制氫系統(tǒng)中的閥門選擇原則

一、選用閥門時(shí)需要考慮的因素選擇閥門是根據(jù)操作和安全及經(jīng)濟(jì)的合理性，綜合平衡比較的經(jīng)驗(yàn)結(jié)果。在選擇閥門之前必須考慮下列因素。1.物質(zhì)性質(zhì)①物料狀態(tài)

a.氣體物料的物料狀態(tài)包括有關(guān)物性數(shù)據(jù)，純氣體還是混合物，是否有液滴或固體微粒,，是否有易凝結(jié)的成分。b.液體物料的物料狀態(tài)包括有關(guān)物性數(shù)據(jù)，純組分或混合物,是否含易揮發(fā)組分或溶解有氣體(壓力降低時(shí)可析出形成兩相流)，是否含固體懸浮物，以及液體的黏稠度、凝固點(diǎn)或傾點(diǎn)等。

②其他性質(zhì)包括腐蝕性、毒性,，對(duì)閥門結(jié)構(gòu)材料的溶解性，是否易燃易爆等性能。這些性能有時(shí)不只影響材質(zhì),，還會(huì)引起結(jié)構(gòu)上的特殊要求，或需要提高等級(jí)。2.工藝操作條件

①正常工作條件下的溫度、壓力以及特殊操作,如開停車或再生、燒焦時(shí)的操作條件。a.泵的出口閥門應(yīng)考慮泵的最大關(guān)閉壓力等。b.當(dāng)系統(tǒng)再生溫度高出正常溫度很多，而壓力卻有所降低時(shí)，對(duì)這種類型的系統(tǒng)，要考慮溫度和壓力的綜合影響。c.操作的連續(xù)程度,，即閥門開閉的頻率，也影響到對(duì)耐磨損程度的要求，開關(guān)較頻繁的系統(tǒng),，應(yīng)考慮是否安裝雙閥。②系統(tǒng)允許的壓力降。a.系統(tǒng)允許壓力降較小時(shí)，應(yīng)選用壓力降較小的閥型，如閘閥、直通的球閥等。b.需要調(diào)節(jié)流量時(shí)，應(yīng)選擇調(diào)節(jié)性能較好的截止閥等。c.閥門所處的環(huán)境：易燃易爆、有毒化學(xué)物料、寒冷地區(qū)的室外，不應(yīng)選用鑄鐵閥體。

3.閥門功能①切斷

幾乎所有的閥門都具有切斷功能。單純用于切斷而不需調(diào)節(jié)流量時(shí)，可選用閘閥、球閥等；要求迅速切斷時(shí)，則以旋塞、球閥、蝶閥等較為適宜。截止閥則既可調(diào)節(jié)流量,又可用于切斷。蝶閥也可用于大流量的調(diào)節(jié)。

②改變流向

選用兩通（通道為L(zhǎng)形）或三通（通道為T形）球閥或旋塞，可以迅速改變物料流向，且由于一個(gè)閥門起到兩個(gè)以上直通閥門的作用，可簡(jiǎn)化操作，使切換準(zhǔn)確無(wú)誤,并能減少所占空間。③調(diào)控

截止閥、柱塞閥可以滿足一般的流量調(diào)節(jié)，,針形閥可用于微小流量的調(diào)節(jié)：在較大流量范圍進(jìn)行穩(wěn)定（壓力、流量）的調(diào)節(jié),則以節(jié)流閥為宜。④止回

需防止物料倒流時(shí)可選用止回閥。某些特殊情況可以選擇有附加功能的閥門,如帶夾套、帶排凈口和帶旁路的閥門，防止固體微粒沉降的帶吹氣口的閥門等。4.開關(guān)閥門的動(dòng)力

就地操作的閥門絕大多數(shù)用手輪，由于安裝條件限制導(dǎo)致手夠不著的,可采用鏈輪或加長(zhǎng)桿。大口徑的閥門應(yīng)采用電動(dòng)閥,在防爆區(qū)內(nèi)要采用相應(yīng)等級(jí)的防爆電動(dòng)機(jī)。遙控閥門：采用的動(dòng)力種類有氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等，其中電動(dòng)又分為電磁閥與電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的閥。應(yīng)根據(jù)需要和所能提供的能源來(lái)選擇。

三、各種類型閥門的特點(diǎn)及適用范圍1.閘閥

閘閥又稱閘板閥，其特點(diǎn)是利用閘板進(jìn)行啟閉。按閥桿上螺紋的位置分為暗桿式與明桿式兩種：按閘板結(jié)構(gòu)又可分為楔式與平行式兩種。閘閥的優(yōu)點(diǎn)是阻力小，開閉緩慢，無(wú)水錘現(xiàn)象，而且適用的口徑范圍、壓力溫度范圍都很寬。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造和維修也比較困難，價(jià)格較貴，且閥體高，占地面積大。當(dāng)閘閥半開時(shí)，閥芯易產(chǎn)生振動(dòng)，所以閘閥只適用于全開或全閉的情況，不適用于需要調(diào)節(jié)流量的場(chǎng)合。閘閥閥體內(nèi)有刻槽，不適用于含固體微粒的流體。近年來(lái)帶有吹氣口的閘閥可適用于這種情況。單閘板閘閥可安裝在水平或垂直管路上，有傳動(dòng)裝置的閘閥和無(wú)傳動(dòng)裝置的雙閘板閘閥應(yīng)直立安裝于水平管線上。2.截止閥

截止閥是化工裝置廣泛應(yīng)用的閥型。按其結(jié)構(gòu)型式分為標(biāo)準(zhǔn)式、流線式和直通式三種。應(yīng)用最多的是標(biāo)準(zhǔn)式截止閥。

截止閥的優(yōu)點(diǎn)是流量調(diào)節(jié)平穩(wěn)，嚴(yán)密不漏，很少檢修，可耐較高壓力和溫度，適用于多種流體，一般多裝在泵出口、調(diào)節(jié)閥旁路、流量計(jì)上游等需調(diào)節(jié)流量之處。其缺點(diǎn)是構(gòu)造復(fù)雜，價(jià)格較貴，流體經(jīng)過(guò)閥門時(shí)局部阻力較大。此外，截止閥與同口徑的閘閥相比，體積較大，因而限制了它的最大口徑(DN150~200)。安裝時(shí)，應(yīng)注意液流方向與閥體上箭頭方向一致。無(wú)傳動(dòng)裝置的截止閥，可安裝于管路的任一位置上，帶有傳動(dòng)裝置的截止閥應(yīng)垂直安裝于水平管線上。

3.旋塞、柱塞閥和球閥

三者功能相似，都是可以迅速啟閉的閥門。閥芯有橫向開孔，流體直流通過(guò)，壓力降小，適用于懸浮液或黏稠液。閥芯又可做成L形或T形通道而成為三通閥和四通閥。外形規(guī)整，易于做成夾套閥門用于需保溫的情況，這幾類閥門可較方便地制成氣動(dòng)或電動(dòng)閥進(jìn)行遙控。旋塞閥的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，開閉較快,占地面積小，容易檢修和維護(hù)，完全開啟時(shí)流體阻力小。其缺點(diǎn)是不能精密調(diào)節(jié)流量，大口徑時(shí)開關(guān)很費(fèi)力。它主要用于輸送溫度低于120℃、壓力為0.3~1.6MPa(表)的流體管路上。與旋塞閥一樣，球閥開閉快捷，操作方便,流體，阻力小，零部件重量輕，密封面比旋塞閥易加工，且不易擦傷。它適用于低溫、高壓、黏度較大的流體，但不宜作調(diào)節(jié)流量用。4.蝶閥

其特點(diǎn)是口徑大，重量輕，開閉迅速，開啟力小。因密封性較差，只適用于調(diào)節(jié)流量，不能用于完全切斷。因使用溫度受密封材料的限制，它常用于溫度低于80℃、壓力小于1MPa(表)的原油、水、空氣、煙道氣等大口徑管道。

5.止回閥止回閥是用以防止流體逆向流動(dòng)的閥門。一般用于防止由于流體倒流造成的污染、溫升或機(jī)械損壞。常用的有旋啟式、升降式和球式三類。旋啟式的直

比后兩種大，可安裝在水平、垂直或傾斜的管道上,安裝在垂直管道上時(shí)流體應(yīng)自下而上流動(dòng)。升降式和球式口徑較小，一般只能安裝在水平管道上(特殊形式的除外)。止回閥只能用以防止突然倒流，但密封性能欠佳,因此對(duì)嚴(yán)格禁止倒流的物料，還應(yīng)采取其他措施。離心泵進(jìn)口為吸上狀態(tài)時(shí)，為防止泵內(nèi)液體流出泵體造成吸上困難，在進(jìn)口管端裝設(shè)的底閥也是一種止回閥。當(dāng)容器為敞口時(shí)，底閥可帶濾網(wǎng)。止回閥一般適用于清凈介質(zhì)，不適用于含固體顆粒和黏度較大的介質(zhì)。6.隔膜閥及管夾閥

這兩種閥門在使用時(shí)，流體只與隔膜或軟管接觸而不觸及閥體其他部位，特別適用于腐蝕性流體、不允許泄漏的流體或黏稠液、懸浮液等，但使用范圍受隔膜或軟管的材質(zhì)所限。

三、閥門與管路的連接方式各種閥門與化工管路的連接方式有三種。

1.螺紋連接

螺紋連接密封性較差，拆裝困難，一般適用于小直徑和低壓管路。通常在管子上加工陽(yáng)紋絲扣，閥門兩端車上陰紋絲扣，互相套接。也有在閥門上加工陽(yáng)紋絲扣的，稱外螺紋連接。

螺紋連接有幾種形式，一種是錐管螺紋，直接利用螺紋面的接觸與壓緊進(jìn)行密封，這種連接一般還需要適當(dāng)?shù)穆菁y填充料，大多數(shù)應(yīng)用于水等非危險(xiǎn)性介質(zhì)：另一種是圓柱形螺紋，螺紋僅提供墊片的壓緊力，利用密封墊片密封：還有一種是卡套連接，利用螺紋產(chǎn)生的卡套與管子金屬的變形形成密封。

2.法蘭連接

大直徑管路、高壓管路和需要經(jīng)常拆卸清理的管路,常用法蘭連接。高溫管路，因法蘭螺釘受熱伸長(zhǎng),降低了墊片的壓緊力而產(chǎn)生泄漏，所以，需要選用適當(dāng)?shù)穆菟ú牧虾筒捎酶邷毓r下的再緊固