出口、调节阀旁路流量计上游等需调节流量之处。 (2) 流体流经阀芯时改变流向，因而压力降大，同时易在阀座上沉积固形物，故不适用于悬浮液。 (3) 截止阀与同口径的闸阀相比，体积较大，因而限制了它的最大口径(最大DNl50200)。 (4) Y型截止阀和角式截止阀与普通直通阀相比，压力降较小，且角式阀兼有改变流向功能。 (5) 针形阀也是截止阀的一种，其阀芯为锥形，可用于小流量微调或用作取样阀。,旋塞、柱塞阀、球阀,(1) 三者功能相似，都是可以迅速启闭的阀门。阀芯有横向开孔，液体直流通过，压力降小，适用于悬浮液或粘稠液。阀芯又可作成上形或丁形通道而成为三通、四通阀。外形规整，易于作成夹套阀用于需保温的情况，这几类阀可较方便地制成气动或电动阀进行遥控。 (2) 三者的不同在于柱塞阀，球阀的工作压力略高。,蝶 阀,（1）结构简单，外形尺寸小。由于结构紧凑，结构长度短，体积小，重量轻，适用于大口径的阀门。 （2）流体阻力小，全开时，阀座通道有效流通面积较大，因而流体阻力较小。 （3）启闭方便迅速，有一定的调节功能，特别适用于大流量调节。 （4）启闭力矩较小，由于转轴两侧蝶板受介质作用基本相等，而产生转矩的方向相反，因而启闭较省力。 （5）低压密封性能好，密封面材料一般采用橡胶、塑料、故密封性能好。受密封圈材料的限制，蝶阀的使用压力和工作温度范围较小。但硬密封蝶阀的使用压力和工作温度范围，都有了很大的提高。,止回阀,(1)止回阀是用以防止流体逆向流动的阀。一般用于防止由于流体倒流造成的污染、温升或机械损坏。 (2) 常用的有旋启式、升降式和球式三类。旋启式直径比后两种较大，可安装在水平管或垂直管上，安装在垂直管上时流体应自下而上流动。升降式和球式口径较小，且只能安装在水平管路上。 (3) 止回阀只能用以防止突然倒流但密封性能欠佳，因此对严格禁止混合的物料，还应采取其它措施。 (4) 离心泵进口为吸上状态时，为保持泵内液体在进口管端装设的底阀也是一种止回阀。当容器为敞口时，底阀可带滤网。,隔膜阀及管夹阀,这两种阀在使用时，流体只与隔膜或软管接触而不触及阀体其它部位，特别适用于腐蚀性流体或粘稠液、悬浮液等。但使用范围受隔膜或软管的材质所限。,选用分工,阀门设置和类别选择是工艺系统专业人员在编制PI图时的一项重要工作。系统专业在进行工程设计时，应结合该工程项目的具体情况，考虑装置操作要求、流体特性和安全的一般要求；同时结合当地气象条件、厂际协作关系、用户的特殊要求及经济性等进行取舍。 阀门型号选择是工艺管道、材料专业人员根据工艺设计要求和参数进行的工作。,选用阀门需考虑的因素,功能要求 切断、 改变流向、 调控、 止回等功能要求， 同时应了解 生产过程是否有特殊功能要求。 物性 物料状态 、腐蚀性、毒性和材料特殊要求 工作条件 操作温度和压力、允许的压力降 阀门操作动力 手动：手轮、链轮、加长杆 遥控：气动、液压、电动等,界区阀门的设置,在装置边界处(通常在装置界区内侧)应设切断阀，下列几种情况例外： (1) 排气系统。 (2) 紧急排放槽设于边界外时的泄放管； 上述两种情况如必须设阀门时，亦需铅封开启(CSO)。 (3) 不会引起串料和事故的物料管。 (4)不需计量的物料管。,界区阀门设置的几种方式,根部阀的设置,一种介质需输送至多个用户时，为了便于检修或节能、防冻，除在设备附近装有切断阀外，在分支管上紧靠总管处加装一个切断阀叫根部阀。 化工装置内所有的公用物料管道分支管上都应装根部阀，以免由于个别阀门损坏引起装置或全厂停车。 蒸汽和架空的水管道，即使只通向一个装置或一台设备，当支管超过一定长度时也需加根部阀以减少死区，降低能耗，防止冻结。 两台以上互为备用的用汽设备应根据在生产中的重要程度确定是否分别设分支管根部阀。 公用物料分支管的根部阀由管道专业在管道布置设计时设置，工艺系统专业需复核分支是否恰当。并将根部阀表示在公用物料PI图(分配图)上。,塔系统阀门的设置,除工艺控制的特殊需要外，塔顶至冷凝器的管道上不设置切断阀。 再沸器与塔体的连接管道，除工艺控制需要或需在装置运行中清理者外，均不设置切断阀。 汽提塔侧线出料及蒸气返回管道除因工艺控制需要外，不设置切断阀。 进料组成可能有变化的塔，应按设计变化幅度增设进料口，各进料口的切断阀应贴近塔体的进料管口。 分割塔的阀门设置。,塔系统阀门的设置,塔系统阀门的设置,换热器阀门的设置,除了控制需要或在装置运行中需(可)切断的换热器，一般在工艺物料侧不加切断阀。 换热器两侧均为工艺流体，则按操作和控制的情况只在一侧装切断阀。 换热器因生产或维修需设置旁路时，则进出管道及旁路均设切断阀。 蒸汽加热设备 水冷却设备 空冷器,容器阀门的设置,有多个进口或出口需更替操作的，在管口处装阀门。 盛装易燃、有毒、有腐蚀性物料的容器出口的管口处装阀门，装置内容器一般装单阀，中间或全厂罐区的储罐装双阀。 最低点设排净阀，出料管位置应略高于排净阀。 除体积小(不设检修用人孔)或可与系统一起置换的容器以外，均需在容器下部设公用物料接管(UC)并装切断阀，并在容器顶部离公用物料管口较远的一端设放空阀。 对需作惰性气体保护的容器和储槽应设自力式控制阀并串接止回阀，参见行业标准气封的设置(PS305-03)。 大型锥顶、拱顶常压储罐在储存易挥发物料时应装呼吸阀。,泵系统阀门的设置,进出口切断阀 出口止回阀 进出口连通阀 排气阀 底阀 低流量保护 泵的放空、排净 暖泵及防凝旁路 高压旁路 其它,泵出口止回阀,泵出口止回阀设置的原则 以下几种情况需设置止回阀 (1) 泵自身结构上不允许反转的泵。 (2) 扬程25m的离心泵。 (3) 工艺上不允许介质倒流回泵吸入侧的泵。 以下几种情况可不设止回阀 (1) 对介质含有固体颗粒、易结晶的输送泵。 (2) 吸入侧设有底阀的泵。 (3) 泵自身对反转无限制，且扬程25m的离心泵。 (4) 泵转动部分设具有飞轮效应部件，如加大联轴器、有飞轮部件等。,压缩机阀门的设置,除了从大气中吸气的空压机不装进口阀外，所有的压缩机进出口需装切断阀。 压缩机进出口阀门间应有旁通管并设连通阀。 (1) 往复式压缩机设置旁通 (2) 空压机只需在出口阀上游加一个带切断阀的直通大气的出口。 (3) 对离心式压缩机，旁路的通过能力应至少相当于压缩机喘振点的负荷。 压缩机的辅助系统,调节阀系统阀门的设置,设置切断阀和旁路的目的 切断阀和旁路型式的选用和直径的确定 切断阀多为闸阀，阀径一般都与工艺管道直径相同；直径当工艺管道直径较大，调节阀口径又小于工艺管道直径很多时，为了节约投资及手动操作时调节方便，阀径可以适当选小些， 旁路阀多为截止阀，阀径如果工艺流程无特殊要求者，其具体规格可按下表选用；,旁路阀与切断阀直径选择表,常开、常闭切断阀的设置,在化工生产操作中，根据工艺要求，阀门或用于切断或用于调节流量。有的在切断时必须关得很严，一点也不许泄漏。有的则只能在停车或检修、及在特殊情况下才能关闭 常开阀 常闭阀,常开阀,安全阀入口和出口阀门应铅封、保持经常开启。 蒸汽管道与工艺管系的联接设止回阀或双阀；双阀常关，检查阀常开。 泵管线上阀门 仪表自动调节阀、流量计、减压阀等前后切断阀为常开。 压力表和压力容器之间切断阀为常开。 氢气、石油气、天然气管线，设有氮气或惰性气体置换管线；置换气管线入口的切断阀和排空管出口的切断阀在正常操作时为常闭，而且应是不允许有任何泄漏。,常闭阀,(1)所有的放气(空)阀，一般只有在开、停车及特殊情况下需排放时才开启。 排放阀，管路最高点应设放气阀；最低点应设排净阀；在停车后可能积聚液体的部位也应设排净阀；泵出口管垂直向上时，在止回阀上方设放净阀；设备底部放净阀。 (2)在自动调节阀正常运行时，旁路阀应关闭。 旁路阀是在自动调节阀停用时，手动操作以进行流量调节用的。一般设置在自动调节回路，减压阀阀组等。 (3) 加热炉灭火蒸汽管线上灭火蒸汽阀仅在紧急事故时才开。正常时关闭。 (4) 对液化石油气、芳烃等管道的吹扫，吹扫接管采用双阀，只在开停工需吹扫时才打开，为常闭阀。,双阀的设置,双阀的作用 在石油、化工生产中，所处理的工艺介质为易燃易爆有毒的生产装置，高压生产装置，某些间歇生产装置，在一定的生产条件下设置双阀，以确保生产能够安全、连续、稳定的运行 。 双阀的设置 与该处理烃类、有毒气体及有害化学药剂设备连接的管线应用双阀 在装置运行中需要切断清扫或检修的设备要设