關於閥門配套空分設備有哪些特點，了解它的應用很關鍵！

最新 09-28

閥門是流體輸送系統中的控制部件，具有截斷、調節、導流、防止逆流、穩壓、分流或溢流泄壓的功能。

閘閥

閘閥是指關閉件（閘板）沿通道軸線的垂直方向移動的閥門，在管路上主要作為切斷介質用，即全開或全關使用（一般閘閥不可作為調節流量使用）。

通常口徑DN50-DN600，PN1.6-PN25（MPa）的壓力範圍都可以使用。根據密封元件的結構，把閘閥分為有平板閘閥和楔式閘閥；根據閥桿的結構，還可以分為升降桿（明桿）和旋轉桿（暗桿）閘閥。

閘閥比較笨重，佔用空間大，不適合做的很大，啟閉緩慢。閘閥較蝶閥不宜頻繁啟閉，密封面啟閉過程中磨損大，長期頻繁切換會使密封性能差，需要更換密封（雙面），正反流無方向。

楔式閘閥較平板閘閥的密封要好，且密封面磨損較少。楔式閘閥的關閉閘板是楔形的，使用楔形的目的是為了提高輔助密封載荷，以使得金屬密封的楔式閘閥既能保證高介質壓力密封，也能保證低壓力密封；但是金屬密封的楔式閘閥由楔入作用所產生的進口端密封比壓受到介質的作用力往往不足以達到進口端密封，所以說金屬密封楔式閘閥屬單面強制密封。

應用於空分設備中主要是鋼製楔式閘閥Z41H-16C，主要用於水管路和蒸汽管路的手動切斷管路上，壓縮空氣管路也有應用，主要是用於啟閉次數較少的流路切斷。

蝶閥

蝶閥是用圓盤式啟閉件往複迴轉90°左右來開啟、關閉和調節流體通道的一種閥門，體積小，重量輕，動作迅速，快速切斷性能較佳，同時具有較為良好的流量調節功能和關閉密封特性。

通常口徑DN80-DN3000，PN1.0-PN10（MPa）的壓力範圍都可以使用。壓力損失一般（壓力損失閘閥，球閥最小；蝶閥次之，截止閥最大）。

大口徑蝶閥製作較難，蝶板密封性能不好，容易泄漏。結構較短，大多法蘭連接或對夾結構，調節性能一般，開啟在15∽70°之間時，能進行靈敏的流量控制，因而在大口徑調節領域，蝶閥的應用非常普遍。

蝶閥種類有：中線閥，單偏心、兩偏心、三偏心；依次使用壓力越來越高，密封性能越來越好，壽命更長，成本更高。

中線閥為對稱軸結構；高性能蝶閥通常採用單偏心或者雙偏心結構，單偏心結構是設計時將對稱軸結構中的閥門軸中心線偏離密封面中心線，即形成兩單偏心結構。

雙偏心結構是設計時將單偏心結構中的閥門軸中心線再偏離閥體中心線，即形成了雙偏心結構。

在雙偏心結構基礎上將閥座中心線與閥體中心線斜置，形成一個偏心角，通常稱之為三偏心。三偏心為金屬硬密封，有可承受高壓，切換次數多，啟閉力矩小，密封壽命長久等特點，雙向功能，介質流向對閥門的操作和使用性能幾乎無影響，泄漏等級可以達到ANSIⅥ級，雙向泄漏等級達到ANSI FCI-70-2-1991Ⅵ級，開關壽命100萬次。

中線蝶閥是雙向密封，雙偏心和三偏心是單向密封。蝶閥在調節方面較截止閥流通能力大。有正反流向，而且流通能力不同。

蝶閥有安裝方向，蝶閥的正向是指流體流向迎著蝶板的正面。對於關閉後閥門前後壓差小的流體，要求按照閥體箭頭方向安裝（箭頭方向為流體流向，蝶閥安裝的正向為與流體方向相同，這樣開啟力矩小），否則開啟力矩過大，對密封面摩擦較大。對於關閉後閥門前後壓差大的流體，要求按照廠家規定的方向安裝，裝反了則是沒有很好的密封性能，一般推薦安裝方向為關閉時（事故狀態下）的高壓側在閥瓣後面，要求關閉狀態壓住閥瓣，增強密封性能（事故狀態一般與流體介質方向相反，無原料流體時會發生倒流，事故流體壓住閥瓣，關緊閥門）。

注意還有一種情況是運行時同向並聯蝶閥有高低壓側，高壓側會向低壓側泄漏，此時要求反裝閥門，即運行狀態時高壓側壓住閥瓣（與上一狀況相反）。一般蝶閥應用於壓力低的場合，高時要求關閉後事故流體的高壓側壓住閥瓣，或者應用三偏心蝶閥，三偏心蝶閥一般無正反向，正裝反裝均能關嚴，且開啟力矩小。兩偏心蝶閥的開啟力矩較大（中線閥開啟0-60°，單偏心0-20°，兩偏心0-10°的開啟角度時力矩較大），三偏心蝶閥0-90°的開啟力矩都非常小）。

壓力高的蝶閥還需要設置外旁通，以減小啟閉力矩。如膨脹機增壓端得進口閥門，如果用蝶閥還需要並聯一旁通截止閥，開啟時先開啟旁通閥，差壓不大時，再開啟切斷蝶閥。

應用於空分設備中的實例有：純化系統正流閥門，大型空分液體泵出口兩個閥門（正常開，但是在加溫時關閉，截止閥時要求高壓側壓住關閉側），膨脹機進口的緊急切斷閥（切斷流路的閥高壓側壓住閥瓣）等位置的蝶閥。

中線閥的應用有：渦輪傳動鋼製對夾蝶閥D371X-10C,DN50-DN500,或者D341F-16C，蝸桿傳動四氟密封蝶閥，口徑DN200-DN1000；主要應用於產品氣體，儀錶氣體，正流氣體分配，污氮氣管路切斷和粗調；水路用D371F-10C,渦輪傳動鋼製對夾蝶閥。

低溫蝶閥的密封要求一般較低，泄漏等級要求無明顯泄漏，主要起粗調作用，不能起精密切斷作用。如液氮迴流閥，液空去精氬塔冷凝器等管路。

兩偏心蝶閥主要用於DN300-DN800的純化系統切換閥使用，DN800-DN1500則用三桿閥或者三偏心。

三偏心硬密封閥門可用於膨脹機增壓端進出口（大口徑DN500以上推薦用三偏心蝶閥，小於DN500推薦用兩偏心蝶閥）。

蝶閥有快速切斷的功能，90°行程，從全開到全關，可以在較短時間內完成。用於變壓吸附上可以達到0.1s以內關閉；空分設備上膨脹機進口緊急切斷蝶閥，一般要求＜3s全關，純化系統切換閥一般要求＜15s全關。

球閥

球閥利用球體繞閥桿的軸線旋轉90°實現開啟和關閉的目的。球閥在管道上主要用於切斷、分配和改變介質流動方向，設計成V形開口的球閥還具有良好的流量調節功能。

球閥種類較多，一般常用的有浮動球和固定球兩種，球閥的特點是流阻幾乎為零，無正反向，口徑不宜做大，密封較好。

V球具有快速開啟（90°開啟，與蝶閥相同，密封效果好於蝶閥）的特點，小口徑的調節可以選擇V球進行流量調節，調節性能接近於線性。

一般小口徑（DN15-DN80）閥門的快開，吹除，排放，切斷，接通選擇球閥，再大的則選擇蝶閥。

空分設備中一般多用於口徑較小的常溫部分水管路排放及氣管路的加溫氣與密封氣場合。應用實例：Q11F-16C（內螺紋聯接鋼製球閥DN15∽DN50）,DN15,水排放；Q41H-16C(鋼製硬密封浮動球閥，DN15∽DN200),DN80,水排放。Q11F-16C（內螺紋聯接鋼製球閥DN15∽DN50）,DN15,液體泵密封氣及加溫氣。

截止閥

截止閥是指關閉件沿閥座中心線移動的閥門。適合用於切斷或調解以及節流使用，密封和調節性能均最佳，截止閥的缺點是流阻係數較大，會造成壓力損失。

截止閥的使用極為普遍，但是由於開啟和關閉力矩較大，結構長度較長，通常公稱通徑都限制在DN250以下，也有DN450的，但是選用是特別注意進出口方向。一般DN150以下的截止閥介質大都從閥瓣的下方流入，而DN200以上的截止閥介質大都從閥瓣的上方流入。這是考慮到閥門的關閉力矩所致。為了減小開啟或者關閉力矩，一般DN200以上的截止閥都設置內旁通或者外旁通閥門。

截止閥的種類繁多，一般應用直通和角式較多，直通閥對流動狀態破壞較小，壓力損失也較小。角式截止閥使得通過閥門的介質改變流動方向，會產生一定的壓力降。

角式截止閥的最大優點是可以把閥門安裝在管路的拐角處，這樣既節約了90°彎頭，又便於操作，在合成氨和空分冷箱內應用較多。

密封形式有平面密封。錐面密封，球面密封，和徑向密封。其中平面密封，球面密封和錐面密封應用較多。錐面密封較平面密封的密封比壓大，密封效果好。

連接形式法蘭、焊接、螺紋的應用較多。一般常溫選擇法蘭，低溫下防止泄露選擇焊接形式較多。

截止閥的口徑一般DN15-DN400，壓力可以承受高壓可達PN25.0MPa,只是口徑變大會導致結構太大，一般多用於允許流阻大的場合或者專門用於節流的場合。

截止閥應用於空分設備中主要有：產品流量調節，吹除和排放（冷箱吹除排放,錐密封，較小口徑：DN15-DN80），角式截止閥（冷箱內，長桿閥），中高壓管路截止（密封性好，口徑大則設置旁通閥），節流（壓力調節）等五個方面，為空分設備中應用最多的一種閥門型式。

一般氣體管路截止，型號為J41H(DN10-DN300,PN16∽PN63)；例如：J41H-40C,空氣增壓端旁通，DN50截止閥；J41H-16P,氮氣出汽化器，DN50截止閥；低溫截止閥DJ61F-40P,DN80,液體泵進液。

高壓截止閥開啟時流速太高，會產生絕熱壓縮效應，溫度會升至很高，從而起火，這也是氧氣介質對閥門材質有要求的原因，對於氧氣管路用閥門（調節閥，放空閥，安全閥），過流部分要求用蒙乃爾材質。

空分設備中的角式儀錶閥也是截止閥的一種，這種儀錶閥還有儀錶閥組（二閥到五閥）和單閥兩種型式，口徑一般小於DN20,作為分析，測溫，測壓用的冷箱根部閥及外圍儀錶閥。

安全閥

安全閥用在受壓設備、容器或者管路上，作為超壓保護裝置，當超壓時，閥門自動開啟泄壓，保護設備、容器或管路的安全運行。

安全閥種類較多，一般空分設備中常用的有五種。

彈簧式安全閥：彈簧安全閥有全啟式和微啟式，微啟式一般應用於低溫液體（液空、液氧、液氮、液氬），全啟式應用於常溫氣體。用於較為簡單靈活，要求不是太精確的場合的泄壓排放，受到彈簧力在一定範圍內較為合適，彈簧受力過大或者過硬都不好。全啟式在小型氣體貯罐及緩衝罐上有應用，微啟式應用於低溫液體泵的泵後安全保護排放，閥門型式:DA21H-220P,DN25,液氧排放SP=8.0MPa。

全啟式安全閥：閥瓣的開啟高度為閥座通徑的1/4-1/3。在安全閥的閥瓣處設有反衝盤，藉助於氣體介質的膨脹衝力，使閥瓣開啟到足夠高度，從而達到排量要求。這種安全閥靈敏度較高，應用最多，用於大多數氣體安全泄放場合，能夠精確的泄壓排放，保護裝置的安全，泄放壓力可以適合於較高壓力。空分設備中主要應用於常溫氣體、低溫氣體及蒸汽的泄放，例如：A42Y-10,DN250,空冷塔安全泄放。

微啟式安全閥：閥瓣的開啟高度為閥座通徑的1/20-1/40,即安全閥的閥瓣開啟高度很小，適合於液體介質（由於液體介質是不可壓縮的，少量排出即可使壓力下降），口徑DN20-DN250。空分設備中應用於水的泄放。例如：A41Y-16C,DN80,膨脹機增壓端後冷卻器水側安全泄放。

先導式安全閥：閥門由主閥（安全閥）和先導閥（直接作用式安全閥）組成，主閥是真正的安全閥，先導閥是用來感受受壓系統的壓力並使主閥開啟和關閉。當系統壓力開始超過一個整定的極限值時，先導閥或者通過除去或減少關閉力而讓系統介質迫使主閥開啟，或者產生一個力來使主閥開啟，當系統壓力降低時，先導閥重新產生關閉力，使主閥關閉。在空分設備中主要用於汽輪機驅動氣源蒸汽鍋爐系統的高壓蒸汽泄放。

先導式呼吸閥：先導式呼吸閥也是安全閥的一種，用於低溫貯槽的準確低壓保護。貯槽一般工作溫度-196℃，呼閥的整定壓力為：0.007-0.34MPa.呼閥閥瓣背負著更大直徑膜片構成的氣室，在呼閥開啟以前，永保持著數倍於升舉力的壓緊力，密封可靠。導閥提供了準確的壓力保護。在空分設備中用於空分冷箱的安全泄放保護及大型平底貯槽的安全泄放保護，例如1000m3的平底貯槽上的低溫型呼吸閥的型號：DA49W-2.5P,DN200。

蒸汽疏水閥

蒸汽疏水閥是自動地排除蒸汽設備中凝結水的疏水器，其原理是利用蒸汽和水的重量差和溫度差來實現疏水的目的。疏水閥的功能主要有：能迅速排除產生的凝結水；防止蒸汽泄漏，排除空氣及其他不可凝結的氣體。

疏水閥一般有三類：即由凝結水液位變化驅動的機械型蒸汽疏水閥；由凝結水溫度變化驅動的熱靜力型蒸汽疏水閥；由凝結水動態特性驅動的熱動力型蒸汽疏水閥。

空分設備中蒸汽驅動的汽輪機應用較多，純化系統的蒸汽加熱器有時會應用到機械型浮桶式蒸汽疏水閥，型號：CS15H-16P,適用溫度≤425℃。

減壓閥

減壓閥是通過調節，將進口壓力減至某一需要的出口壓力，並依靠本身的能量，使出口壓力自動保持穩定的閥門。通常減壓閥的閥後壓力應小於閥前壓力的0.5倍，進口的壓力波動應控制在進口壓力給定值的80-105%，如果超出該範圍，減壓閥的性能會受影響。

減壓閥形式較多，用於蒸汽減壓，水減壓，直接作用彈簧薄膜式減壓閥（空氣），以及各種先導式減壓閥類型。

空分設備中應用直接作用彈簧薄膜式減壓閥，主要應用於空氣節流去水冷塔，空氣節流去再生氣管路的場合。閥門型號：空氣旁通水冷塔減壓閥：Y42X-16C（直接作用彈簧薄膜式減壓閥）,DN300,閥進出口壓力0.51/0.04MPa。

另外自力式調節閥在真空貯槽的增壓汽化器節流上應用到，膨脹機油路節流也應用到，其通過閥後介質自身作為調節動力來調節減壓，原理與此相似（裝反則不能起到減壓作用）。

止回閥

止回閥用於管路系統，其主要作用是防止介質倒流，防止泵及其驅動電機反轉，以及容器內介質的泄放逆流。止回閥還可用於給其中的壓力可能升高至超過主系統壓力的輔助系統提供補給的管路上。

止回閥在實際應用中，在快速關閉的瞬間，介質是反向流動的，隨著閥瓣的關閉，介質從最大倒流速度迅速降至零，而壓力則迅速升高，即產生可能對管路系統有破壞作用的水錘現象，水錘現象會破壞管路，頻繁發生甚至會擊壞閥瓣。

止回閥種類較多，空分設備中應用主要有三種：

旋啟式止回閥：口徑DN50-DN500;多用於氣體管路的中高壓止回閥壓力等級可達PN10.0MPa,PN10.0MPa等級，這種場合宜選用旋啟式止回閥,當然低壓系統也可以選用低壓旋啟式止回閥，同時有專門用於低溫工況的低溫旋啟式止回閥AP16D，可用於低溫液體的止回，空分設備中高壓空氣，低溫液體的止回應用較多。

升降式止回閥：其主要特點是能夠實現小口徑止回，壓力越高，密封性能越好。DN50以下宜選用升降式止回閥，H41H-16C,口徑DN15-DN200，高壓氮氣止回：H41Y-100,DN100;同時有低溫升降式止回閥，可用於低溫液體的止回，型號：DH41Y-CL300。低溫型的工作壓力一般較低，在3.0MPa以下，口徑較小，為DN15-DN100，應用實例：H41W-16P,DN50，氮氣止回。

蝶式止回閥：止回閥結構簡單，不能承受太高壓力，密封性能較差。空分設備中主要應用於水泵出口止回及低壓空氣系統止回，口徑DN50-DN2000.H76X-16C(對夾雙瓣旋啟式止回閥)；DN50-DN600;H77X-16C(對夾蝶式止回閥)口徑DN50-DN1200;應用實例：離心水泵止回：H77X-16C,DN250;壓力氮氣止回H76H-10C,DN350，儀錶氣止回：H77X-10C,DN100, 工廠空氣止回：H77X-10C,DN250。

調節閥