《截止阀-旋转型(1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《截止阀-旋转型(1)（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、12.2.1第12章 管道附件蒸汽和冷凝水系统手册截止阀 旋转型章节12.212.2 截止阀 旋转型857截止阀 旋转型12.2.2章节12.2第12章 管道附件蒸汽和冷凝水系统手册图12.2.1 球阀 (图中为全开位置)阀杆密封球密封阀杆阀门全开阀门半开阀门全关流体自由通过球阀不同开关阶段的端视图截止阀 旋转型旋转型阀门常称作直角转动阀，包括球阀、蝶阀。不管是哪种形式的旋转型，关闭件都会沿流体流动方向的垂线转动，流体可通过关闭件流动，如球阀；也可绕关闭件流动，如蝶阀。旋转型阀门工作机构简单，便于自动化和维护。球阀球阀开发于第二次世界大战期间，最初用于飞机的燃料系统，那里需要考虑空间和重量问题
2、。球阀由阀体和带一个直孔的钢球组成，钢球位于阀体内部，两端有密封圈密封。钢球旋转90即可全开或全关，流体经钢球内的直孔流过。在全关位置时钢球的无孔侧阻塞了进口和出口以防止流体通过。球阀有两个基本设计：浮动式钢球设计，它依靠阀座支撑球体；另一种是耳轴支撑球体式，耳轴支撑常用于较大的球阀，可减少浮动式钢球球阀的2/3的操作扭矩。按照惯例，当球阀全开时，和钢球连在一起的手柄和管道轴线一致，当手柄和管道轴线成直角时，说明阀全关。球阀有缩小通径和全通径之分，全通径球阀的孔径和管道的直径相同；缩小通径球阀的孔径要小于管道的直径。全通径球阀的制造成本要高于缩小通径的成本，所以主要用于需要压降较低的场合或是流
3、量计的上游。全通径球阀用于流量计的上游是为了减少上游流体的扰动。为了把钢球嵌入阀体，有三种不同的装配形式，装配形式不仅影响安装的难易，而且会影响将来的维护。两段及三段式球阀 - 和法兰平面相同阀体被分为两段或三段，并通过螺栓连接，优点是结构简单可在线维修。顶部插入式球阀 - 钢球通过球阀顶部的阀盖插入，便于在线维护。一体式球阀 - 钢球沿阀的轴线插入到阀体内部，这样消除了阀体结合面处泄漏的可能性以及运行时断开的可能。但维修时，整个球阀要从管道上拆卸掉。85812.2.3第12章 管道附件蒸汽和冷凝水系统手册截止阀 旋转型章节12.2应用 阀座材料 最高工作温度PTFE 200 加强 PTFE
4、230 高压 PEEK 250 高温 金属 1000 阀座材料的选择决定了球阀的工作条件，虽然新的阀座材料不断开发出来，表12.2.1只列出了如今使用最为普遍的几种材料。表12.2.1常用球阀阀座材料低温图12.2.2 一体式 (a) 三段式 (b) 两段式 (c) 球阀（c）两段式球阀（b）三段式球阀（a）一体式球阀859截止阀 旋转型12.2.4章节12.2第12章 管道附件蒸汽和冷凝水系统手册图12.2.3 防火型球阀的工作原理(a) PTFE 密封完好(b) PTFE 密封消融(c) PTFE 密封完全破坏后形 成金属面密封球阀钢球球阀选项球阀有多种选项，以适应不同的应用场合。执行器
5、- 球阀，实际上是所有的旋转式阀门均适用于自动化控制，可使用电动或气动执行器来实现，执行器通过连接组件和阀门相连。虽然不是很重要，但有了ISO标准的安装件，无需拆解球阀就能安装连接组件，维护时可保持阀门的完整性，执行器更多信息可参阅6.6节。防火 - 由于球阀经常用于油气管道上，所以具有防火功能很重要。当着火时，防火型阀门要继续保持通过阀座和阀芯的极小泄漏率，着火或遭受过度高温后依然能够有效关闭。关于防火标准，在BS 6755 和API RP 6FA中有说明。防火型球阀的原理和特点: 燃烧高温将会破坏软阀座及密封，已经有很多方法可以解决这个问题，其中一种就是在聚合物阀座的后面加有一层金属密封面
6、，着火时，高温使阀座变形，制程介质的压力挤压球阀，并挤压破坏聚合物阀座(图12.2.3(b)，当阀座完全破坏掉后，球阀就会压在这层和阀体铸成一体的金属密封面上，使球阀紧密关闭(图12.2.3(c)。除了阀座机构本身的安全性能之外，阀杆密封也能够在着火条件下阻止介质向外泄漏，可以使用耐高温的石墨密封材料，也可以采用波纹管密封。洁净蒸汽阀 - 很多应用场合需要洁净设计的阀门，这些应用包括在生物制品、食品或电子行业中，例如直接向产品和过程流体中喷射蒸汽。在些应用中主要考虑的是钢球和阀体之间的空间，制程流体可能会在这些空间内积聚从而导致污染和腐蚀。为解决这个问题可以内置填料，内置的填料可以和阀座成为一
7、个整体，也可以作为一个部件装配在阀内。而且用于洁净蒸汽系统的球阀要用不锈钢材质制成，并有良好的表面刨光（粗糙度小于81mRa）。节流应用 - 当球阀作为节流应用时，高速流动的流体会撞击钢球和密封的局部，使阀座材料过早恶化，因此需要对球阀的标准设计进行修改以适用于节流，可使用金属阀座以及硬质表层，改进钢球的设计，使其具有更好的流动特性。蝶阀虽然蝶阀的设计多种多样，但都包括一个绕着阀杆旋转的蝶片，阀杆和流体流动方向成直角，打开时，流体绕蝶盘流过，对流体阻碍很小；关闭时，蝶片旋转并压在阀体内的阀座上。通常蝶阀和一对法兰占用的空间差不多，因此当空间有限时可替换球阀。实际上，一些蝶阀特别设计成可插入两片
8、法兰中间，称为对夹式蝶阀。蝶阀的主要缺点就是不能像其它类的阀门那样关闭紧密，这些缺点可以通过使用偏心阀杆设计、压力辅助阀座等在一定程度上减轻。靠使用偏心的旋转阀杆，产生“凸轮”效应，使蝶盘更容易压紧阀座。偏心式蝶阀的这些性能提高了关闭能力，设计上可用于节流。在蒸汽系统的应用中，蝶阀已很大程度的被球阀所取代。蝶阀通常应用于液体系统中或空间受限制的场合，蝶阀的紧凑性意味着需要较少的材料，因此当制造用的材料比较昂贵时，蝶阀是一个理想选择，例如在海水的应用场合，规定要用镍材料。86012.2.5第12章 管道附件蒸汽和冷凝水系统手册截止阀 旋转型章节12.2图12.2.4 波纹管密封球阀驱动柄和阀门间
9、的柔性连接波纹管图12.2.5 蝶阀861截止阀 旋转型12.2.6章节12.2第12章 管道附件蒸汽和冷凝水系统手册注1: 压力为24 bar，流速为40m/s流经DN150的截止阀的典型值。截止阀的选型和口径的确定制程流体必须完全包含在设计合适的管道系统中，以避免对人身和环境造成危害，以及制程流体本身的污染。管道系统有很多可能的泄漏点，如管道接头、焊缝、设备连接处，尤其是阀门。如果选型、设计和制造不好，阀门将是设备问题中的最大原因。一个阀门如果选型合适，并且维护适当至少可以延长设备的使用寿命。当为特定的应用选择截止阀时，需要考虑很多因素，请参见表12.2.2，包括了影响阀门选择的一些参数。
10、表12.2.3总结了不同类型的截止阀的主要特点。表12.2.3 典型的截止阀的口径和工作范围阀门形式 口径（mm） 压力范围(bar) 温度范围(oC) 压降(bar) 1最小 最大 最小 最大 最小 最大 闸阀 3 2250 0 700 -196 675 0.007 球形阀 3 760 0 700 -196 650 0.590 隔膜阀 3 610 0 21 -50 175 0.021 球阀（全通径） 6 1220 0 525 -55 300 0.007 蝶阀 50 1830 0 102 -30 538 0.120 影响截止阀选型的因素 考虑因素 受影响参数 制程介质 液体还是气体 压力 温度
11、 流量 腐蚀 磨损阀门形式 结构材质 可维护性 阀门口径所需功能操作速度 失效-安全 操作频率 向环境的泄漏阀门形式操作方式手动 气动 电动 电气动 液动阀门形式 执行器形式管道管道材料 管道口径 压力损失阀门口径 连接 阀门形式 结构材料 实用性特殊需求防火 防静电 通流自由成本 阀门形式表12.2.2影响截止阀选型的因素86212.2.7第12章 管道附件蒸汽和冷凝水系统手册截止阀 旋转型章节12.2表12.2.4总结了如今不同类型截止阀的一般应用场合。表12.2.4不同类型截止阀的应用表12.2.5是应用于蒸汽和冷凝水系统的截止阀的选型指南。特别强调指出，截止阀的选择受主观影响，不同区域
12、内的不同产业都有它们自己独特的偏好。表12.2.5用于蒸汽/冷凝水时截止阀的选型阀门形式 球形阀 柱塞阀 闸阀 蝶阀 球阀 主要应用 液体和气体开关和调节。 蒸汽和冷凝水系统应用 全开或全关，用于各种流 体，尤其适合用在容易磨 损阀座的流体上 通常全开或全关 安装在较大口径的管道 上，用于开关和调节，常 用于水系统、制程工业、 HPI和电站 应用范围广、口径多种、 常用于HPI、蒸汽和冷凝 水系统 执行器 一般为手动，也可： - 电动 - 气动 - 液动 一般为手动，也可： - 电动 - 液动 一般为手动，也可： - 电动 - 液动 - 手动 - 电动 - 气动 - 液动 - 风动机驱动 -
13、手动 - 电动 - 气动 - 液动备注 通常用于高压或大流量系统中，由于 成本原因很少用于黏性或污染性的流 体 通常用在长久使用且维护很少的地方 建议不要用于节流，实心楔形闸阀不 会受流体干扰震动，双面平行闸阀常 用于蒸汽系统 结构相对简单、口径大、用于蒸汽系 统要采用偏心设计，一般用于液体系 统 可适用于所有流体受限于最高压力等级 零泄漏 波纹管密封球 形阀DN25球阀 波纹管密封 柱塞阀 波纹管密封 球阀 波纹管密封 球形阀 波纹管密封 球阀 863注: 表中，波纹管密封指波纹管密封球形阀，球形阀为标准的填料密封的球形阀。节省能量 减少维护 DN25球阀 波纹管密封 柱塞阀 波纹管密封 波
14、纹管密封 球阀 波纹管密封 球形阀 波纹管密封 球阀 选择 标准应用 DN50球形阀 DN5 波纹管密封 球形阀 球阀 波纹管密封 球阀 波纹管密封 球形阀 波纹管密封 球阀 关死 DN25球阀 波纹管密封 球阀 柱塞阀 波纹管密封 球阀 波纹管密封 球形阀 波纹管密封 球阀第1选择第2选择应用疏水阀组 100mm自动化的主管及 设备第1选择第2选择第1选择第2选择第1选择第2选择第1选择第2选择截止阀 旋转型12.2.8章节12.2第12章 管道附件蒸汽和冷凝水系统手册公式3.21.1式中： ms = 质量流量 kg/h；Kv = 阀门流量系数= 压降比率 = P1- P2 ；P1P1 =
15、上游绝对压力 bar；P2 = 下游绝对压力 bar。公式6.3.1式中: Kv = 阀门流量系数 (m3/(hbar)；V = 体积流量 (m3/h)；G = 液体的相对密度 (无量纲)；P = 经过阀门后的压降 (bar)。公式12.2.1当阀门的型式选好以后，就需要选择正确的口径了，阀门口径一般根据管道口径来确定，但是建议检查一下通过阀门的压降（阀门全开时）是否能够接受，压降由阀门的流量系数（或Kvs值）、流速和进口压力决定。说明书通常包括阀门全开时Kvs等数据，知道压力和质量流量后就能够确定通过所选择的阀门的压降了，当然，知道可以接受的最大压降后，就能确定合适的阀门口径了。有很多的公式
16、和图表表达质量流量和压降之间的关系，公式3.21.1是一个经常用到的、简单化的、可靠的经验公式，用于蒸汽系统。该公式是图12.2.7的基础，第一次出现在3章21节。如果截止阀用于液体系统，通过阀门的压降由公式6.3.1决定。公式变形后即：12 K P 1 - 5.67 (0.42 - )= 2vs1mG PVKv =P = G VKv286412.2.9第12章 管道附件蒸汽和冷凝水系统手册截止阀 旋转型章节12.20.8 1234 58 10203040 5080203040 5080 100200300400 500800 1 0002 0003 0004 000 5 0008 000 10 00020 00030 00040 000 50 00080 000临界压降线0.1 0.20.30.51235102030压降0.41.6
