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仪表选型规则(三)

阀材料选择
1)一般选择原则
1)阀体耐压等级、使用温度范围和耐腐蚀性能和材质都不应低于工艺连接管道材质的要求。并应优先选用制造厂定型产品。一般情况选用铸钢或锻钢阀体。
2)水蒸汽或含水较多的湿气体和易燃的流体,不宜选用铸铁阀体。
3)环境温度低于-20℃的场合不应选用铸铁阀体。
4)阀内件应能耐腐蚀、耐流体冲蚀以及耐流体经节流产生空化、闪蒸时阀内件的气蚀损坏。
2)阀内件材料选择
1)非腐蚀性流体一般选用1Crl8Ni9、1Crl8Ni9Ti或其它不锈钢。
2)腐蚀性流体应根据流体的种类、浓度、温度和压力的不同,以及流体含氧化剂、流速的不同选择合适的耐腐蚀材料。
常用耐腐蚀材料有1Crl8Ni9Ti、0Crl8Nil2M02Ti、20#合金、哈氏合金及钛钢。
3)对于流速大、冲刷严重的工况应选用耐磨材料。如经过热处理的9Crl8及17-7PH和具有紧固氧化层、韧质及疲劳强度大的铬钼钢、G6X等材料。
4)严重磨损场合的材料选择
①出现闪蒸、空化和含有颗粒的流体场合,阀芯、阀座表面进行硬化处理。
②当流体的温度过高及压差过大时,其阀芯、阀座应进行表面硬化处理。如表面堆焊司太莱合金。
4.调节阀泄漏量的选择
根据工艺对泄漏量的要求选择不同等级泄漏量的阀型。一般直通单座阀泄漏量应小于或等于额定C值的0.01%,双座阀的泄漏量应小于或等于额定C值的0.1%。
5.调节阀流向的选择
1)球阀、普通蝶阀对流向没有要求,可选任意流向。
2)三通阀、文丘里角阀、双密封带平衡孔的套筒阀已规定了某一流向,一般不能改变。
3)单座阀、角形阀、高压阀、无平衡孔的单密封套筒阀、小流量调节阀等应根据不同的工作条件,来选择调节阀的流向。
1)对于DN≤20的高压阀,由于静压高,压差大,气蚀冲刷严重,应选用流闭型;当DN>20时,应选稳定性好为条件来决定流向。
2)角型阀对于高粘度、含固体颗粒介质要求“自洁”性能好时,应选用流闭型。
3)单座阀、小流量调节阀一般选用流开型,当冲刷严重时,可选用流闭型。
4)单密封套筒阀一般选用流开型;有“自洁”要求时,可选用流闭型。
5)两位式调节阀(单座阀、角形阀、套筒阀、快开流量特性),应选用流闭型;当出现水击、喘振时,应改选用流开型。
6)当选用流闭型且ds<d时(ds——阀杆直径;d——阀座直径),阀的稳定性差时,应注意以下几点:
  ①最小工作开度大于20%~30%以上;
  ②选用刚度大的弹簧;
  ③选用等百分比的流量特性。
6.填料函结构与材料的选择
1)填料函结构
一般选用单层填料结构,对毒性较大的流体或温度高于200的场合,应选用双层填料结构。
2)填料函材质
一般选用V型聚四氟乙烯填料,高温情况下应选用柔性石墨填料。
7.上阀盖型式的选择
1)操作温度高于+200,应选用散热型阀盖。
2)操作温度低于-20,应选用长颈型阀盖。
3)操作温度为-20~+200,应选用普通型阀盖。
4)对于绝对不允许外流的工艺流体,应选用波纹管密封型阀盖。
8.调节阀口径的确定原则
(1)根据计算的流量系数C'值,作适当放大,圆整成C,使其符合制造厂提供的C值系列,并确定调节阀口径。
C'——根据工艺正常流量计算出的流量系数;
C——将计算出的C'值作适当放大,圆整后的流量系数。
(2)对S≥0.3的一般工况,亦可采用下列方法估算阀流量系数放大倍数:
 EMBED Equation.3  
式中,直线性调节阀取m=1.63;等百分比调节阀取m=1.97。
(3)圆整后的C应能使调节阀的相对行程处于下表所规定的范围。


       阀特性
流 量

阀相对行程

线性阀

等百分比阀

最  大

80

90

最  小

10

30

9.执行机构的选择
1)执行机构一般选择原则
1)执行机构在阀全关时的输出推力F(或力矩M)应满足以下公式的要求。
       F≥1.1(Ft+Fo)或M≥1.1(Mt+Mo)
式中:  Ft、Mt——阀不平衡力或力矩;
     Fo,Mo——阀座压紧力或力矩。
2)执行机构的输出力(或力矩)的计算公式(略)。
3)执行机构应满足调节阀所需要的行程。调节阀关闭时,应有足够的阀座密封压力。
4)执行机构的响应速度不能满足工艺对调节阀行程时间的要求时,应采取其它措施。
2)薄膜执行机构的选择
1)薄膜执行机构结构简单,动作可靠,便于维修,应优先选用。
2)合理匹配薄膜执行机构的行程和阀内件的位移量。
3)活塞执行机构(包括长行程执行机构)的选择
1)要求执行机构输出功率较大,响应速度较快时,应选用活塞式执行机构。
2)比例式活塞执行机构必须附设阀门定位器,阀芯位置能按控制仪表信号正确定位。
3)比例式活塞执行机构必要时附设专用锁住阀和储气罐、保位阀或采取其它措施,以使系统发生故障时调节阀能处于全开或全关位置,或保持在某一开度,以保证生产装置处于安全状态。
4)电动执行机构(包括直行程和角行程)的选择原则:
   1)适用于没有气源或气源比较困难的场合。
   2)需要大推力、动作灵敏、信号传输迅速、远距离传送的场合。
10.调节阀附件的选择
(1)阀门定位器适用场合
   1)用于克服摩擦力或需要提高调节阀动作速度的场合。
   2)分程控制和调节阀需要改变气开、气关形式的场合。
   3)需要改变调节流量特性的场合。
   4)调节器比例带很宽,但又要求阀对小信号有响应的场合。
   5)无弹簧执行机构或活塞执行机构要实现比例动作的场合。
   6)用标准信号、操作非标准弹簧的执行机构(20~100kPa以外的弹簧范围)的场合。
  (2)气动继动器适用场合
   1)快速过程需要提高调节阀响应速度的场合,调节阀与调节器之间距离大于100m的场合。
   2)需要提高气动调节器输出信号的场合。
  3)电磁阀
1)适用于遥控、程序控制、联锁系统、实现气路自动关闭,使调节阀开或关的场合。
直通型电磁阀用于双位调节和远程控制,根据程序控制的逻辑关系可选择“常闭式”或“常开式”电磁阀。
二位三通电磁阀:一般用于控制单作用气缸执行机构、气动薄膜执行机构、气动调节阀及其它控制系统进行气路的自动切换控制或联锁程序控制。
二位四(五)通电磁阀:一般适用于控制双作用气缸和带有活塞式执行机构的调节阀,以及使用切断球阀的自控系统中实现自动切换和程序控制。
2)当要求大容量来缩短动作时间,把电磁阀作为先导阀与大容量气动继动器组合使用。
3)在爆炸危险场所中,应选用防爆型电磁阀、本安型电磁阀或选用开关型电气转换器。
4)保位阀
适用于当气源压力低于给定值时,要求调节阀保持在某一位置上的场合。
(5)电气转换器
1)控制系统采用电动仪表和气动调节阀组成的场合。
2)将电信号转变为气信号。
3)快速调节系统,宜选用电气转换器。
  6)阀位传送器
   1)重要场合,宜选用阀位传送器。
   2)电动执行机构应配用阀位传送器。
  7)手轮机构
1)未设置旁路的调节阀,下列情况应设置手轮机构;但对工艺安全生产联锁用的紧急放空阀和安装在禁止人进入的危险区内的调节阀,则不应设置手轮机构。
2)需要限制阀开度的场合。
3)对于大口径和选用贵金属管道的场合。
8)气动三通控制阀
适用于遥控或程序控制系统,使其调节阀或气动闸板阀开或关的场合。
9)调节阀附设的电气元件,如电/气阀门定位器、电磁阀和电/气转换器等,用于防爆场合时,其防爆等级应符合有关防爆设计规定。
11.调节阀气开、气关选择原则
仪表供气系统发生故障或控制信号突然中断时,调节阀的开度应处于使生产装置安全的位置。
12.调节阀安装
1)一般要求
   1)调节阀宜垂直、正立安装在水平管道上。公称通径DN≥80mm的调节阀,其阀前后管道上应设有永久性支架。
   2)调节阀安装位置应方便操作和维修。必要时应设置平台。
   3)调节阀组配管应组合紧凑,便于操作、维修和排液。
   4)调节阀的上、下部分应留有足够的空间,以便在维修时取下执行机构和阀内件以及阀的下法兰和堵头。
   5)调节阀用于高粘度、易结晶、易汽化以及低温流体时,应采取保温和防冻措施。
   6)调节阀使用环境温度一般不高于60℃,不低于-40℃的场合。
   7)当阀安装在有振动场合时,应考虑防振措施。
   8)凡未装阀门定位器的调节阀,膜头上应安装指示控制信号的小型压力表。
   9)调节阀用于含有悬浮物和粘度较高流体时,应配冲洗管线。
   10)调节阀安装时应注意使介质按阀体标定箭头方向流过。
   11)调节阀应先检查校验,并在管道吹扫后安装。
2)调节阀旁路
1)下列情况应设置旁路:
①腐蚀性流体;
②严重磨损阀内件的场合;
③其它重要场合,例如锅炉给水调节阀。
2)下列情况可不设置旁路;
 ①清净流体;
 ②公称通径DN>80mm的场合;
 ③调节阀发生故障或检修时,不致引起工艺事故的场合;
 ④工艺过程不允许或无法利用旁路阀操作的场合。例如:紧急联锁放空阀以及浆状和易结晶的流体等。
3)调节阀连接形式应符合制造厂产品说明用书的规定。
4)调节阀渐扩(缩)管
  同心和偏心渐扩(缩)管,宜选用偏心渐扩(缩)管。
5)调节阀配管和配线
   1)调节阀的配管和配线方案应满足调节系统的要求。
   2)调节阀配管宜采用φ6×1紫铜管或PVC护套紫铜管,大膜头调节阀和气动闸阀宜采用φ8×1紫铜管或带PVC护套紫铜管。
   3)防爆区域内调节阀配用的电气部件的配线应符合《爆炸和火灾危险场所电力装置设计规范》(GBJ 58-83)的有关规定。
6)调节阀用压缩空气压力等级应符合产品说明书的要求。压缩空气的质量应符合国家标准《工业自动化仪表气源压力范围和质量》(GB 4830-84))的要求。
7)自力式调节阀安装注意事项
   1)带指挥阀的压力式压力调节阀,阀前应安装过滤器。取压点与调节阀之间距离不小于10倍管径。
   2)温度调节阀,检测器为双金属时,检测器应垂直安装在水平管道上。
  检测器为温包时,尽可能垂直安装。如果条件不允许,也可倾斜安装,但与水平管道的夹角应大于45°。
   3)自力式调节阀原则上不安装旁路阀,如果要设置旁路阀。

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