空分系統中調節閥的選型、安裝與維護

              楊 海 哲，  馬 麗 芹

（青島鋼鐵氣體有限公司，青島市遵義路5號 266043）

摘 要： 本文從空分系統中調節閥的選型，安裝前的檢查、安裝原則、安裝形式、安裝方位的選擇以及調節閥的維護等方面論述了調節閥的選型，安裝與維護要點，指出調節閥智能化對安裝與維護的要求更高，空分系統正確選型的重要性以及如何提高安裝、維修效率，加強對調節閥的在線實時監控。

關鍵詞：調節閥，選型，安裝，維護

調節閥在空分行業中應用極其普遍，與其它儀表配套使用，可實現生產過程中流量、液位、壓力、溫度等工藝參數與其它介質如液體、氣體、蒸汽等的自動調節和遠程控制。空分系統中調節閥主要包括氣動直行程調節閥、氣動角行程調節閥、氣動直行程切斷閥和氣動角行程切斷閥。正確選型與安裝調節閥尤為關鍵，關系到操作性能、安全程度、成本高低。調節閥必須嚴格按照工藝要求和控制系統要求進行安裝與維護。

一、調節閥的選型

 在滿足工藝過程控制要求的前提下，選用的調節閥應盡量簡單、可靠、通用及維修方便。從可靠性觀點來看，結構越簡單，其可靠性就越高；另外材質的選擇非常關鍵。

1.空分系統中調節閥的選型應考慮以下幾個主要因素

    (1)滿足工藝生產過程中溫度、壓力、液位及流量控制要求；

  (2)閥門的泄漏等級（即密封性）要求；
   (3)最大壓差／壓差作用方式。
   (4)調節閥性價比。
   (5)考慮到調節閥動作速度，增壓膨脹機緊急切斷閥應選用快速關閉閥。
   (6)調節閥作用方式和流量特性；
   (7)執行機構型式、輸出力矩、剛度及彈簧范圍；

  (8)選型應向供貨商提供詳盡的工藝參數及工藝流程中調節閥滿足的性能要求。

2. 調節閥的分類及選擇

空分系統中調節閥按結構特征大致可分為如下7類：

(1)直通單座調節閥：該閥在空分裝置中應用最廣，具有泄漏小、許用壓差小、結構簡單的特點，適用于工作壓差小的干凈介質場合。
    (2)直通雙座調節閥：與直通單座調節閥相反，具有泄漏大、許用壓差大的特點，故適用于泄漏要求不嚴、工作壓差大的干凈介質場合，選型時應注意該閥泄漏量大是否能達到空分工藝過程控制要求。
    (3)套筒閥：套筒閥分為單密封和雙密封2種結構，前者類似于單座閥，適用于單座閥場合。后者類似于雙座閥，適用于雙座閥場合。套筒閥還具有穩定性好、裝卸方便的特點，但價格比較高。

4)角型閥：節流型式相當于單座閥，但閥體流路簡單，適用于泄漏要求小、壓差不大要求直角配管的場合。
     (5)隔膜閥：流路簡單，隔膜具有一定耐蝕性能，適用于較污濁介質、弱腐蝕介質的2位切斷場合。空分系統水泵房排污閥宜選用隔膜閥。
    （6)蝶閥：相當于取一直管段來做閥體，且閥體又相當于閥座，故“自潔”性能好、體積小、重量輕。適用于較污濁介質和大口徑、大流量、壓差的場合。
     (7)球閥：“O”形球閥全開時為無阻調節閥，“自潔”性能最佳，適用于特別污濁、含纖維介質的2位切斷場合。“V”形球閥具有近似等百分比的調節特性，適用于較污濁、含纖維介質可調比較大的調節場合，球閥價格較貴。
 3.調節閥選型的注意事宜

（1）閥體材料選擇

(2)閥體耐壓等級、使用溫度、耐腐蝕性能等方面應不低于工藝連接管道要求，并優先選用定型產品。
     (3)空分系統中蒸汽和循環水管路，不宜選用鑄鐵閥。

 閥內件材質選擇

(1)氧氣介質一般選用1Cr18Ni9Ti或其它不銹鋼。
      (2)空分系統中，蒸汽管路調節閥，各類壓縮機放空閥因為氣流沖擊比較嚴重要求選用耐磨材料，如鈷基合金或表面堆焊史太萊合金等。硬密封切斷閥，為提高密封面可靠性，應選用耐磨合金。而膨脹機入口緊急切斷閥密封要求十分嚴密，應選用軟密封，如四氟、橡膠。

(3)空分設備上的低溫調節閥選用鋁或1Cr18Ni9Ti.     

填料及閥蓋型式選擇

(1)空分系統中冷箱外大部分是常溫常壓調節閥，選用“V”形四氟填料，普通型上閥蓋；蒸汽調節閥選用“V”型四氟填料，但必須是散熱閥蓋。
      (2)為增加閥桿密封的可靠性，可選用雙層填料結構。冷箱內的低溫調節閥部分進口廠家已經采用波紋管金屬密封，密封的可靠性更高。

二、調節閥的安裝

1、安裝前的檢查

在安裝調節閥之前，應該檢查調節閥的外觀，零配件，出廠測試記錄，必要時安裝之前進行初步調試校準。

2、安裝原則

（1）氣動調節閥安裝位置，距地面要求有一定的高度，閥的上、下要留有一定空間，以便進行閥的拆裝和修理。對于裝有氣動閥門定位器和手輪的調節閥，必須保證操作、觀察和調整方便。

（2）調節閥應安裝在水平管道上，閥門上下與管道垂直，調節閥前后管道上安裝固定支架，并且在調節閥閥下加以支撐，保證穩固可靠。對于特殊場合下，需要調節閥水平安裝在豎直的管道上時，也應將調節閥進行支撐（小口徑調節閥除外）。調節閥的安裝要保證管道與調節閥同心，調節閥的法蘭要保持平行。

（3）考慮到調節閥的薄膜和密封環等橡膠制品零件在低溫時易硬化變脆、高溫時老化，所以在安裝時應注意安裝位置，遠離蒸汽和低溫液體管道。

（4）調節閥前后位置應有直管段，以避免閥的直管段太短而影響流量特性。

（5）調節閥的口徑與工藝管道不同時，應采用異徑管連接。在小口徑調節閥安裝時，可用螺紋連接。一般閥體上流體方向箭頭應與流體方向一致。

（6）重要的調節閥要設置旁通管道。目的是便于切換或手動操作，可在不停車情況下對調節閥進行檢修。 對手動操作的考慮：閥門安裝位置應便于操作，并且要考慮調節閥手輪機構、定位器等附件的安裝，拆卸空間。對大口徑的調節閥，要考慮到維護時操作人員的工作位置。

（7）調節閥在安裝前要徹底清除管道內的異物，如污垢、焊渣等。安裝后試運行時應將閥全打開，或將旁通閥打開。試運行時應注意閥體與管道連接處的密封性等。

3、安裝形式

調節閥的安裝通常情況下有一個調節閥組，即上游閥、旁路閥、下游閥和調節閥。（如圖一）       上游閥          調節閥     下游閥

                               旁通閥

                           圖一

4、調節閥安裝方位的選擇

調節閥最理想的是垂直向上安裝，空分系統中常溫調節閥優先選擇垂直安裝。在滿足不了垂直安裝時，對法蘭用4個螺栓固定的調節閥可以有向上傾斜、向下傾斜、水平安裝和向下垂直安裝四個位置。安裝在冷箱上的低溫調節閥保證閥桿與水平成10度傾角，避免液體順著閥桿流出接觸填料密封面，破壞密封，產生泄漏。

5、 調節閥信號的配管和配線

調節閥的配管和配線方案應滿足調節系統的要求。空分設備上調節閥配管宜采用D6×1mm 紫銅管或不銹鋼管；大膜頭調節閥宜采用D8×1mm 紫銅管或不銹鋼管。

6. 調節閥現場調校

根據調節閥膜片壓力等級，調整儀表氣源壓力到合適值。檢查調節閥氣室有無漏氣，按信號范圍的0%、25%、50%、75%、100% 5個點調校調節閥。觀察記錄正反行程上調節閥的動作特性是否一致，及全開全關閥門的位置是否符合要求。

三、調節閥的維護

空分系統中調節閥大部分安裝在室外，在使用中難免出現一定故障。因此，進行一定的調節閥維護與維修十分必要。調節閥日常維修的主要內容應有以下幾項：

（1）閥體內壁。檢查其耐壓、耐腐情況。

（2）閥座。因介質滲入，固定閥座用的螺紋內表面易受腐蝕而使閥座松動，檢查時應予注意。對高壓場合，還應檢查閥座密封面是否被沖壞。

（3）閥芯。要認真檢查閥芯各部分是否被腐蝕、磨損，特別是在高壓差情況下閥芯磨損更為嚴重，應予注意。另外還應檢查閥桿是否也有類似現象，或與閥芯連接松動等。

（4）膜片、O形圈和其他密封墊。檢查其是否老化、裂損。

（5）密封填料。檢查聚四氟乙烯填料、密封潤滑油脂是否老化、干涸，配合面是否被損壞。表1給出了氣動調節閥常見故障和主要原因，供使用時參考。

表1 調節閥常見故障和主要原因

四．空分系統中調節閥的發展方向

隨著空分裝置的大型化，其自動化控制的要求也越來越高，新型調節閥也得到了大量的應用。新型調節閥向著智能化、標準化、精小化、安全化方向發展。

新型調節閥就是在調節閥產品中應用傳感器技術、計算機信息技術，開發出智能型、網絡化的調節閥，把調節閥的安裝位置、工作狀態等信息實時傳送到控制室，對調節閥進行在線動態管理，及時維護，不僅保證了調節閥的工作質量，也提高了工作效率。總之，開發出智能型、免維修的調節閥是空分系統調節閥的發展方向.

 五．結語

空分系統中調節閥正確的選型，安裝與維護，不僅可以增加調節閥的使用壽命，減少調節閥故障，降低儀表故障率，還可對穩定企業生產，降低成本，提高效益起到積極的促進作用，同時還可以優化工藝操作，保證生產裝置的長周期穩定運行。