煤化工控制閥設計選型隨著煤化工項目在全國各地的建設和開車，煤化工在國民經(jīng)濟中的地位也越來越突出,。由于煤化工工藝的特殊性，在生產(chǎn)過程中所使用的各類控制閥關乎著生產(chǎn)的平穩(wěn)和安全，在煤化工項目中起著至關重要的作用,。筆者根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗，對煤化工各個裝置區(qū)的各類關鍵控制閥進行闡述和剖析,，以供大家交流借鑒,。控制閥是控制系統(tǒng)全部自動化中重要的執(zhí)行機構組織,其質量的優(yōu)劣將直接顯現(xiàn)在整個系統(tǒng)的操作質量上,。伴隨著工業(yè)自動化水平的提高,控制閥這一重要組件將被應用到生產(chǎn)過程的每一個環(huán)節(jié),其質量好壞也就直接影響生產(chǎn)效益的高低,。所以,選擇一個高品質、高效率控制閥是管控好整個生產(chǎn)過程的關鍵。本文從工藝設計的角度,介紹了控制閥選型的基本原則,分析了化工行業(yè)控制閥應用現(xiàn)狀,闡述了工藝設計對控制閥的影響,。

選型的要點
1,、明確閥門在設備或裝置中的用途
確定閥門的工作條件：適用介質的性質、工作壓力,、工作溫度和操縱控制方式等,。
2、正確選擇閥門的類型
閥門型式的正確選擇是以設計者對整個生產(chǎn)工藝流程,、操作工況的充分掌握為先決條件的,，在選擇閥門類型時，設計人員應首先掌握每種閥門的結構特點和性能,。
3,、確定閥門的端部連接
在螺紋連接、法蘭連接,、焊接端部連接中,，前兩種。螺紋連接的閥門主要是公稱通徑在50mm以下的閥門,，如果通徑尺寸過大,，連接部的安裝和密封十分困難。
法蘭連接的閥門,，其安裝和拆卸都比較方便,，但是較螺紋連接的閥門笨重，價格較高,，故它適用于各種通徑和壓力的管道連接,。
焊接連接適用于較荷刻的條件下，比法蘭連接更為可靠,。但是焊接連接的閥門拆卸和重新安裝都比較困難,，所以它的使用僅限于通常能長期可靠地運行，或使用條件荷刻,、溫度較高的場合,。
4、閥門材質的選擇
選擇閥門的殼體,、內件和密封面的材質,，除了考慮工作介質的物理性能（溫度、壓力）和化學性能（腐蝕性）外,，還應掌握介質的清潔程度（有無固體顆粒）,，除此之外，還要參照國家和使用部門的有關規(guī)定,。
正確合理的選擇閥門的材質可以獲得閥門使用性能,。閥體材料選用順序為：鑄鐵-碳鋼-不銹鋼，密封圈材料選用順序為：橡膠-銅-合金鋼-F4,。
5,、其它
除此之外，還應確定流經(jīng)閥門流體的流量及壓力等級等,，利用現(xiàn)有的資料（如閥門產(chǎn)品目錄,、閥門產(chǎn)品樣本等）選擇適當?shù)拈y門。

一,、 煤化工控制閥設計選型鍋爐裝置區(qū)
　　煤化工項目的鍋爐給水壓力16mpa,，鍋爐出產(chǎn)的蒸汽基本為9.8mpa、540℃,，大部分用于拖動透平汽輪機,，其余部分經(jīng)過多次減壓后供生產(chǎn)使用。所以鍋爐裝置區(qū),，給水控制閥和蒸汽減壓閥非常重要,，而且造價*。

　　1,、鍋爐給水閥
　　用于控制汽包液位,，給水壓力高(16mpa)溫度高(220℃)，對閥體及其內件沖刷,，閥門選型不當極易產(chǎn)生振動,。閥芯結構可用籠式套筒。閥芯與閥桿連接形式要求焊接,，不采用螺紋,、銷釘和螺栓被帽的形式，避免在高壓沖蝕下閥桿與閥芯脫落,。閥門本體材質通常為wc6或cf8m,，閥內件材質304或316，閥桿材質可選304,、17-4ph(馬氏體不銹鋼,，強度*)如選用304，要求有1.5-2倍強度余量,。執(zhí)行機構可選用電動或氣動薄膜式執(zhí)行機構,，考慮到控制安全的需要，要求事故狀態(tài)下閥門保持開度,。
　　2,、鍋爐給水泵小回流閥
　　鍋爐給水泵往往為10級以上的多級泵，進出口壓差,，為了保證給水泵的安全運行,，小回流閥是給水泵重要的安全控制附件,。由于壓差高達16mpa，溫度220℃,，對閥本體和內件沖蝕,，控制難度也較大，加之價格較高,。許多地方往往采用帶定位器的套筒控制閥代替,，通過定位器控制難度大，往往伴隨著振動和沖蝕,，使用壽命較短,。真正的小回流閥為自力式閥門，閥芯須經(jīng)噴涂碳化鎢處理,，閥芯和閥體可堆焊司太立合金,。
　　3、蒸汽減壓閥
　　這里重點介紹9.8mpa減1.0mpa的閥門,，其他等級的減壓閥國內基本可以滿足生產(chǎn)要求,。對于9.8mpa減1.0mpa的閥門目前世界范圍內*還是cci迷宮式套筒減壓閥，雖然多數(shù)廠家也可制造生產(chǎn)此種閥門而且有一定的使用業(yè)績,，但是關鍵核心技術還在套筒的結構和制造工業(yè),。cci采用的迷宮式減壓套筒，此部件目前還是cci計算和制造的,。但是閥桿和閥塞的連接還要避免通過銷釘和螺紋,，是整體或焊接方式。注意的是,，其他進口品牌,，往往可能在閥門進口或出口增加整流或降噪孔板，其實也是起到減壓作用,，但這種結構帶來很大的問題,，通常此種閥門基本通過焊接方式與管道連接，一旦孔板破損對于整個系統(tǒng)帶來的問題都是致命的,，而且在低負荷下,，孔板的減壓降噪效果下降極快，基本起不到正常作用,。這也是使用選型中需要注意的,。

二、 煤化工控制閥設計選型空分裝置區(qū)
　　空分裝置區(qū)基本為低溫閥,、氧閥和分子篩再生閥門(機組的閥門單獨說明)
　　1,、低溫閥門
　　目前低溫閥較為成熟，基本國內外均可制造,，如福斯,、fisher,、山武、koso等,，此種閥門填料和閥桿加長處理,。閥體及閥內件材料以316為主。
　　2,、氧氣放空閥
　　作為空分裝置氧氣超壓后緊急放空，特點是壓差大,，動作速度快,，放空量大(取決于氣化的設計負荷)。由于氧氣的特點,，對于一般有色金屬,。原則上線速度不超過25米/秒(與氧氣純度和壓力都有關系，這里取一個通常值),。所以對于高壓差下的氧氣放空閥,，材質一般選擇inconel625或menel500以上。由于閥體及內件均采用此種特材,，成本非常高,。閥門類型可以為：套筒閥和球閥，通常不采用球閥(除了用于切斷作用的閥門)當然主要是價格因素,。同時,、套筒閥也有很好的使用效果。由于壓差較大,，在閥門開啟與閉合時,，需要執(zhí)行機構輸出較大的力量，往往執(zhí)行機構非常大,，閥桿也很粗,，動作時間較長。這里介紹一種平衡式閥芯,，可以克服大壓差下閥門控制,。
　　3、分子篩純化系統(tǒng)用的三桿閥
　　根據(jù)分子篩再生的工藝特點：管道通常較粗(一般直徑在900mm以上,。大的到1500mm),，再生頻次高，介質較為清潔,、壓力和溫度適中,。對閥門要求零泄漏，可單項密封,。對于這樣大口徑管道,，通常選用蝶閥,，對于泄露的要求，可選用三偏心蝶閥,。三桿閥就是一種特殊三偏心形式的蝶閥,，轉動軸*偏離中心，類似一種機械人手臂式的結構,。動作時,，閥板先沿介質流向反方向移動，使閥板與閥座分開,，然后翻轉閥板,，克服了閥板與閥座的摩擦。典型的閥門是歐賓諾斯的三桿閥,，閥門具有防火功能,，高溫下，閥座軟密封破壞后,，其閥座與閥板形成第二道密封,，保證氣體不泄露。

三,、 煤化工控制閥設計選型氣化裝置
　　氣化裝置復雜,，也是煤化工的核心裝置，此裝置使用的閥門種類繁多而且要求非?？量?，同時又與氣化爐的形式有很大關系。目前氣化爐有德士古,、gsp及四噴嘴水煤漿爐,。
　　1、煤漿及煤粉系統(tǒng)
　　煤漿做原料的控制系統(tǒng),，煤漿作為輸送和流量調節(jié)設備,，閥門起到控制煤漿的循環(huán)和切斷。根據(jù)煤漿的特點,，為球閥,，雙向硬密封固定球，內件可選316及以上材質,，可做滲氮及堆焊司太立合金進行硬化處理,；
　　煤粉做原料的控制系統(tǒng)較為復雜，而且由于煤粉產(chǎn)生的磨損效果較為嚴重,，當然根據(jù)9大類閥門的特點,，球閥依然是，雙向硬密封固定球,，內件可選316及以上材質,，可做滲氮,、堆焊司太立合金進行硬化處理甚至噴涂碳化鎢。這里要強調幾點：

1,、閥門的軸承選擇上,，盡量保證軸承密封效果，避免煤粉進入軸承對其造成磨損加速閥門損壞

2,、閥座蝶型彈簧材質上的選擇,，建議選擇高速鋼如：

3、閥門安裝時應對執(zhí)行機構安裝支架或吊架避免執(zhí)行太重對閥桿及軸承的影響,。這三點注意同樣適用于氣化鎖渣閥,，而且選型情況與鎖渣閥基本一樣。這里推薦兩種閥型供參考,，可能效果會更好,。

1,、軌道球閥,，也就是所謂彈性球球閥。需要注意的就是軌道球閥需要考慮物料對軸承和閥桿及執(zhí)行機構的影響,，這里在密封上需要進行處理,；

2、盤閥,，聽說有一定的使用業(yè)績,，并且效果也不錯，但選擇需要選擇雙向密封,，同樣需要考慮對閥桿及執(zhí)行機構的密封的問題,。
　　2、鎖渣閥
　　與上面煤粉系統(tǒng)選擇的球閥一致,，不再重復,。

四、 煤化工控制閥設計選型合成及后續(xù)其他裝置
　　甲醇合成及后續(xù)其他裝置閥門選型基本遵循了閥門選用的基本要求,，根據(jù)工藝的特點,，需要注意和關注的1、溫度,，低溫閥門材料選型注意使用304l或316l,；

2、腐蝕介質如含硫化氫的,，除316l外可高選317l或雙相鋼材質,；

3、對于含毒性大或有強刺激的介質可選用波紋管密封型式,；

4,、氣體法生產(chǎn)聚丙烯,，需要高頻閥門，開關次數(shù)多,，目前只有少數(shù)幾家產(chǎn)品業(yè)績較好,，選型中需要注意。

　　綜述,，目前閥門基本分為九大類：1,、單座閥2、雙座閥3,、角閥4,、隔膜閥5、球閥6,、蝶閥7,、套筒閥8、偏心旋轉閥9三通閥,。根據(jù)閥門自身的特點,，根據(jù)工藝不同的要求和介質的特點進行選擇，優(yōu)化,。當然還有許多閥門屬于從九大類中衍生出來的,，如插板閥和盤閥屬于蝶閥類，旋塞閥屬于球閥類,，換向閥屬于三通閥門類等,。在閥門選型上，除了注意閥門的類型和材料外,，閥門附件同樣非常重要,，執(zhí)行機構、定位器和空氣減壓原件,、閥位反饋原件等,，由于篇幅的問題不再一一敘述。