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石油化工裝置調(diào)節(jié)閥選型 石化調(diào)節(jié)閥 石化減壓閥 石化截止閥 石化控制閥 石化閥選型
之前介紹JIS日標(biāo)不銹鋼截止閥標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在介紹石油化工裝置調(diào)節(jié)閥選型現(xiàn)代石油化工裝置的生產(chǎn)取決于流動(dòng)著的液體和氣體的正確分配和控制，這些分配和控制都需要控制元件去完成，而調(diào)節(jié)閥正是這些控制元件中使用的一種形式，因此調(diào)節(jié)閥的使用越來越廣，作用越來越突出。在實(shí)際工程中，調(diào)節(jié)閥常常以調(diào)節(jié)閥組的形式出現(xiàn)，作為流量、壓力的控制調(diào)節(jié)單元分布在裝置的各個(gè)部分，合理的布置調(diào)節(jié)閥組，對工廠的正常運(yùn)行至關(guān)重要。
1 石油化工裝置調(diào)節(jié)閥選型調(diào)節(jié)閥組的組成
調(diào)節(jié)閥組一般由調(diào)節(jié)閥、切斷閥、旁路閥和導(dǎo)淋閥四部分組成。
1.1 調(diào)節(jié)閥
調(diào)節(jié)閥作為調(diào)節(jié)閥組的核心元件其種類繁多，國內(nèi)常按原理、作用和結(jié)構(gòu)將其劃分為九個(gè)大類：上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動(dòng)截止閥單座調(diào)節(jié)閥；雙座調(diào)節(jié)閥；套筒調(diào)節(jié)閥；角形調(diào)節(jié)閥；三通調(diào)節(jié)閥；隔膜閥；蝶閥；球閥；偏心旋轉(zhuǎn)閥。前6種為直行程，后三種為角行程。按驅(qū)動(dòng)能源又可分為：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥；電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；液動(dòng)調(diào)節(jié)閥和混合型調(diào)節(jié)閥。不同使用環(huán)境的調(diào)節(jié)閥可選用不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
1.1.1 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開關(guān)動(dòng)作都通過氣源來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行，復(fù)位則可由彈簧復(fù)位。其執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是統(tǒng)一的整體，有薄膜式、活塞式、撥叉式和齒輪齒條式。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)作平穩(wěn)可靠且安全防爆等優(yōu)點(diǎn)，在發(fā)電廠、化工，煉油等對安全要求較高的生產(chǎn)過程中有廣泛的應(yīng)用。
1.1.2 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以單相交流電源為動(dòng)力，接受統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號，輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)角位移來實(shí)現(xiàn)控制，具有高度的穩(wěn)定性和恒定的推力，控制精度比氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)高，但是不具有氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的本質(zhì)安全性，當(dāng)用于危險(xiǎn)場所時(shí)，需考慮設(shè)置防爆、安全等措施。
電動(dòng)調(diào)節(jié)閥由電動(dòng)執(zhí)行器和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。電動(dòng)執(zhí)行器有直行程和角行程兩種，分別與直行程調(diào)節(jié)閥和角行程調(diào)節(jié)閥組合，例如：單座調(diào)節(jié)閥，雙座調(diào)節(jié)閥，套筒調(diào)節(jié)閥等是直行程調(diào)節(jié)閥。V型球閥，蝶閥，偏心旋轉(zhuǎn)閥等是角行程調(diào)節(jié)閥。只有相應(yīng)種類的電動(dòng)執(zhí)行器和調(diào)節(jié)閥才能組成一套電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。 電動(dòng)執(zhí)行器一般由永磁同步電機(jī)，蝸輪蝸桿減速器或行星齒輪減速器，反饋電位器和控制線路，控制器，輸出軸，支架所組成。電機(jī)作為動(dòng)力源，其大小決定了輸出力和扭矩的大小。減速器保證了動(dòng)作速度。反饋電位器和控制線路可以接受PLC工業(yè)計(jì)算機(jī)輸出的控制信號4-20MA或1-5V來控制電動(dòng)執(zhí)行器比例動(dòng)作，并有反饋信號輸出給控制系統(tǒng)，當(dāng)達(dá)到控制平衡時(shí)執(zhí)行器保持不動(dòng)狀態(tài)。現(xiàn)在控制線路一般都集成一個(gè)控制器內(nèi)，由環(huán)氧樹脂灌裝，防潮防震，可靠性高。支架是用來連接調(diào)節(jié)閥，一端連接電動(dòng)執(zhí)行器，一端連接調(diào)節(jié)閥。輸出軸與調(diào)節(jié)閥的閥桿相連接，使執(zhí)行器的輸出力或扭矩傳遞到調(diào)節(jié)閥，帶動(dòng)調(diào)節(jié)閥完成比例控制動(dòng)作。 在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥出行信號故障時(shí)可以使用手操器來進(jìn)行遠(yuǎn)程手動(dòng)控制，其可以自動(dòng)切換自動(dòng)和手動(dòng)操作，非常方便。當(dāng)電源出行故障時(shí)就只能現(xiàn)場手動(dòng)來調(diào)節(jié)其行程，完成調(diào)節(jié)過程。電動(dòng)執(zhí)行器一般都帶有手動(dòng)操作部分，這點(diǎn)和氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥有著不同，后者一般手輪機(jī)構(gòu)都是選配的。
1.1.3 液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由液體壓力啟閉或調(diào)節(jié)閥門，運(yùn)行起來非常平穩(wěn)，響應(yīng)快，所以能實(shí)現(xiàn)高精度的控制，當(dāng)需要異常的抗偏離能力和高的推力以及快的形成速度時(shí)，一般選用液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形式和大小將決定調(diào)節(jié)閥組的占地空間和安裝形式，這是配管設(shè)計(jì)人員在配管過程中需要特別注意的，在未收到廠家資料的時(shí)候要留有足夠的空間余量，以確保在收到資料后管道的修改量為zui小。
1.2 切斷閥
切斷閥宜選用閘閥或者球閥，其作用有：
①用于調(diào)節(jié)閥檢修時(shí)切斷管線，啟用旁路閥，使裝置在調(diào)節(jié)閥檢修的時(shí)間內(nèi)繼續(xù)運(yùn)行。
②用于輔助配合調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)。
③用于調(diào)節(jié)閥失效時(shí)的手動(dòng)調(diào)節(jié)，以及氣源、電源缺失時(shí)的應(yīng)急處理。
1.3 旁路閥
旁路閥宜選用截止閥，但旁路公稱直徑＞150mm時(shí)可選用閘閥。旁路閥在調(diào)節(jié)閥不能正常投用的狀態(tài)下，可以人工手動(dòng)調(diào)節(jié)流量，從而保證裝置的連續(xù)性生產(chǎn)，同時(shí)也不耽誤調(diào)節(jié)閥維修。旁路閥安裝時(shí)應(yīng)盡量靠近一次儀表，以方便旁路閥手動(dòng)操作時(shí)能觀察到一次儀表。
1.4 導(dǎo)淋閥
導(dǎo)淋閥一般選用閘閥或者球閥，其公稱直徑選取見表1。
表1 導(dǎo)淋閥公稱直徑
導(dǎo)淋閥用于維修調(diào)節(jié)閥或停車時(shí)排出管道及閥內(nèi)流體，還用于外接流體沖洗閥門內(nèi)部和管道。
不同的調(diào)節(jié)閥組，導(dǎo)淋閥的設(shè)置也是不同的：
①導(dǎo)淋閥置于調(diào)節(jié)閥入口處，這種形式用于調(diào)節(jié)閥為“事故開”的情況，調(diào)節(jié)閥前的導(dǎo)淋閥除了具有導(dǎo)淋功用外，還具有檢查調(diào)節(jié)閥是否出現(xiàn)堵塞的功用。
②導(dǎo)淋閥置于調(diào)節(jié)閥出口處，這種形式也用于調(diào)節(jié)閥為“事故開”的情況，對于腐蝕性物料，停工檢修時(shí)一般都需要置換，接在出口側(cè)是防止置換時(shí)，腐蝕氣體或者蒸汽反竄，損傷入口管道或者入口接通的設(shè)備。
③導(dǎo)淋閥置于調(diào)節(jié)閥入口/出口兩處，這種形式用于調(diào)節(jié)閥為“事故關(guān)”的情況，檢修時(shí)，調(diào)節(jié)閥前后可以充分地泄壓和排凝。
2 調(diào)節(jié)閥組的安裝形式
2.1 調(diào)節(jié)閥組安裝形式Ⅰ
安裝形式Ⅰ是調(diào)節(jié)閥組zui為常見的安裝形式，如圖1所示，閥組布置緊湊，所占空間小，維修方便，整套閥組放空簡便。此形式需保證旁路閥高度＜2000mm，且旁路閥和調(diào)節(jié)閥錯(cuò)開布置。
圖1 安裝形式
2.2 調(diào)節(jié)閥組安裝形式Ⅱ
安裝形式Ⅱ是調(diào)節(jié)閥組常見的安裝形式，如圖2所示，閥組布置緊湊，旁路閥維修方便，閥組放空簡便。與形式Ⅰ比較，占地稍大，此種形式常用于使用安裝形式Ⅰ時(shí)，旁路閥不能與調(diào)節(jié)閥錯(cuò)開的情況。
圖2 安裝形式Ⅱ
2.3 調(diào)節(jié)閥組安裝形式Ⅲ
安裝形式Ⅲ占地較大，易于操作和檢修，常用于旁路閥高度＞2000mm的情況。此形式不宜用于易凝，有腐蝕性的介質(zhì)，如圖3所示。
圖3 安裝形式Ⅲ
2.4 調(diào)節(jié)閥組安裝形式Ⅳ
安裝形式Ⅳ易于操作和檢修，可用于兩側(cè)空間有限，調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)頂部高度超過2000mm，閥組操作面后方有空間的情況，此形式可將旁路的高度降到2000mm以下，旁路上宜設(shè)置支架，如圖4所示。
圖4 安裝形式Ⅳ
2.5 調(diào)節(jié)閥組安裝形式Ⅴ
安裝形式Ⅴ占地大，閥門易于操作，兩個(gè)切斷閥與調(diào)節(jié)閥在同一直管上給維修帶來不便，旁路比較長，且旁路閥比較高，必要時(shí)需在旁路上做支架，宜至少有一個(gè)支架靠近調(diào)節(jié)閥，如圖5所示。
圖5 安裝形式Ⅴ
2.6 調(diào)節(jié)閥組安裝形式Ⅵ
安裝形式Ⅵ占地大，閥門易于操作，兩個(gè)切斷閥與調(diào)節(jié)閥在同一直管上給維修帶來不便，且不能用于易凝，有腐蝕性的介質(zhì)，宜至少有一個(gè)支架靠近調(diào)節(jié)閥，如圖6所示。
圖6 安裝形式Ⅵ
2.7 調(diào)節(jié)閥組安裝形式Ⅶ
安裝形式Ⅶ占地大，閥門易于操作，兩個(gè)切斷閥與調(diào)節(jié)閥在同一直管上給維修帶來不便，含有固體顆粒的管道或者低溫管道閥門不允許布置在立管上時(shí)可采用此形式，如圖7所示。
圖7 安裝形式Ⅶ
2.8 調(diào)節(jié)閥組安裝形式Ⅷ
安裝形式Ⅷ占地大，旁路閥需緊靠進(jìn)口三通以方便操作和檢修，減少死角。在上下空間受限的情況下，可考慮此形式，如圖8所示。
圖8 安裝形式Ⅷ
2.9 調(diào)節(jié)閥組安裝形式Ⅸ
安裝形式Ⅸ布置緊湊，占地小，但調(diào)節(jié)閥位置較高，維修困難，使用于管徑較小的調(diào)節(jié)閥組。調(diào)節(jié)閥旁做一個(gè)支架以增加穩(wěn)定性，如圖9所示。
圖9 安裝形式Ⅸ
3 調(diào)節(jié)閥組安裝形式的安裝實(shí)例
3.1 調(diào)節(jié)閥組在FLNG項(xiàng)目中的應(yīng)用
某FLNG項(xiàng)目的調(diào)節(jié)閥組的設(shè)計(jì)模型，如圖10所示。此安裝形式是在調(diào)節(jié)閥組安裝形式二基礎(chǔ)上進(jìn)行了少許變化，右側(cè)的支架生根在結(jié)構(gòu)上，是為了盡量減少在船甲板上的焊接。
圖10 調(diào)節(jié)閥組在FLNG項(xiàng)目中的應(yīng)用
3.2 調(diào)節(jié)閥組在PP項(xiàng)目中的應(yīng)用
某PP項(xiàng)目的調(diào)節(jié)閥組的設(shè)計(jì)模型，如圖11所示。此安裝形式基于調(diào)節(jié)閥組安裝形式一，為了減少管線對設(shè)備管嘴的應(yīng)力，也為了方便換熱器的檢修，以及讓出更多的檢修通道，調(diào)節(jié)閥組布置在換熱器的側(cè)面，并用斜管和換熱器管嘴連接。
圖11 調(diào)節(jié)閥組在PP項(xiàng)目中的應(yīng)用
3.3 調(diào)節(jié)閥組在PA6項(xiàng)目中的應(yīng)用
某PA6項(xiàng)目的調(diào)節(jié)閥組的設(shè)計(jì)模型，如圖12所示，此安裝形式基于調(diào)節(jié)閥組安裝形式IX，此安裝形式將導(dǎo)淋閥安裝在立管上，在高點(diǎn)設(shè)置了高點(diǎn)排空用于水壓試驗(yàn)，設(shè)計(jì)比較合理。旁路閥傾斜安裝，不僅降低了調(diào)節(jié)閥的安裝高度，并且比水平安裝更方便操作。立管的支架為了避免影響通道，采用了單邊支耳，也可以將支耳置于平臺下面。
圖12 調(diào)節(jié)閥組在PA6項(xiàng)目中的應(yīng)用
4 結(jié)語
調(diào)節(jié)閥組作為石油化工裝置的重要組成部分，決定著裝置的生產(chǎn)活動(dòng)能否正常運(yùn)行。其多變的使用環(huán)境使其安裝形式也變化多端，其安裝形式必須滿足工藝流程要求和管道介質(zhì)特性；其安裝、操作和維修必須方便，在此前提下，在整個(gè)裝置或者某個(gè)區(qū)域內(nèi)，使其安裝形式統(tǒng)一美觀，整齊緊湊是配管設(shè)計(jì)人員需要思考的問題。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥
