阀门选型与设置导则.docx

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阀门选型与设置导则

目录

1总则

1.1目的

1.2适用范围

1.3相关标准

2术语、图例

2.1术语

2.2图例

3阀门选型与设置

3.1定义

3.2阀门的分类及选型

3.3阀门的设置

1总则

1.1目的

为指导本公司工艺系统设计人员合理、准确、可靠地进行阀门的选型和设置，特制定本导则。

1.2适用范围

本导则适用于石油化工装置工艺系统设计中工艺设备及管道系统的阀门选型与设置。

本导则所提及的阀门不包括安全阀、呼吸阀、调节阀、蒸汽疏水阀、取样阀、减压阀、限流孔板、盲板等。

1.3相关标准

《阀门的设置》（HG/T20570.18-95）

《阀门名词术语》（JB2765-81）

《石油化工企业配管工程设计图例》

《管子和管路附件的公称压力和试验压力》（GB1048-90）

2术语、图例

2.1术语

2.1.1公称压力

公称压力——阀门在指定温度下允许的工作压力，用PN表示，单位为MPa。

2.1.2公称通径

公称通径——用于表示阀门口径的名义内径值，用DN表示，单位为mm。

2.1.3工作压力

工作压力——阀门在适用介质温度下的压力，用P表示，单位为MPa。

2.1.4工作温度

工作温度——阀门在适用介质下的温度，单位为℃。

2.2图例

3阀门选型与设置

3.1定义

3.1.1阀门

阀门——用来控制管道内介质流动的、具有可动机构的机械产品的总称。

3.1.2闸阀

闸阀——启闭件（闸板）由阀杆带动，沿阀座密封面作升降运动的阀门。

3.1.3截止阀

截止阀——启闭件（阀瓣）由阀杆带动，沿阀座（密封面）轴线作升降运动的阀门。

3.1.4球阀

球阀——启闭件（球体）绕垂直于通路的轴线旋转的阀门。

3.1.5蝶阀

蝶阀——启闭件（蝶板）绕固定轴旋转的阀门。

3.1.6隔膜阀

隔膜阀——启闭件（隔膜）由阀杆带动，沿阀杆轴线作升降运动并将动作机构与介质隔开的阀门。

3.1.7旋塞阀

旋塞阀——启闭件（塞子）绕其轴线旋转的阀门。

3.1.8止回阀

止回阀——启闭件（阀瓣）借介质作用力，自动阻止介质逆流的阀门。

3.1.9底阀

底阀——安装在泵吸入管端，以保证吸入管内被水充满的止回阀。

3.1.10节流阀

节流阀——通过启闭件（阀瓣）改变通路截面积，以调节流量、压力的阀门。

3.1.11切断阀

在本导则中将闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、隔膜阀和旋塞阀统称切断阀。

3.2阀门的分类与选型

3.2.1阀门的分类

阀门的分类表1

按阀门的

用途和作用分类

切断阀类

止回阀类

阻塞型

旋转型

滑动型

夹紧型

截

止

阀

球阀

蝶阀

旋塞阀

闸

阀

隔

膜

阀

止回阀

底

阀

3.2.2各类阀门的特点及适用范围

3.2.2.1闸阀

⑴流体流经闸阀时不改变流向，当闸阀全开时阻力系数几乎是所有阀门中最小的，适用的公称通径范围、压力温度范围宽。

与同公称通径的截止阀相比，安装尺寸较小，是化工生产装置中用得最多的一种类型。

⑵闸阀只适用于全开或全闭的情况，不适用于需要调节流量的场合。

⑶闸阀不适用于含固体颗粒的流体。

3.2.2.2截止阀

⑴截止阀的密封性能可靠，可以进行流量的粗调，一般多装在泵出口、调节阀旁路和流量计上游等处。

⑵流体阻力大，开启和关闭所需力较大。

⑶截止阀不适用于带颗粒、粘度较大、易结焦的介质。

⑷截止阀与同公称通径的闸阀相比，体积较大，限制了使用它的最大公称通径（最大DN150-200）。

⑸针形阀也是截止阀的一种，可用于小流量微调或用作取样阀。

3.2.2.3旋塞阀、球阀

⑴两者功能相似，都是可以迅速启闭的阀门，流体阻力小，适用于经常操作。

但不宜经常作调节用。

⑵阀门的密封性能好，介质流向可任意，适用于粘性流体，浆液及带有固体颗粒的介质。

3.2.2.4蝶阀

⑴蝶阀启闭迅速方便，流体阻力小，可以经常操作。

⑵有一定的调节功能，可以运送泥浆，特别适用于大流量调节。

⑶使用压力和工作温度范围小，密封性较差。

3.2.2.5止回阀

⑴止回阀一般用于防止流体逆向流动。

⑵常用的有旋启式、升降式和球式三类。

旋启式可选直径比后两种大，可安装在水平管或垂直管上，安装在垂直管上时流体应自下而上流动。

升降式和球式可选直径较小，且只能安装在水平管路上。

⑶止回阀密封性能不好，介质单向流动。

⑷底阀也是一种止回阀。

3.2.2.6隔膜阀

⑴隔膜阀特别适用于腐蚀性流体或粘稠液、悬浮液等。

⑵使用温度和压力范围受隔膜的材质限制。

各类阀门的特点表2

性能

结构

密封性

介质

调节性能

流体阻力

操作

闸

阀

形体简单,结构长度短,制造工艺性好,适用范围广。

结构较复杂。

密封面受介质的冲刷和侵蚀小。

但密封面之间易引起冲蚀和擦伤，维修比较困难。

介质流向不受限制，不扰流，阻力降小。

只能作全开和全关，不能作调节和节流。

流体阻力小。

开闭较省力，但开启需要一定的空间，开闭时间长。

截

止

阀

结构简单，制造和维修比较方便。

密封性好，密封面间摩擦力小,寿命较长。

介质流向应与阀体所示箭头方向一致,不适用于带颗粒粘度较大,易结焦的介质。

只能作全开和全关,不能作调节和节流,调节性能较差。

流体阻力大。

工作行程小,启闭时间短,但开启和关闭时所需力较大。

蝶

阀

结构简单,体积小,质量轻，使用压力和工作温度范围小。

密封性较差,低压下可以实现良好的密封。

可以运送泥浆,在管道口积存液体最少。

调节性能好。

流体阻力小。

启闭方便迅速省力,可以经常操作。

止

回

阀

升降式止回阀结构与截止阀相似，分为直通式和立式。

介质流向应与阀体所示箭头方向一致.适用于清净介质,不适用于含有固体颗粒和粘度较大的介质。

流体阻力较大，适用于较小口径的场合。

直通式一般只能安装在水平管路。

立式一般只能安装在垂直管路。

旋启式止回阀阀瓣绕转轴作旋转运动。

流体阻力一般小于升降式止回阀,适用于较大口径的场合。

隔

膜

阀

特殊形式的切断阀。

密封性较好。

根据隔膜及衬里材料的耐腐蚀性能而适用于一定的介质.

根据隔膜及衬里材料的耐腐蚀性能而适用于一定的操作条件。

球旋

阀塞

阀

结构简单,相对体积小,重量轻，便于维修。

旋塞阀便于制做三通或四通阀门。

密封性能好。

不受安装方向限制,介质的流向可任意。

适用于低温高压及粘度较大的介质。

调节性能较差。

流体阻力小。

适用于经常操作,启闭迅速轻便。

3.2.3阀门的选型

3.2.3.1确定切断阀基本类型的三个主要因素

⑴介质是气体还是液体？

⑵操作频繁还是偶尔？

⑶仅用于切断还是要求有调节功能？

3.2.3.2切断阀基本类型的确定

根据上述三个主要因素的情况,应用图1可确定切断阀的基本类型:

将“气体”或“液体”与“频繁”或“偶尔”相连接，然后从“调节”或“截断”处画一条垂线，交点所处区域就是切断阀的首选形式；若交点落在两个区域的交界处，则两种类型的阀门均可选择。

例如:

用于气体、偶尔操作、要求有切断功能的切断阀可选择滑动阀或旋转阀（见图2）。

图1阀门的选型

图2阀门的选型（例）

3.2.3.3其它因素对阀门选型的影响

⑴对腐蚀性强、毒性为极度危害、对阀门结构材料的溶解性强、易燃易爆等介质应重点考虑阀门的密封性和耐腐蚀性，必要时可选择隔膜阀。

⑵系统允许的压力降较小时，应选用流体阻力较小的阀型如闸阀、直通的球阀等。

⑶要求迅速切断时，宜选用旋塞阀、球阀、蝶阀。

⑷蝶阀可适于大流量的调节。

⑸选用通道为L形的两通球阀或旋塞阀可同时起到阀门和三通的作用；选用三通球阀或旋塞阀（通道为T形）可起到两个以上直通阀门的作用，简化操作，使切换准确无误，并减少所占空间。

⑹针形阀可用于微量的细调。

⑺需防止物料倒流时应选用止回阀。

⑻不同生产过程可以选择有附加功能的阀门，如有带夹套、带排净口和带旁路的阀门，有用于防止固体微粒沉降的带吹气口阀门等。

⑼就地操作的阀门绝大多数用手轮，与操作点有一定距离的，可采用链轮或加长杆。

需要时可根据所能提供的能源选择其它动力形式:

气动、液压、电动。

例如闸阀在公称通径较大的管道中使用时，若两侧压力差较大，开启费力，需采用动力形式。

⑽对于粘性流体，浆液及带有固体颗粒的介质宜选用旋塞阀、球阀或蝶阀。

选型时应综合考虑阀门的工艺要求、介质特性、操作温度、操作压力、安全及经济的合理性，作出阀门形式的最后选择。

3.3阀门的设置

3.3.1阀门的设置原则

3.3.1.1装置界区处阀门的设置

⑴公用物料管道在进出装置的界区处应设置切断阀（见图3）。

⑵工艺物料管道在进出装置的界区处应设置切断阀（见图3）。

图3装置界区处阀门的设置

⑶装置单独的火炬干管出界区不宜设切断阀，如操作要求设置切断阀，该切断阀应保持常开状态。

多个装置共用的火炬干管出界区应设切断阀。

3.3.1.2装置内阀门的设置

⑴装置内公用物料管道，若直接接入工艺物料管道或工艺设备，并且和工艺物料直接接触，则该公用物料管道应设双切断阀，中间加止回阀（和排空/排净阀），然后再接工艺物料管道或工艺设备（见图4⑴）。

⑵并联、切换操作及备用的工艺设备，工艺物料进出管分别设置切断阀（见图4⑵）。

（1）

（2）切换操作的工艺设备

图4装置内阀门的设置

3.3.1.3根部阀的设置

⑴一种介质需输送至多个用户时，在分支管上紧靠总管处装一个切断阀叫根部阀。

通常用于公用物料系统（如蒸汽、氮气）；如果一种工艺物料通向多个用户时（例如溶剂），也需作同样设置。

（见图5）。

图5根部阀设置示意图

⑵装置内的公用物料管道区域分支上都应装根部阀，以免由于个别阀门损坏引起装置或全厂停车。

⑶蒸汽和架空的水管道即使只通向一个装置或一台设备，当支管超过一定长度时也需加根部阀。

3.3.1.4双阀

⑴自燃自爆、极毒介质的储罐，在通向其它设备的管道上应安装串联的两个阀（双阀）。

装有上述介质的容器的排空/排净阀也应是双阀。

⑵在装置运行中需切断、检修、清扫或进行再生的设备，进出口应设双阀，并在两阀之间设排空/排净阀。

备用的再沸器可装单阀（一般为闸阀）。

在再沸器一侧应设有各自的排净阀。

⑶公用物料管道尽可能不与工艺物料管道固定连接，应通过软管站以快速接头方式连接。

当操作需要直接连接时应以双阀连接，中间设排空/排净阀。

在压力可能有波动的场合再加上止回阀。

需经常加入水时，应将水管接至设备的气相空间，可不设双阀。

⑷工艺系统专业在设计高压废热锅炉及蒸汽系统时，可参照执行电力工业部电力建设总局的有关规定：

《火力发电厂汽水管道设计技术规定》（DLGJ233-81）（试行），管道的疏水和放水及管道的放气装置，应串联设置两个截止阀。

3.3.2典型单元系统中阀门的设置

3.3.2.1泵

⑴泵类设备的物料进出口应设置切断阀（见图6⑴）。

⑵止回阀

泵的出口在切断阀之前应设止回阀（见图6⑴），但容积式泵（如往复式泵）入口通常有内装的止回阀，因而不需要在管道上另设止回阀（见图6

（2）、（3））。

如泵制造厂未提供内装止回阀则应加上此阀。

并联的泵应在每台出口分别装止回阀（见图6⑴）。

（1）

（2）（3）

（4）

图6泵类设备物料进出口的阀门的设置

⑶进出口连通阀

a.离心泵通常不设连通阀。

b.容积式泵及旋涡泵必须在泵的进出口阀门之间设连通阀（见图6

（2））。

c.对小型往复式计量泵可只设安全阀不设进出口连通阀（见图6（3））。

⑷排气阀

a.离心泵在启动前需注满液体，需设排气阀。

大型的卧式离心泵在泵壳体上方设置排气阀，一般离心泵可在泵出口止回阀和泵之间略高于泵体的位置设此阀，对较小的泵，可用止回阀和切断阀之间的排净阀作排气阀（见图6（4））。

立式离心泵（包括液下泵）需按产品资料所示结构决定是否设此阀。

b.容积式泵不需设排气阀。

⑸底阀

离心泵的吸入液位低于泵进口时，需在泵进口管底部设底阀。

3.3.2.2压缩机

⑴对于氢气压缩机进出口宜设双阀。

⑵除了从大气中吸气的空压机不装进口阀外，所有的压缩机进出口均需装切断阀（见图7）。

⑶压缩机进出口阀门间应有旁通管并设连通阀（见图7）。

⑷压缩机的冷却水回路进口应设相应的切断阀。

压力回水的冷却水出口必须设切断阀。

同一台设备的出水口可合并后装一个切断阀。

⑸压缩机产品资料说明不随机配带润滑油、密封油及冲洗油系统时，应按资料要求配置管道及阀门。

⑹压缩机各级分离罐应设各自的排净阀，并在各段分离液体出口加止回阀。

压缩机管道应设置排净阀。

图7多级压缩机物料进出口的阀门设置

3.3.2.3容器

包括装置内的容器与储罐两大类。

⑴下列情况应装切断阀：

a.有多个进口或出口需更替操作的容器管口处。

b.易燃、有毒、有腐蚀性物料的容器出口的管口处。

对于装置内的容器一般装单阀，中间或全厂罐区的储罐装双阀，自燃自爆、高度危害介质的储罐应安装双阀。

⑵容器最低点设排净阀，出料管位置应略高于排净阀（见图8）。

⑶除体积小或可与系统一起置换的容器外，均需在容器下部设公用物料接管并装切断阀，在容器顶部离公用物料管口较远的一端设排空阀。

⑷对需作惰性气体保护的容器和储罐应设自力式控制阀并串接止回阀，参见行业标准《气封的设置》（HG/T20570.16-95）。

图8带搅拌的立式容器进出口的阀门设置

3.3.2.4换热器

⑴除了控制需要或在装置运行中需（可）切断的换热器，一般在工艺物料侧不加切断阀。

⑵换热器因生产或维修需设置旁路时，则进出管道及旁路均设切断阀。

⑶水冷却设备

a.在水冷却设备的适当位置设排气阀。

b.每台设备的进水口以及机泵的各冷却回路进口均应设各自的切断阀。

当需要调节水量时，此阀应是自控阀或调节性能好的手动阀（见图9⑴）。

c.自流回水：

出水口不设切断阀。

d.压力回水：

出水口一般应设切断阀，只有可同时停用的数台设备才可在出水口共用一个切断阀。

e.通常在管道的低点设排净阀。

当管道上排净阀不能排净设备内的水时，才在设备上加排净阀。

多程列管式换热器及装有折流板的换热器采用在隔板上开泪孔的方式排液。

⑷空冷器进出口管道上一般不设置切断阀，工艺过程需要隔断操作或需在运行中维修的空冷器，应在其进出口设切断阀、排净阀和排空阀等（见图9⑵）。

（1）

（2）

图9换热器的进出口阀门的设置

3.3.2.5塔

⑴除工艺控制的特殊需要外，塔顶至冷凝器的管道上不设置切断阀（见图10）。

⑵再沸器（包括中间再沸器）与塔体的连接管道，除工艺控制需要或需在装置运行中清理者外，均不设置切断阀（见图10）。

⑶汽提塔侧线出料及蒸气返回管道除工艺控制需要外，不设置切断阀。

⑷当有多个进料口时，各进料口应分设切断阀，且各进料口的切断阀应贴近塔体的进料管口。

⑸两个串联的塔（见图11塔1、塔2），塔1顶部至塔2底部的气相管道上不设置切断阀。

塔2因工艺控制需要而加的切断阀或控制阀应尽量接近塔1的管口（见图11）。

图10塔与冷凝器/再沸器之间阀门的设置

图11串联塔的阀门设置

3.3.2.6其它

⑴冷却水、冲洗液、密封液管道，一般情况下多个进口管可合用一个进口切断阀，但在重要的场合（例如高温或高速泵的轴承）则应每个进口管设一个进口阀。

⑵蒸汽往复泵的蒸汽管道除了在管道低点设蒸汽疏水阀外，在进口阀和乏汽出口外侧均应设排净阀。