炼油装置仪表测量管路用阀门种类的选用.pdf

仪器仪表与应用
石油化工自动化,2010,6:61
AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRY
炼油装置仪表测量管路用阀门种类的选用
杨刚
(中国石化工程建设公司仪表自控挖室,北京100011)
摘要:阀门是仪表测量管路中最关键的组成部分,其性能直接影响到整个测蚩管路系统的可靠性。由于工艺介质的温度、
压力和物理化学性质上的差异,以及阀『门在测量管路中所处的位置不同,对于阀门的性能和使用要求有很大区别。加工高硫和高
含酸原油炼油装置的长周期安全运行以及装置的大型化,对仪表测量管路的设计提出更高的要求。设计人员应充分了解各种类
型阀门的功能特点,针对不同的应用场合进行选用,重点介绍了仪表测量管路中阀门的类型和选用
关键词:测量管路;洇门;结构特点;阀门选用
中图分类号:TP21
文献标志码:B
文章编号:1007-7324(2010)06-0061-04
0引言
在仪表测量管路中,阀门是保证仪表可靠测量
的最重要部件,也是操作频繁、故障率最高的部件。
以往为了设计的简便和减少仪表材料的种类,测量
管路中仪表阀门的选择种类比较单一,基本以截止
阀为主。随着石油炼制工业的迅速发展和进步,加
工高硫和高含酸原油炼油装置的长周期安全运行
以及装置的大型化,对仪表测量管路的设计提出了
c)针形截止
d)仪表阀组
严格的要求。由于截止阀的结构特点决定了其应
图1截止阀结构形式
用的局限性,因此如何针对不同的应用场合选用适
宜的阀门是仪表工程师越米越关注的间题。所用
a)图1a)所示的直通形(T形)是截止阀中最
阀门的结构是否合适,直接关系到仪表测量管路的常用的结构形式,介质的进出口通道在同一水平方位
安全运行和仪表测量的精度,经济是否合理,也影上,其流道结构导致流体通过阀门时压力降较大
响着建设投资和运行费用。该文重点对测量管路
b)图1b)所示的直流形(Y形)阀的阀座和阀
中阀门种类的选用进行探讨
芯中心线与阀体水平中心线呈45°夹角,其介质流
1阀门的种类及特点
向为从阀芯下方进入,当阀芯开启后,介质儿乎沿
目前炼油装置中常用的仪表测量阀门种类有着阀门通道的水平线方向流出,故称之为直流式。
截止阀、间阀、球阀和止回阀等。
c)图1c)所示的针形阀结构与T形截止阀相
截止阀
似,不同的是阀芯为锥形针状,阀杆通常用细螺纹
1.1.1结构形式
以取得微量调节效果。
截止阀是网芯由阀杆带动沿阀座轴线做升降
d)图1d)为仪表阀组的局部剖图,仪表阀组实际
运动的阀门。截止阀按结构形式不同又分为直通上是多个互通的T形截止阀或针形阀的组合,按照组
形阀、直流形(Y形)阀、针形阀和仪表阀组,如图1成阀门的数量不同分为两阀组、三阀组和五阀纽。
所示。
1.1.2特点及应用
截止阀可以改变流体通道的截面积,即可用于
收稿日期:2010-06-08。
作者简介:杨刚(1972-),男,四川达县人,1993年毕业于
北京工商大学工业电气自动化专业,工学学上,现在中国石化工程
建设公司仪表室从事石油化工自动化工程设计工作,任高级工
a)T形截止阀
b)Y形截止阀
程师。
石油化王自动化
2010年
截断也可用于节流和调节压力或流量,是仪表测量1.2.2特点及应用
管路中最常用的阀门。截止阀是强制密封阀门,阀
楔形闸树密封性能较差、行程省力、通道简单
门关闭时必须使阀芯压紧座。阀门关闭时需要流通面积大、流体阻力小,但尺寸大、结构复杂、加
克服的阻力是阀杆和填料的摩擦力以及介质压力工困难、密封面易磨损、容易泄漏、不易维修、启闭
在阀杆截面上的推力,由于密封力和介质压力在同时间长。尤其在高压场合,在流体推力的作用下
轴线上,所需的密封力较大,密封容易泄漏,启闭闸板与阀座的摩擦力非常大,阀门开启因难,密封
行程长,较为困难。
面磨损情况也比较严重。闸阀一般适用于全开或
a)T形截止阀结构简单,启闭时间短,但流道全闭,不能作调节和节流使用。
复杂,阀门通径相对较小,密封面间容易夹住介质
楔形闻板闸阀靠楔形挤压密封,在流体压力不
中的固体颗粒。
高时也能达到一定的密封效果。但禊形闸阀在高
b)Y形截止阀的流体阻力较小,适用于含固温场合由于热膨胀等原因,容易出现闸板与阀座卡
体颗粒或黏度大的流体。Y形截止阀的启闭行程紧,难以开启的情况況。
更长,制造、维修、安装和操作复杂,造价也比较高,
由于平行单闸板阀自身无法达到强制密封,目
一般用于高压场合
前已很少使用。平行双闸板阀靠平板间楔形嵌块
c)针形阀可以作为精确的流量限制用,但流外推密封,密封效果很好。由于楔形嵌块与平行双
通能力很小,容易堵塞,一般用于测量管略截止、分闸板间的动配合作用,可以实现关闭严密、开启省
支、终端等场合,也用于分析仪采样系统等需要微力。由于平行双闻板阀在关闭和开启过程中,与阀
量调节、工艺介质洁净的场合。
座直接开合,没有相互摩擦,可以达到很好的密封
d)仪表阀组结构紧凑,操作方便,一般与现场效果,使用寿命较长。
仪表直接安装在一起,可以减少安装空间和中间管1.3球阀
件的数量,有很好的密封性和调节性。但仪表阀组1.3.1结构形式
结构比较单一,多采用针形阀芯和螺纹阀盖,这种
球阀的启闭件为一球体,围绕阙体的垂直中心
结构不应直接用于黏稠、脏污、高危害介质以及温线做旋转运动。按阀体结构分为两片式、三片式
度变化频繁等苛刻工况。
顶装式;按装配形式分为螺纹装配、法兰装配;按阀
1.2闸阀
芯结构形式分为浮动球阀和固定球阀,如图3所
1.2.1结构形式
示;按照阀座密封材料分为硬密封《金属密封)球阀
闸阀是指闸板由杆带动,沿阀座密封面做升和软密封球阀等多种类型
降运动的阀门。按闻板形式不同又分为棵式闸板
如图3a)所示,浮动球的球体是可浮动的,在介质
阀和平行式闸板阀,如图2所示
压力的作用下球体被压紧到出口侧的密封圈上。
图2a)所示的楔式闻板密封面与闻板垂直中
如图3b)所示,固定球的球体被上下两端的轴
心成一定倾角,称为楔半角。楔式闸板又分为禊式承固定,通过能产生推力的浮动阀座,使密封圈压
单闸板和楔式双闸板。
紧在球体上
图2b)所示的平行式闸板的两个密封面平行,
阀座密封面垂直于管道中心线。平行闸板中间有
对楔形嵌块。平行阐板又分为平行式单闸板和
平行式双闸板。
a)浮动球阀
b)固定球阀
图3球阀的阀芯结构形式
1.3.2特点及应用
球阀有操作简便、启闭迅速、密封性好、可自清
a)楔式双闸板
b)平行双闸板阀
洗、位标示明显等优点,近年来得到了越来越广
图2闸阀的结构形式
泛的应用,并有逐步取代阐阀和截止阅的趋势。浮