上海申弘閥門(mén)有限公司
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化工調(diào)節(jié)閥安裝布置現(xiàn)代石油化工裝置的生產(chǎn)取決于流動(dòng)著的液體和氣體的正確分配和控制,這些分配和控制都需要控制元件去完成,而調(diào)節(jié)閥正是這些控制元件中使用為廣泛的一種形式,因此調(diào)節(jié)閥的使用越來(lái)越廣,作用越來(lái)越突出。在實(shí)際工程中,調(diào)節(jié)閥常常以調(diào)節(jié)閥組的形式出現(xiàn),作為流量、壓力的控制調(diào)節(jié)單元分布在裝置的各個(gè)部分,合理的布置調(diào)節(jié)閥組,對(duì)工廠的正常運(yùn)行至關(guān)重要。
1 化工調(diào)節(jié)閥安裝布置調(diào)節(jié)閥組的組成
調(diào)節(jié)閥組一般由調(diào)節(jié)閥、切斷閥、旁路閥和導(dǎo)淋閥四部分組成。調(diào)節(jié)閥的產(chǎn)品類型很多,結(jié)構(gòu)也多種多樣,而且還在不斷更新和變化。一般來(lái)說(shuō)閥是通用的,既可以與氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配,也可以與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配。那么我們?nèi)绾芜x擇從這些多種多樣的調(diào)節(jié)閥中選擇呢,調(diào)節(jié)閥的閥體類型選擇閥體的選擇是調(diào)節(jié)閥選擇中重要的環(huán)節(jié),所以在具體選擇時(shí),可從以下幾方面考慮
1.1 化工調(diào)節(jié)閥安裝布置 調(diào)節(jié)閥
調(diào)節(jié)閥作為調(diào)節(jié)閥組的核心元件其種類繁多,國(guó)內(nèi)常按原理、作用和結(jié)構(gòu)將其劃分為九個(gè)大類:?jiǎn)巫{(diào)節(jié)閥;雙座調(diào)節(jié)閥;套筒調(diào)節(jié)閥;角形調(diào)節(jié)閥;三通調(diào)節(jié)閥;隔膜閥;蝶閥;球閥;偏心旋轉(zhuǎn)閥。前6種為直行程,后三種為角行程。按驅(qū)動(dòng)能源又可分為:氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥;電動(dòng)調(diào)節(jié)閥;液動(dòng)調(diào)節(jié)閥和混合型調(diào)節(jié)閥。
不同使用環(huán)境的調(diào)節(jié)閥可選用不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu),執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
1.1.1 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作都通過(guò)氣源來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行,復(fù)位則可由彈簧復(fù)位。其執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是統(tǒng)一的整體,有薄膜式、活塞式、撥叉式和齒輪齒條式。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作平穩(wěn)可靠且安全防爆等優(yōu)點(diǎn),在發(fā)電廠、化工,煉油等對(duì)安全要求較高的生產(chǎn)過(guò)程中有廣泛的應(yīng)用。
1.1.2 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以單相交流電源為動(dòng)力,接受統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào),輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)角位移來(lái)實(shí)現(xiàn)控制,具有高度的穩(wěn)定性和恒定的推力,控制精度比氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)高,但是不具有氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的本質(zhì)安全性,當(dāng)用于危險(xiǎn)場(chǎng)所時(shí),需考慮設(shè)置防爆、安全等措施。
1.1.3 液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由液體壓力啟閉或調(diào)節(jié)閥門(mén),運(yùn)行起來(lái)非常平穩(wěn),響應(yīng)快,所以能實(shí)現(xiàn)高精度的控制,當(dāng)需要異常的抗偏離能力和高的推力以及快的形成速度時(shí),一般選用液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形式和大小將決定調(diào)節(jié)閥組的占地空間和安裝形式,這是配管設(shè)計(jì)人員在配管過(guò)程中需要特別注意的,在未收到廠家資料的時(shí)候要留有足夠的空間余量,以確保在收到資料后管道的修改量為小。
1.2化工調(diào)節(jié)閥安裝布置 切斷閥
切斷閥宜選用閘閥或者球閥,其作用有:
①用于調(diào)節(jié)閥檢修時(shí)切斷管線,啟用旁路閥,使裝置在調(diào)節(jié)閥檢修的時(shí)間內(nèi)繼續(xù)運(yùn)行。
②用于輔助配合調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)。
③用于調(diào)節(jié)閥失效時(shí)的手動(dòng)調(diào)節(jié),以及氣源、電源缺失時(shí)的應(yīng)急處理。
1.3 化工調(diào)節(jié)閥安裝布置旁路閥
旁路閥宜選用截止閥,但旁路公稱直徑>150mm時(shí)可選用閘閥。旁路閥在調(diào)節(jié)閥不能正常投用的狀態(tài)下,可以人工手動(dòng)調(diào)節(jié)流量,從而保證裝置的連續(xù)性生產(chǎn),同時(shí)也不耽誤調(diào)節(jié)閥維修。旁路閥安裝時(shí)應(yīng)盡量靠近一次儀表,以方便旁路閥手動(dòng)操作時(shí)能觀察到一次儀表。
1.4化工調(diào)節(jié)閥安裝布置 導(dǎo)淋閥
導(dǎo)淋閥一般選用閘閥或者球閥,其公稱直徑選取見(jiàn)表1。導(dǎo)淋閥用于維修調(diào)節(jié)閥或停車(chē)時(shí)排出管道及閥內(nèi)流體,還用于外接流體沖洗閥門(mén)內(nèi)部和管道。
不同的調(diào)節(jié)閥組,導(dǎo)淋閥的設(shè)置也是不同的:
①導(dǎo)淋閥置于調(diào)節(jié)閥入口處,這種形式用于調(diào)節(jié)閥為“事故開(kāi)”的情況,調(diào)節(jié)閥前的導(dǎo)淋閥除了具有導(dǎo)淋功用外,還具有檢查調(diào)節(jié)閥是否出現(xiàn)堵塞的功用。
②導(dǎo)淋閥置于調(diào)節(jié)閥出口處,這種形式也用于調(diào)節(jié)閥為“事故開(kāi)”的情況,對(duì)于腐蝕性物料,停工檢修時(shí)一般都需要置換,接在出口側(cè)是防止置換時(shí),腐蝕氣體或者蒸汽反竄,損傷入口管道或者入口接通的設(shè)備。
③導(dǎo)淋閥置于調(diào)節(jié)閥入口/出口兩處,這種形式用于調(diào)節(jié)閥為“事故關(guān)”的情況,檢修時(shí),調(diào)節(jié)閥前后可以充分地泄壓和排凝。
2化工調(diào)節(jié)閥安裝布置 調(diào)節(jié)閥組的安裝形式
2.1 調(diào)節(jié)閥組安裝形式Ⅰ
安裝形式Ⅰ是調(diào)節(jié)閥組為常見(jiàn)的安裝形式,如圖1所示,閥組布置緊湊,所占空間小,維修方便,整套閥組放空簡(jiǎn)便。此形式需保證旁路閥高度<2000mm,且旁路閥和調(diào)節(jié)閥錯(cuò)開(kāi)布置。
2.2 調(diào)節(jié)閥組安裝形式Ⅱ
安裝形式Ⅱ是調(diào)節(jié)閥組常見(jiàn)的安裝形式,如圖2所示,閥組布置緊湊,旁路閥維修方便,閥組放空簡(jiǎn)便。與形式Ⅰ比較,占地稍大,此種形式常用于使用安裝形式Ⅰ時(shí),旁路閥不能與調(diào)節(jié)閥錯(cuò)開(kāi)的情況。
2.3 調(diào)節(jié)閥組安裝形式Ⅲ
安裝形式Ⅲ占地較大,易于操作和檢修,常用于旁路閥高度>2000mm的情況。此形式不宜用于易凝,有腐蝕性的介質(zhì),如圖3所示。
2.4 調(diào)節(jié)閥組安裝形式Ⅳ
安裝形式Ⅳ易于操作和檢修,可用于兩側(cè)空間有限,調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)頂部高度超過(guò)2000mm,閥組操作面后方有空間的情況,此形式可將旁路的高度降到2000mm以下,旁路上宜設(shè)置支架,如圖4所示。
2.5 調(diào)節(jié)閥組安裝形式Ⅴ
安裝形式Ⅴ占地大,閥門(mén)易于操作,兩個(gè)切斷閥與調(diào)節(jié)閥在同一直管上給維修帶來(lái)不便,旁路比較長(zhǎng),且旁路閥比較高,必要時(shí)需在旁路上做支架,宜至少有一個(gè)支架靠近調(diào)節(jié)閥,如圖5所示。
2.6 調(diào)節(jié)閥組安裝形式Ⅵ
安裝形式Ⅵ占地大,閥門(mén)易于操作,兩個(gè)切斷閥與調(diào)節(jié)閥在同一直管上給維修帶來(lái)不便,且不能用于易凝,有腐蝕性的介質(zhì),宜至少有一個(gè)支架靠近調(diào)節(jié)閥,如圖6所示。
2.7 調(diào)節(jié)閥組安裝形式Ⅶ
安裝形式Ⅶ占地大,閥門(mén)易于操作,兩個(gè)切斷閥與調(diào)節(jié)閥在同一直管上給維修帶來(lái)不便,含有固體顆粒的管道或者低溫管道閥門(mén)不允許布置在立管上時(shí)可采用此形式,如圖7所示。
2.8 調(diào)節(jié)閥組安裝形式Ⅷ
安裝形式Ⅷ占地大,旁路閥需緊靠進(jìn)口三通以方便操作和檢修,減少死角。在上下空間受限的情況下,可考慮此形式,如圖8所示。
2.9 調(diào)節(jié)閥組安裝形式Ⅸ
安裝形式Ⅸ布置緊湊,占地小,但調(diào)節(jié)閥位置較高,維修困難,使用于管徑較小的調(diào)節(jié)閥組。調(diào)節(jié)閥旁做一個(gè)支架以增加穩(wěn)定性,如圖9所示。
3 化工調(diào)節(jié)閥安裝布置調(diào)節(jié)閥組安裝形式的安裝實(shí)例
3.1 調(diào)節(jié)閥組在FLNG項(xiàng)目中的應(yīng)用
某FLNG項(xiàng)目的調(diào)節(jié)閥組的設(shè)計(jì)模型,如圖10所示。此安裝形式是在調(diào)節(jié)閥組安裝形式二基礎(chǔ)上進(jìn)行了少許變化,右側(cè)的支架生根在結(jié)構(gòu)上,是為了盡量減少在船甲板上的焊接。
3.2 調(diào)節(jié)閥組在PP項(xiàng)目中的應(yīng)用
某PP項(xiàng)目的調(diào)節(jié)閥組的設(shè)計(jì)模型,如圖11所示。此安裝形式基于調(diào)節(jié)閥組安裝形式一,為了減少管線對(duì)設(shè)備管嘴的應(yīng)力,也為了方便換熱器的檢修,以及讓出更多的檢修通道,調(diào)節(jié)閥組布置在換熱器的側(cè)面,并用斜管和換熱器管嘴連接。
3.3 調(diào)節(jié)閥組在PA6項(xiàng)目中的應(yīng)用
某PA6項(xiàng)目的調(diào)節(jié)閥組的設(shè)計(jì)模型,如圖12所示,此安裝形式基于調(diào)節(jié)閥組安裝形式IX,此安裝形式將導(dǎo)淋閥安裝在立管上,在高點(diǎn)設(shè)置了高點(diǎn)排空用于水壓試驗(yàn),設(shè)計(jì)比較合理。旁路閥傾斜安裝,不僅降低了調(diào)節(jié)閥的安裝高度,并且比水平安裝更方便操作。立管的支架為了避免影響通道,采用了單邊支耳,也可以將支耳置于平臺(tái)下面。
4 化工調(diào)節(jié)閥安裝布置結(jié)語(yǔ)
調(diào)節(jié)閥組作為石油化工裝置的重要組成部分,決定著裝置的生產(chǎn)活動(dòng)能否正常運(yùn)行。其多變的使用環(huán)境使其安裝形式也變化多端,其安裝形式必須滿足工藝流程要求和管道介質(zhì)特性;其安裝、操作和維修必須方便,在此前提下,在整個(gè)裝置或者某個(gè)區(qū)域內(nèi),使其安裝形式統(tǒng)一美觀,整齊緊湊是配管設(shè)計(jì)人員需要思考的問(wèn)題。