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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部分，合理的布置調(diào)節(jié)閥組，對工廠的正常運行至關(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)將其劃分為九個大類：上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥單座調(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)動能源又可分為：氣動調(diào)節(jié)閥；電動調(diào)節(jié)閥；液動調(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)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)可分為氣動執(zhí)行機構(gòu)、電動執(zhí)行機構(gòu)和液動執(zhí)行機構(gòu)。
1.1.1 氣動執(zhí)行機構(gòu)
氣動執(zhí)行機構(gòu)的開關(guān)動作都通過氣源來驅(qū)動執(zhí)行，復(fù)位則可由彈簧復(fù)位。其執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)是統(tǒng)一的整體，有薄膜式、活塞式、撥叉式和齒輪齒條式。氣動執(zhí)行機構(gòu)有結(jié)構(gòu)簡單、動作平穩(wěn)可靠且安全防爆等優(yōu)點，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 電動執(zhí)行機構(gòu)
電動執(zhí)行機構(gòu)以單相交流電源為動力，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，控制精度比氣動執(zhí)行機構(gòu)高，但是不具有氣動執(zhí)行機構(gòu)的本質(zhì)安全性，當(dāng)用于危險場所時，需考慮設(shè)置防爆、安全等措施。
電動調(diào)節(jié)閥由電動執(zhí)行器和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。電動執(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)種類的電動執(zhí)行器和調(diào)節(jié)閥才能組成一套電動調(diào)節(jié)閥。 電動執(zhí)行器一般由永磁同步電機，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。電機作為動力源，其大小決定了輸出力和扭矩的大小。減速器保證了動作速度。反饋電位器和控制線路可以接受PLC工業(yè)計算機輸出的控制信號4-20MA或1-5V來控制電動執(zhí)行器比例動作，并有反饋信號輸出給控制系統(tǒng)，當(dāng)達到控制平衡時執(zhí)行器保持不動狀態(tài)。現(xiàn)在控制線路一般都集成一個控制器內(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，帶動調(diào)節(jié)閥完成比例控制動作。 在電動調(diào)節(jié)閥出行信號故障時可以使用手操器來進行遠程手動控制，其可以自動切換自動和手動操作，非常方便。當(dāng)電源出行故障時就只能現(xiàn)場手動來調(diào)節(jié)其行程，完成調(diào)節(jié)過程。電動執(zhí)行器一般都帶有手動操作部分，這點和氣動調(diào)節(jié)閥有著不同，后者一般手輪機構(gòu)都是選配的。
1.1.3 液動執(zhí)行機構(gòu)
液動執(zhí)行機構(gòu)由液體壓力啟閉或調(diào)節(jié)閥門，運行起來非常平穩(wěn)，響應(yīng)快，所以能實現(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，一般選用液動執(zhí)行機構(gòu)。
執(zhí)行機構(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)閥檢修時切斷管線，啟用旁路閥，使裝置在調(diào)節(jié)閥檢修的時間內(nèi)繼續(xù)運行。
②用于輔助配合調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)。
③用于調(diào)節(jié)閥失效時的手動調(diào)節(jié)，以及氣源、電源缺失時的應(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，可以人工手動調(diào)節(jié)流量，從而保證裝置的連續(xù)性生產(chǎn)，同時也不耽誤調(diào)節(jié)閥維修。旁路閥安裝時應(yīng)盡量靠近一次儀表，以方便旁路閥手動操作時能觀察到一次儀表。
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，停工檢修時一般都需要置換，接在出口側(cè)是防止置換時，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，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，旁路閥不能與調(diào)節(jié)閥錯開的情況。
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，必要時需在旁路上做支架，宜至少有一個支架靠近調(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例
3.1 調(diào)節(jié)閥組在FLNG項目中的應(yīng)用
某FLNG項目的調(diào)節(jié)閥組的設(shè)計模型，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項目中的應(yīng)用
3.2 調(diào)節(jié)閥組在PP項目中的應(yīng)用
某PP項目的調(diào)節(jié)閥組的設(shè)計模型，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項目中的應(yīng)用
3.3 調(diào)節(jié)閥組在PA6項目中的應(yīng)用
某PA6項目的調(diào)節(jié)閥組的設(shè)計模型，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，在高點設(shè)置了高點排空用于水壓試驗，設(shè)計比較合理。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)活動能否正常運行。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，在整個裝置或者某個區(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
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