超大型空分设备配套阀门的选型与分析

发布时间:2019-03-04 05:50      

摘要:分析了超大型空分设备在工艺设计上的特殊性,介绍了阀门选型上不同于常规空分设备的一些设计改变,论述了充分考虑空分设备安全性前提下全面合理选择阀门,既为空分设备提供了可靠的技术保证,又可以降低建造成本。

关键字:阀门 超大型空分设备 选型

1 概述

超大型空分设备由空气压缩系统大型空气预冷系统特大型分子筛纯化系统空气增压系统增压透平膨胀机系统以及特大型精馏系统换热系统等组成。由于配套的单元设备尺寸大,制造工艺要求高,其配套阀门选型尤为重要,其直接关系到生产安全、系统调节性能、产量质量和投资费用。

2 选型

超大型(12万m3/h)空分设备工艺流程复杂(图1),其所用阀门不是简单复制扩大常规空分设备用阀门,因此在设计选型方面需要全面整体考虑,才能使空分装置操作方便、控制容易,能够长期安全稳定地运行。

图1 12万m3/h等级空分设备工艺流程

(1)预冷系统

图2 套筒单座调节阀

(2)分子筛系统

分子筛系统的切换阀选用三杆阀(图3,ORBI-NOX),尺寸分别为DN1600和DN1400,阀门阻力小于1kPa,利于空分设备节能。分子筛吸附器处理空气量约61万m3/h,如果发生冲床事故,处理分子筛填料会非常麻烦,对生产带来严重后果。阀门最大开启压差设置为15kPa,如果阀门前后压差超过设定值,将不能开启,有效防止了冲床事故的发生。

1.阀板2.从动杆3、4.固定杆5.阀杆

图3 三杆阀

图4 高性能蝶阀

(3)精馏塔系统

图5 低温角式单座调节阀

(4)氧气输送系统

氧气输送阀的阀前压力4.69MPa,考虑到氧气输送到管网的安全性,选用DN300气动薄膜套筒调节阀。阀门前后压差0.02MPa,阀体选用不锈钢,阀芯、阀座和套筒材质选用蒙乃尔合金。送出阀旁通阀选用DN40气动薄膜套筒调节阀,计算流速≥15m/s,故阀体以及阀内件全部选用蒙乃尔合金。气动薄膜套筒调节阀使用流体压力平衡阀芯,阀芯有2个小孔,使阀芯上下腔流体压力平衡,阀杆受力均匀,调节快速稳定,防止阀杆在高压下被顶开或受损,避免了调节时产生振动。

(5)循环系统

3结语

超大型空分设备配套阀门的设计选型在保证安全的前提下,应同时考虑工艺流程调节稳定性,配套成本和能源消耗等因素,在应用实践中再进一步检验阀门的使用效能。

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