閥門在空分系統應用

                           閥門在空分系統應用

                           上海申弘閥門有限公司

    上海申弘閥門有限公司嚴格安設計部門的調節參數表選型、閥門計算規格書請提前發給設計門有關人員進行確認 。專業生產各種低溫貯槽系列和空分系列閥門及配套產品的,具備年生產各種閥門四萬余件的生產能力。主要生產低溫截止閥、調壓閥、安全閥、角式截止閥、管路閥等系列產品及配件。系中國工業氣體協會及上海市特種設備行業協會。上另一特點是使用現場可抽芯維修。因為冷箱內充灌珠光砂等保溫材料，維修閥門和更換備件應盡可能避免耙珠光砂，所以除性能可靠外，維修方便是冷箱內低溫截止閥的一個重要特點，在設計中應充分考慮閥門可抽芯維修。 閥體部分鋁合金材質，為提高密封面硬度，采用分離式閥座，閥體的密封圈經陽極氧化、液氮浸泡后用冷套方式壓入。  閥桿的導向套采用無油潤滑Du軸承，既可增加導向精度，使閥桿上下運動更可靠，又能給維修帶來方便。 冷箱上大閥門還有一特點是其與冷箱的連接是非剛性的，而是浮動性的，這樣便于閥門在冷箱內與管道的連接和工作中低溫帶來的管道變形補償。所以在填料函上法蘭部位配有浮動套結構。  

閥門在空分行業行業部分業績展示
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唐山安泰鋼鐵有限公司    河北省唐山市灤縣東安各莊鎮北
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山西長信鋼鐵有限公司    山西長治市合成北路3號
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徐州東南鋼鐵工業有限公司    江蘇省徐州市北郊利國鋼鐵城
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山東淄博龍泰冶金有限公司    山東淄博恒臺縣果里鎮侯莊
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2．并聯流程閥門的安裝并聯流程示意（分餾塔液體工藝泵循環輸送系統、膨脹機系統） 
在上述流程中，往往用到設備一用一備并聯使用流程。該流程使用閥的特點是一臺設備停時，其進出口閥均關閉，對于該出口閥來說，主要是防止反向氣流倒竄，因而該閥位號往往是畫反裝符號。但閥門結構不同，閥的安裝是不同的。應該注意的問題： 
1） 對于大口徑（例：250JJ400A~600）與高壓（例：650JJ100~300）截止閥來說，閥本身是雙閥瓣結構，流向是側進底出，因而在該出口位置，合理安裝應使反向氣流從閥門側進底出。 
2） 對于單閥瓣結構的閥門來說，合理安裝是應使反向氣流從底進側出。起到密封同時還可以避免填料處跑冷。但應注意的是：251JJ350與151JJ400這兩只閥，閥瓣是單閥瓣，但由于閥桿強度安全系數不夠，往往在0.5Mpa壓差以上會出現密封不穩定現象。所以這兩只閥合理安裝應使反向氣流從閥門側進底出。

3．目前開發的幾種高壓低溫截止閥*
執行標準 
JB/9081-97 《空氣分離設備用低溫截止閥和節流閥》 GB/T13927-92《通用閥門 壓力試驗》 JB/T7749-1995《低溫閥門技術條件》 

HTA4508-97《閥門裝配與試驗通用技術條件》 .

安全閥 
安全閥是為了防止介質壓力超過規定數值起安全作用的閥門。當工作壓力超過規定數值時，閥門便自動開啟，排放多余介質，而當壓力恢復到原來數值時，又自動關閉。  
公司生產空分配套的各種系列安全閥，是空分設備中*的一種安全保護裝置。安全閥在彈簧選材及工藝上均作特殊處理，從而保證低溫下性能可靠。尤其分餾塔上塔使用的大口徑低溫安全閥（DN300-DN400），采用先導式結構，解決了低溫常態下大口徑起跳的難題。 
公司生產安全閥有全啟式、微啟式等多種型式，公稱通徑為DN4~DN400mm,公稱壓力為0.6~25Mpa.根據零件選材的不同，適用溫度為-196℃~+80℃（低溫型）、-20℃~+80℃（常溫型）。 并可根據用戶要求特殊設計，以滿足用戶的特殊使用要求。 

先導式安全閥作用原理： 

先導式安全閥分為主閥和導閥兩部分，主閥的進口端引出一根先導氣源控制管，通過一只三通L型球閥與導閥的進口端A處相通，當容器或管道內的壓力升高超過規定值時，導閥活塞壓縮小彈簧，帶動小閥芯上移，超壓氣體進入主閥活塞腔，壓縮大彈簧，使活塞推桿（大閥瓣）下移，從而打開主閥，超壓氣體得以全量排放。當容器或管道中的壓力降到正常工況壓力時，導閥活塞腔內的壓力隨之也降低，活塞受彈簧反向作用，關閉導閥切斷進入主閥活塞腔內的氣源，此時操作人員可以打開緊急開啟裝置中的（見圖一）電磁閥（2），加速降低活塞腔內的壓力,同時在彈簧的反作用力下使主閥快速回座，當容器和管道進入正常工況后，關閉電磁閥（2），完成一次超壓排放過程。如不打開電磁閥（2），回座時間會很長。 
為防止自動控制系統（先導）失靈，本閥特設計一組緊急開啟裝置(見下圖),當自控裝置失靈報警后,操作人員應立即打開緊急開啟裝置中的電磁閥(1),使儀表空氣(壓力≥整定壓力)直接進入主閥的活塞腔，迅速打開主閥達到全量排放，當工作壓力進入正常工況后，關閉電磁閥(1)打開電磁閥(2),使主閥快速回座，后再關閉電磁閥(2)。 安全閥的常用術語  
① 開啟壓力——當介質壓力上升到安全閥安裝時調整好的預定壓力時，閥瓣便自行開啟，介質明顯地急速噴出，此時閥門進口處的壓力稱為開啟壓力，以Ps MPa表示。 

② 排放壓力——閥瓣開啟后，如設備中介質壓力繼續上升，當達到設備允許的高壓力時，閥瓣應全開，排出額定的排量，這時閥門進口處的壓力稱為排放壓力，以Pd MPa表示。 
③ 關閉壓力——安全閥開啟，排除了部分介質后，設備中的壓力逐漸降低，當壓力降到小于設備工作壓力的預定值時，閥瓣關閉，開啟高度為零，介質停止流出，這是閥進口處的壓力稱為關閉壓力，又稱回座壓力，以PK MPa表示。 安全閥的常用術語  
④ 工作壓力——設備正常工作時的介質壓力，稱為安全閥的工作壓力，以Pg MPa表示，此時，安全閥應處于密封狀態，看不到有介質在關閉件的密封面間泄出，也聽不到有漏氣聲，在規定的持續時間內，壓力表無降壓現象。 
⑤ 排量——在排放壓力時，閥瓣處于全開狀態，這時從閥出口處測得的介質單位時間排出量，稱為閥的排量，以G表示，對于蒸汽常用kg/h或T/h為單位，對于氣體常用m3/min或kg/s為單位，對液體則用T/h或l/min為單位。 調節閥 
調節閥是按照調節器所給信號的大小和方向，通過執行機構來改變閥的開度以實現調節流體流量的調節機構。 
公司生產空分配套的各種精小型氣動系列調節閥，有單座和套筒型。公稱通徑為DN20~DN200mm,公稱壓力為1.6~4.0MPa。根據零件選材以及保溫長度的不同，適用溫度為-196℃~+80℃（低溫型）、-20℃~+80℃（常溫型）。 并可根據用戶要求特殊設計，以滿足用戶的特殊使用要求。

1、調節閥的流量特性
1）、線性： 
介質的瞬時流量Q與閥芯的位移h成線性關系。(閥芯的總位移為H) dQ/dh=C  
Q=c*h+Q0 (c為常數，Q0為L=0時的流量，為Qmin) 也就是說，流量的變化量與行程的變化量之比為常數。 
特點是：例如：C=10當閥門處于小開度時，流量不大（如5m3/h），此時行程增加1%，流量的變化量為10m3/h，想慢慢調整而慢不了，很難控制！當閥門處于大開度時，流量很大了（如100m3/h），此時行程再增加1%，流量的變化量還是10 m3/h，想快快不了。即：線性的調節閥在開度變化相同的情況下，顯然流量小時，流量的變化值相對較大，調節作用較強，易產生超調和引起振蕩；流量大時，流量的變化值相對較小，調節作用進行緩慢，不夠靈敏。 

2）、等百分比： 
介質瞬時流量的變化率與閥芯位移的變化量之比為常數所以等百分比特性也叫對數特性。  
特點是：例如：當閥門處于小開度時，流量不大（如5m3/h），此時行程增加1%，流量的變化量為0.05 m3/h，當閥門處于大開度時，流量很大了（如100m3/h），此時行程再增加1%，流量的變化量是1 m3/h，流量的變化始終是基于當時的瞬時流量的。即：等百分比的閥在開度變化相同時，流量變化的百分比總是相等的，閥的控制度在全行程范圍內是不變的。 
相同規格的閥門在同一開度下，等百分比特性的閥通過的流量總是小于直線特性的閥，因此，等百分比特性閥的大開度往往比直線特性閥選得大一些。

3）拋物線特性： dQ/dh=C(Q)1/2  4）快開特性： dQ/dh=f(h) 一般很少選用。  
以上都是閥門的固有特性，只有在閥門前后的直管段足夠長的前提下才能得到這樣的調節性能。在實際的管系中，由于各種因素的影響，等百分比畸變為線性，而線性畸變為快開。 定

各投標單位可以參加全部或部分閥門標段的投標，閥門分類如下： 
一、A包（8臺）： 切換閥KV01301-01304（DN900 PN1.0MPA）4臺、KV01305-01308 （DN800 
PN1.0MPA）4臺,帶ASCO二位五通電磁閥24VDC、機械式限位開關,硬密封，詳細配置要求見閥門數據表，要求進口。 
二、B包（22臺）：冷箱內低溫調節閥LV01601、HV01602、FV01603、HV01604、HV01605、
HV01606、HV01608、HV01609、PV01527、PV01528、PV01547、PV01548、PV01567、PV01568、LV01701、LV01702、LV01703、LV01704、FV01710、HV01760、PV01763、PV01846,詳細配置要求見閥門數據表,要求進口。 
三、D包（10臺）：高壓調節閥、高壓氧氣、氮氣調節閥FV01637A、FV01637B、PV01639A、
FV01639B、FV01641A、FV01641B、HV01458、FV01860、PV01861、TV01871,詳細配置要求見閥門數據表，要求進口。 
四、E包（9臺）：常溫調節閥、調節球閥PV01103、LV01202、FV01204、LV01207、
KV01309、KV01310、KV01311、LV01330、FV01633,詳細配置要求見閥門數據表，要求合資以上水平。 
五、F包（16臺）：冷箱內低溫手動閥V01461、V01462、V01463、V01464、V01521、
V01522、V01523、V01524、V01541、V01542、V01543、V01544、V01561、V01562、V01563、V01564,詳細配置要求見閥門數據表，要求進口。 
六、F包（7臺）：低溫止回閥V01525、V01526、V01545、V01546、V01565、V01566、
V01865,詳細配置要求見閥門數據表，要求進口。 

1． 調節閥口徑計算選定的步驟 
1） 根據工藝要求，選定閥的型式、流向及流量特性，并決定流量系數KV的計算方法。 
2） 確定計算KV值的各項參數值，如閥前、后壓力，大、常用、小流量，閥前后壓差，密度以及其它輔助修正系數。 
3） 判別工況是阻塞流，還是非阻塞流，如為阻塞流工況，且流量較大，則應進行噪音預估計算；如為非阻塞流，一般可不進行噪音預估計算。 
4） 選定合適的KV值計算公式，計算大流量下閥的KV值，并圓整之。

5） 按圓整的Kvmax值在所選閥型的標準系列中，找出與KV≥Kvmax/85%靠近的額定KV值，其對應的閥徑即為所選定閥的閥徑。 

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