長輸管線軸流式止回閥的選用與分析

2015-10-11 李科自貢新地佩爾閥門有限公司

　　介紹了幾種軸流式止回閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點及現(xiàn)場選擇注意事項。

1、概述

　　止回閥是管道系統(tǒng)中的一個重要組成部分，是保障管道系統(tǒng)安全可靠運行的關(guān)鍵設(shè)備。隨著石油、化工的發(fā)展，管道系統(tǒng)的工況條件越來越復雜苛刻，工況參數(shù)越來越高，普通止回閥難以滿足管道系統(tǒng)發(fā)展的需要。而軸流式止回閥具有密封性好、關(guān)閉迅速、關(guān)閉沖擊小、壓降低，機械振動小、噪聲低、體積小、質(zhì)量輕和使用壽命長等優(yōu)點，近年來得到廣泛的應用。但是，在現(xiàn)場使用中存在因軸流式止回閥選擇不當未能發(fā)揮其應有的性能，甚至不能滿足現(xiàn)場使用要求的情況。

2、軸流式止回閥的工作原理

　　軸流式止回閥是安裝在壓縮機或泵等裝置或管線上，防止介質(zhì)回流的保護裝置。當正向流動的介質(zhì)流動到閥瓣位置時，流動受阻，一部分動能轉(zhuǎn)化為壓力能，推動閥芯，閥門開啟。隨著閥前介質(zhì)流量和壓力的減小，在彈簧作用力和介質(zhì)背壓作用下閥門關(guān)閉阻止介質(zhì)回流。

3、軸流式止回閥的結(jié)構(gòu)特點

　　3.1、閥瓣根據(jù)閥瓣結(jié)構(gòu)，常用的軸流式止回閥有懸臂圓

　　盤型、雙支承圓盤型和環(huán)盤型。

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圖1 懸臂圓盤型

　　懸臂圓盤型軸流式止回閥(圖1) 加工簡單，維護方便，但對閥軸和軸套的質(zhì)量要求高。由于運動的閥芯是懸臂結(jié)構(gòu)，當閥門口徑較大時，閥芯體積和質(zhì)量較大，運動時易卡阻。與同規(guī)格的環(huán)盤式相比，具有更大的流通能力。

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圖2 雙支承圓盤型

　　雙支承圓盤軸流式止回閥(圖2) 加工簡單，維護方便。雙支承的閥芯結(jié)構(gòu)，避免了懸臂結(jié)構(gòu)的偏心現(xiàn)象，具有良好的對中性，閥芯動作平穩(wěn)，無卡阻，運行可靠，但是也存在閥軸與軸套的磨損情況，對軸和軸套的質(zhì)量要求相對較高。與同規(guī)格的環(huán)盤式相比，具有更大的流通能力。

　　環(huán)盤型軸流式止回閥(圖3) 為浮動閥盤結(jié)構(gòu)，其克服了圓盤型閥軸與軸套摩擦的缺點，閥芯輕便靈活，運行無磨損卡阻，但結(jié)構(gòu)復雜，加工和維護困難。環(huán)盤型流式止回閥內(nèi)外分流會產(chǎn)生震動以及渦流現(xiàn)象，造成閥瓣非同軸啟閉，零部件松動。內(nèi)外環(huán)密封結(jié)構(gòu)需要閥芯的內(nèi)外密封面同時與閥座內(nèi)外密封面緊密貼合才能實現(xiàn)密封，容易由于未對中造成泄漏，尤其在幾次非同軸開啟后，更難實現(xiàn)嚴密的對中。多組彈簧結(jié)構(gòu)容易因受力不均造成非同軸啟閉。同時板簧容易疲勞松弛或斷裂。

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圖3 環(huán)盤型

　　3.2、密封

　　根據(jù)密封形式軸流式止回閥分為金屬密封和復合密封。金屬密封結(jié)構(gòu)( 圖4) 密封面的性能好，耐高溫低溫，抗磨損，使用壽命長，但是密封性相對較差，主要應用于惡劣工況。復合密封結(jié)構(gòu)(圖5) 以軟密封為主密封，金屬密封為輔助密封。當主密封失效時，輔助金屬密封阻止介質(zhì)的回流。復合密封結(jié)構(gòu)性能好，密封可靠，但軟密封材料容易老化和磨損，使用條件有局限性，使用壽命受很多因素的限制。

　　4、工況條件

　　在長輸管線上，軸流式止回閥主要應用于站場動力設(shè)備(壓縮機、泵等) 出口、旁通管路、放空系統(tǒng)、計量系統(tǒng)和儲罐進出口等位置，不同工況條件對軸流式止回閥的性能有不同的要求。在動力設(shè)備出口，止回閥主要起到保護大型設(shè)備的作用，要求止回閥在使用中具有穩(wěn)定可靠性，避免介質(zhì)的回流損壞大型動力設(shè)備。在旁路系統(tǒng)，要求止回閥響應及時。在放空系統(tǒng)，要求止回閥不僅能迅速開啟，其密封性要求也相對較高，避免各放空管線的串流。在計量系統(tǒng)，要求止回閥密封可靠，以免計量不準確。在儲罐進出口位置，對止回閥密封性能要求很高。

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