化工生產(chǎn)裝置中的介質(zhì)大多具有毒性大、可燃、易爆和腐蝕性強(qiáng)的特點，工況復(fù)雜苛刻，操作溫度和壓力較高，閥門一旦出現(xiàn)故障，輕者導(dǎo)致介質(zhì)泄漏，重者導(dǎo)致裝置停工停產(chǎn)，甚至造成惡性事故。所以，科學(xué)合理地選擇閥門既能降低裝置的建設(shè)費用，又保證生產(chǎn)安全運行。今天，就來來講講閥門的選型！

閥門選型的要點

1

明確閥門在設(shè)備或裝置中的用途

確定閥門的工作條件：適用介質(zhì)的性質(zhì)、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(shè)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(shè)計人員應(yīng)首先掌握每種閥門的結(jié)構(gòu)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，前兩種最常用。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(zhì)的選擇

選擇閥門的殼體、內(nèi)件和密封面的材質(zhì)，除了考慮工作介質(zhì)的物理性能（溫度、壓力）和化學(xué)性能（腐蝕性）外，還應(yīng)掌握介質(zhì)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(guān)規(guī)定。

正確合理的選擇閥門的材質(zhì)可以獲得閥門最經(jīng)濟(jì)的使用壽命和最佳的使用性能。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(yīng)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(dāng)?shù)拈y門。

常用閥門選型說明

1

閘閥的選型說明

一般情況下，應(yīng)首選閘閥。閘閥除適用于蒸汽、油品等介質(zhì)外，還適用于含有粒狀固體及粘度較大的介質(zhì)，并適用于放空和低真空系統(tǒng)的閥門。對帶有固體顆粒的介質(zhì)，閘閥閥體上應(yīng)帶有一個或兩個吹掃孔。對低溫介質(zhì)，應(yīng)選用低溫專用閘閥。

2

截止閥選型說明

截止閥適用于對流體阻力要求不嚴(yán)的管路上，即對壓力損失考慮不大，以及高溫、高壓介質(zhì)的管路或裝置，適用于DN＜200mm的蒸汽等介質(zhì)管道上；

小型閥門可選用截止閥，如針形閥、儀表閥、取樣閥、壓力計閥等；

截止閥有流量調(diào)節(jié)或壓力調(diào)節(jié)，但對調(diào)節(jié)精度要求不高，而且管路直徑又比較小時，宜選用截止閥或節(jié)流閥；

對于劇毒介質(zhì)，宜選用波紋管密封的截止閥；但截止閥不宜用于粘度較大的介質(zhì)和含有顆粒易沉淀的介質(zhì)，也不宜作放空閥及低真空系統(tǒng)的閥門。

3

球閥選型說明

球閥適用于低溫、高壓、粘度大的介質(zhì)。大多數(shù)球閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)中，依據(jù)密封的材料要求也可用于粉狀和顆粒狀的介質(zhì)；

全通道球閥不適用于流量調(diào)節(jié)，但適用于要求快速啟閉的場合，便于實現(xiàn)事故緊急切斷；通常在密封性能嚴(yán)格、磨損、縮口通道、啟閉動作迅速、高壓截止（壓差大）、低噪音、有氣化現(xiàn)象、操作力矩小、流體阻力小的管路中，推薦使用球閥。

球閥適用于輕型結(jié)構(gòu)、低壓截止、腐蝕性介質(zhì)中；球閥還是低溫、深冷介質(zhì)的最理想閥門，低溫介質(zhì)的管路系統(tǒng)和裝置上，宜選用加上閥蓋的低溫球閥；

選用浮動球球閥時其閥座材料應(yīng)承接球體和工作介質(zhì)的載荷，大口徑的球閥在操作時需要較大的力，DN≥

200mm的球閥應(yīng)選用蝸輪傳動形式；固定球球閥適用于較大口徑及壓力較高的場合；另外，用于工藝劇毒物料、可燃介質(zhì)管道的球閥，應(yīng)具有防火、防靜電結(jié)構(gòu)。

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節(jié)流閥選型說明

節(jié)流閥適用于介質(zhì)溫度較低、壓力較高的場合，適用于需要調(diào)節(jié)流量和壓力的部位，不適用于粘度大和含有固體顆粒的介質(zhì)，不宜作隔斷閥。

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旋塞閥選型說明

旋塞閥適用于要求快速啟閉的場合，一般不適用于蒸汽及溫度較高的介質(zhì)，用于溫度較低、粘度大的介質(zhì)，也適用于帶懸浮顆粒的介質(zhì)。

6

蝶閥選型說明

蝶閥適用于口徑較大（如DN﹥600mm）及結(jié)構(gòu)長度要求短，以及需要進(jìn)行流量調(diào)節(jié)及啟閉要求快速的場合，一般用于溫度≤

80℃、壓力≤1.0MPa的水、油品和壓縮空氣等介質(zhì)；由于蝶閥相對于閘閥、球閥壓力損失比較大，故蝶閥適用于壓力損失要求不嚴(yán)的管路系統(tǒng)中。

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止回閥選型說明

止回閥一般適用于清凈介質(zhì)，不宜用于含有固體顆粒和粘度較大的介質(zhì)。當(dāng)≤40mm時，宜采用升降止回閥（僅允許安裝在水平管道上）；當(dāng)DN＝50～400mm時，宜采用旋啟式升降止回閥（在水平和垂直管道上都可安裝，如安裝在垂直管道上，介質(zhì)流向要由下而上）；

當(dāng)DN≥450mm時，宜采用緩沖型止回閥；當(dāng)DN＝100～400mm也可選用對夾式止回閥；旋啟式止回閥可以做成很高的工作壓力，PN可以達(dá)到42MPa，根據(jù)殼體及密封件的材質(zhì)不同可適用于任何工作介質(zhì)和任何工作溫度范圍。

介質(zhì)為水、蒸汽、氣體、腐蝕性介質(zhì)、油品、藥品等。介質(zhì)工作溫度范圍在-196～800℃之間。

8

隔膜閥選型說明

隔膜閥適用于工作溫度小于200℃、壓力小于1.0MPa的油品、水、酸性介質(zhì)和含懸浮物的介質(zhì)，不適用于有機(jī)溶劑和強(qiáng)氧化劑介質(zhì)；

研磨顆粒性介質(zhì)宜選堰式隔膜閥，選用堰式隔膜閥要參照它的流量特性表；粘性流體、水泥漿以及沉淀性介質(zhì)宜選用直通式隔膜閥；除特定要求，隔膜閥不宜用于真空管路和真空設(shè)備上。

閥門選型問答

1

選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)考慮哪三個主要因素？

執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出要大于閥門的負(fù)荷，且合理匹配。

檢查標(biāo)準(zhǔn)組合時，要考慮閥門所規(guī)定的允許壓差是否滿足工藝要求。大壓差時要計算閥芯所受的不平衡力。

要考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度是否滿足工藝操作要求，尤其是電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

2

與氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)有何特點，有哪幾種輸出形式？

電動驅(qū)動源為電力簡單方便，推力、扭矩大，剛度大。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差。在中小規(guī)格上比氣動的貴。常用于無氣源或不需嚴(yán)格防爆、防燃的場合。電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)有角行程、直行程、和多回轉(zhuǎn)三種輸出形式。

3

為什么角行程類閥的切斷壓差較大？

角行程類閥的切斷壓差較大，是因為介質(zhì)在閥芯或閥板上產(chǎn)生的合力對轉(zhuǎn)動軸產(chǎn)生的力矩非常小，因此，它能承受較大的壓差。蝶閥，球閥是最常見的角行程類閥門。

4

哪些閥需進(jìn)行流向選擇？如何選擇？

單密封類的調(diào)節(jié)閥如單座閥、高壓閥、無平衡孔的單密封套筒閥需進(jìn)行流向選擇。流開、流閉各有利弊。流開型的閥工作比較穩(wěn)定，但自潔性能和密封性較差，壽命短；流閉型的閥壽命長，自潔性能和密封性好，但當(dāng)閥桿直徑小于閥芯直徑時穩(wěn)定性差。

單座閥、小流量閥、單密封套筒閥通常選流開，當(dāng)沖刷厲害或有自潔要求時可選流閉。兩位型快開特性調(diào)節(jié)閥選流閉型。

5

除單、雙座閥及套筒閥外還有哪些具有調(diào)節(jié)功能的閥？

隔膜閥、蝶閥、O型球閥（以切斷為主）、V型球閥（調(diào)節(jié)比大、具剪切作用）、偏心旋轉(zhuǎn)閥都是具有調(diào)節(jié)功能的閥。

6

為什么說選型比計算更重要？

計算與選型比較而言，選型要重要得多，復(fù)雜得多。因為計算只是一個簡單的公式計算，它的本身不在于公式的精確度，而在于所給定的工藝參數(shù)是否準(zhǔn)確。

選型涉及到的內(nèi)容較多，稍不慎，便會導(dǎo)致選型不當(dāng)，不僅造成人力、物力、財力的浪費，而且使用效果還不理想，帶來若干使用問題，如可靠性、壽命、運行質(zhì)量等。

7

為什么雙密封閥不能當(dāng)作切斷閥使用？

雙座閥閥芯的優(yōu)點是力平衡結(jié)構(gòu)，允許壓差大，而它突出的缺點是兩個密封面不能同時良好接觸，造成泄漏大。

如果把它人為地、強(qiáng)制性地用于切斷場合，顯然效果不好，即便為它作了許多改進(jìn)（如雙密封套筒閥），也是不可取的。

8

為什么雙座閥小開度工作時容易振蕩？

對單芯而言，當(dāng)介質(zhì)是流開型時，閥穩(wěn)定性好；當(dāng)介質(zhì)是流閉型時，閥的穩(wěn)定性差。雙座閥有兩個閥芯，下閥芯處于流閉，上閥芯處于流開。

這樣，在小開度工作時，流閉型的閥芯就容易引起閥的振動，這就是雙座閥不能用于小開度工作的原因所在。

9

直通單座調(diào)節(jié)閥有何特點？應(yīng)用在何場合？

泄流量小，因只有一個閥芯易保證密封。標(biāo)準(zhǔn)泄流量為0.01%KV,進(jìn)一步設(shè)計可作切斷閥。

許用壓差小，因不平衡力推力大。DN100的閥△P僅為120KPa。

流通能力小。DN100的KV僅為120。常常應(yīng)用于泄漏量小，壓差不大的場合。

10

直通雙座調(diào)節(jié)閥有何特點？應(yīng)用在何場合？

許用壓差大，因可抵消許多不平衡力。DN100的閥△P為280KPa。

流通能力大。DN100的KV為160。

泄漏量大，原因有兩個閥芯不能同時密封。標(biāo)準(zhǔn)泄流量為0.1%KV,為單座閥10的倍。直通雙座調(diào)節(jié)閥主要應(yīng)用于高壓差，泄漏量要求不嚴(yán)的場合。

11

為什么直行程調(diào)節(jié)閥防堵性能差，角行程閥防堵性能好？

直行程閥閥芯是垂直節(jié)流，而介質(zhì)是水平流進(jìn)流出，閥腔內(nèi)流道必然轉(zhuǎn)彎倒拐，使閥的流路變得相當(dāng)復(fù)雜（形狀如倒“S”型）。這樣，存在許多死區(qū)，為介質(zhì)的沉淀提供了空間，長此以往，造成堵塞。

角行程閥節(jié)流的方向就是水平方向，介質(zhì)水平流進(jìn)，水平流出，容易把不干凈介質(zhì)帶走，同時流路簡單，介質(zhì)沉淀的空間也很少，所以角行程閥防堵性能好。

12

什么情況下需要采用閥門定位器？

摩擦力大，需精確定位的場合。例如高溫、低溫調(diào)節(jié)閥或采用柔性石墨填料的調(diào)節(jié)閥；

緩慢過程需提高調(diào)節(jié)閥響應(yīng)速度的場合。例如，溫度、液位、分析等參數(shù)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

需要提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力和切斷力的場合。例如，DN≥25的單座閥，DN＞100的雙座閥。閥兩端壓降△P＞1MPa或入口壓力P1＞10MPa的場合。

分程調(diào)節(jié)系統(tǒng)和調(diào)節(jié)閥運行中有時需要改變氣開、氣關(guān)形式的場合。

需要改變調(diào)節(jié)閥流量特性的場合。

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確定調(diào)節(jié)閥口徑的七個步驟是什么？

確定計算流量——Qmax、Qmin

確定計算壓差——根據(jù)系統(tǒng)特點選定阻力比S值，然后確定計算（閥全開時）壓差；

計算流量系數(shù)——選擇合適的計算公式圖表或軟件求KV的max和min；

KV值選取——根據(jù)KV的max值在所選產(chǎn)品系列中最接近一檔的KV，得到初選口徑；

開度驗算——要求Qmax時≯90％閥開度；Qmin時≮10％閥開度；

實際可調(diào)比驗算——一般要求應(yīng)≮10；R實際＞R要求

口徑確定——若不合格重選選KV值，再驗證。

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為什么套筒閥代替單、雙座閥卻沒有如愿以償？

20世紀(jì)60年代問世的套筒閥，70年代在國內(nèi)外大量使用，80年代引進(jìn)的石化裝置中套筒閥占的比率較大，那時，不少人認(rèn)為，套筒閥可以取代單、雙座閥，成為第二代產(chǎn)品。

到如今，并非如此，單座閥、雙座閥、套筒閥都得到同等的使用。這是因為套筒閥只是改進(jìn)了節(jié)流形式、穩(wěn)定性和維護(hù)好于單座閥，但它重量、防堵和泄漏指標(biāo)上與單、雙座閥一致，它怎能取代單、雙座閥呢？所以，就只能共同使用。

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為什么切斷閥應(yīng)盡量選用硬密封？

切斷閥要求泄漏越低越好，軟密封閥的泄漏是最低的，切斷效果當(dāng)然好，但不耐磨、可靠性差。從泄漏量又小、密封又可靠的雙重標(biāo)準(zhǔn)來看，軟密封切斷就不如硬密封切斷好。

如全功能超輕型調(diào)節(jié)閥，密封而堆有耐磨合金保護(hù)，可靠性高，泄漏率達(dá)10～7，已經(jīng)能夠滿足切斷閥的要求。

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為什么直行程調(diào)節(jié)閥閥桿較細(xì)？

它涉及一個簡單的機(jī)械原理：滑動摩擦大、滾動摩擦小。直行程閥的閥桿上下運動，填料稍壓緊一點，它就會把閥桿包得很緊，產(chǎn)生較大的回差。

為此，閥桿設(shè)計得非常細(xì)小，填料又常用摩擦系數(shù)小的四氟填料，以便減少回差，但由此派出的問題是閥桿細(xì)，則易彎，填料壽命也短。

解決這個問題，最好的辦法就是用旅轉(zhuǎn)閥閥桿，即角行程類的調(diào)節(jié)閥，它的閥桿比直行程閥桿粗2～3倍，且選用壽命長的石墨填料，閥桿剛度好，填料壽命長，其摩擦力矩反而小、回差小。

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