常用阀门的原理及其使用方法(讲课用)

概述2阀门是化工管路上控制介质流动的一种重要附件，其基本功能是切断管路介质的流通，改变介质的流动方向，调节介质的压力和流量，保护管路和设备的正常进行。随着现代化工业的不断发展，阀门的需求量不断加大，一个煤化工装置就需要大量的、各种各样的阀门。阀门使用量大，开闭频繁，往往由于制造、使用选型、维修不当，发生跑、冒、滴、漏的现象，由此引起火焰、中毒、烫伤事故，或者造成产品质量低劣、能耗提高、设备腐蚀、环境污染、甚至造成停产等事故。本课件将讲解阀门的分类、作用、内部构造及使用方法。一、阀门的分类3阀门用途广泛，分类方法较多，依照阀门的作用，阀门可分为以下几类：1、启闭用——切断或沟通管内流体的流动；2、调节用——调节管内流量、流速；3、止回用——介质单向流动；4、其他用——a.自动启闭b.维持一定压力c.阻气排水。依照驱动方式，可分两大类：第一类是自动阀门：依靠介质（流体、气体）本身能力而自行动作的阀门、如止回阀、安全阀、疏水阀、减压阀等。第二类是驱动阀门：借助手动、电动、液动、气动来操纵动作的阀门。如闸阀、截止阀、节流阀、蝶阀、球阀、旋塞阀等。二、阀门的主要性能参数PN：公称压力，允许阀门通过的最大压力。DN：公称直径。TN：温度范围，允许通过流体的温度范围。以GB阀门为例：公称通径:DN15~900mm公称压力:PN1.0、PN1.6、PN2.5、PN4.0、PN6.4、PN10.0、PN16.0MPa磅级与公称压力对照表4磅级15030060080015002500MPa2.05.010.014.025.042.0三、阀门使用前的检查及使用中的问题•阀门使用前的检查项目包括：1、阀体的内外表面有无砂眼、裂缝等缺陷；2、阀座与阀体结合是否牢固，阀芯与阀座是否吻合，密封面有无缺陷；3、阀杆与阀芯连接是否灵活可靠，阀杆有无弯曲，螺纹有无损坏、腐蚀；4、填料、垫圈是否老化损坏；5、阀门开启是否灵活。•阀门使用过程中常出现的问题1、与管道连接处的法兰、螺纹泄露；2、填料函泄露、腰垫泄露及阀杆开不动；3、阀芯与阀座间关不严形成内泄漏5四、旋塞阀6旋塞阀（考克）特点：TN小于150度，PN小于1.6MPa，具有结构简单、启闭迅速、操作方便、流体阻力小等优点。四、旋塞阀•旋塞阀在管路中主要用作切断、分配和改变介质流动方向的。旋塞阀的塞子和塞体是一个配合很好的圆锥体，其锥度一般为1：6和1：7。由于结构简单，开闭迅速（塞子旋转四分之一圈就能完成开闭动作），操作方便，流体阻力小，至今仍被广泛使用。目前主要用于低压，小口径和介质温度不高的情况下。•使用注意事项：1、阀杆外端为正方形，对角线标注的直线垂直于阀体方向为关闭状态，与阀体方向一至为开启状态。2、正常开关阀门用考克专用扳手，避免与阀杆打滑造成安全事故；尽量不用活动扳手从而造成打滑。3、如管道有视镜的看到试镜内有流体通过方可检查无误后离开。7五、球阀8•球阀和旋塞阀是同属一个类型的阀门，只是它的关闭件是个球体，球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向。五、球阀9五、球阀球阀是近年来被广泛采用的一种新型阀门，它具有以下优点：1．流体阻力小，其阻力系数与同长度的管段相等。2．结构简单、体积小、重量轻。3．紧密可靠，目前球阀的密封面材料广泛使用塑料、密封性好，在真空系统中也已广泛使用。4．操作方便，开闭迅速，从全开到全关只要旋转90°，便于远距离的控制。5．维修方便，球阀结构简单，密封圈一般都是活动的，拆卸更换都比较方便。6．在全开或全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，介质通过时，不会引起阀门密封面的侵蚀。7．适用范围广，通径从小到几毫米，大到几米，从高真空至高压力都可应用。缺点：介质易从阀杆部位泄露。10五、球阀•球阀使用注意事项：1、与旋塞阀相同；2、带手柄阀门，手柄垂直于介质流动方向为关闭状态，与其方向相同为开启状态。3、如遇到带夹套保温的球阀时应该注意以下事项：a、应该将夹套保温蒸汽开启将阀内易结晶的介质融化后方能开闭阀门，切勿介质未完全融化就强行关闭阀门。b、当遇到阀门不能开启时，不能利用加长力臂的方法，强行开启阀门，因为这样会造成因阀杆受阻力较大与阀芯脱落，造成阀门损坏或造成扳手的损坏。11六、蝶阀12蝶板在阀体内绕固定轴旋转的阀门，叫蝶阀。蝶阀能输送和控制的介质有水、凝结水、循环水、污水、海水、空气、煤气、液态天然气、干燥粉末、泥浆、果浆及带悬浮物的混合物。六、蝶阀13六、蝶阀14六、蝶阀•蝶阀的特点：（1）结构简单，外形尺寸小。由于结构紧凑，结构长度短，体积小，重量轻，适用于大口径的阀门。（2）流体阻力小，全开时，阀座通道有效流通面积较大，因而流体阻力较小。（3）启闭方便迅速，调节性能好，蝶板旋转90°既可完成启闭。通过改变蝶板的旋转角度可以分级控制流量。（4）启闭力矩较小，由于转轴两侧蝶板受介质作用基本相等，而产生转矩的方向相反，因而启闭较省力。（5）低压密封性能好，密封面材料一般采用橡胶、塑料、故密封性能好。受密封圈材料的限制，蝶阀的使用压力和工作温度范围较小。但硬密封蝶阀的使用压力和工作温度范围，都有了很大的提高。15六、蝶阀•蝶阀使用注意事项：1、阀芯只能旋转90度，一般阀体上会表明CLOSE和OPEN箭头方向，手轮顺时针转动为关闭，逆时针旋转为开启。2、如有时打开有一定阻力，可以用F扳手开阀门，但不能强行关闭，否则会将阀杆齿轮搅坏。3、禁止将手轮卸下用活动扳手扳动阀杆；（下面几种阀同样如此）4、开闭式逐步开闭，观察有无异常情况，防止有泄露。16七、截止阀•截止阀是化工生产中使用最广泛的一种截断类阀门，它与前述三种截断阀门相比不是利用其闭件的旋转打开、关闭阀门，而是利用阀杆升降带动与之相连的圆形阀盘（阀头），改变阀盘与阀座间距离达到控制阀门的起闭。17七、截止阀•截止阀是关闭件（阀瓣）沿阀座中心线移动的阀门。截止阀在管路中主要作切断用。截止阀有以下优点：1．在开闭过程中密封面的摩擦力比闸阀小，耐磨。2．开启高度小。3．通常只有一个密封面，制造工艺好，便于维修。18七、截止阀19截止阀结构较复杂，但操作简单、不甚费力，易于调节流量和截断通道，起闭缓慢无水锤现象，故使用较为广泛。七、截止阀•截止阀主要用于水、蒸汽、压缩空气及各种物料的管路，可较精确地调节流量和严密地截断通道，但不能用于粘度大、易结晶的物料。•使用时注意事项：1、开启前检查阀门有无缺陷，特别是填料函有无泄露；2、在阀杆不能用手直接转动，可用专用F扳手进行开闭，当仍无法开闭时，请不要用加长扳手力臂来强行开闭，从而造成阀门的损坏或引起安全事故。3、在用于中压蒸汽管路阀门时，开启时应该先将管内的冷凝水排净，然后慢慢将阀门开启用0.2至0.3MPa的蒸汽进行管道的预热，避免压力突然升高引起密封面的损坏，当检查正常后将压力调至所需状态。20八、闸阀•闸阀是指关闭件（闸板）沿通路中心线的垂直方向移动的阀门。改变闸板与阀座间相对位置即可改变通道大小，主要在管路中作切断用。闸阀是使用很广的一种阀门，一般口径DN≥50mm的切断装置都选用它，有时口径很小的切断装置也选用闸阀。21八、闸阀22八、闸阀•闸阀有以下优点：①流体阻力小。②开闭所需外力较小。③介质的流向不受限制。④全开时，密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。⑤体形比较简单，铸造工艺性较好。•闸阀也有不足之处：①外形尺寸和开启高度都较大。安装所需空间较大。②开闭过程中，密封面间有相对摩擦，容易引起擦伤现象。③闸阀一般都有两个密封面，给加工、研磨和维修增加一些困难。23八、闸阀•按阀杆的构造，闸阀又可分为：1）明杆闸阀：阀杆螺母在阀盖或支架上，开闭闸板时，用旋转阀杆螺母来实现阀杆的升降。如后图所示。这种结构对阀杆的润滑有利，开闭程度明显，因此被广泛采用。2）暗杆闸阀：阀杆螺母在阀体内，与介质直接接触。开闭闸板时，用旋转阀杆来实现。如后图所示。这种结构的优点是：闸阀的高度总保持不变，因此安装空间小，适用于大口径或对安装空间受限制的闸阀。此种结构要装有开闭指示器，以指示开闭程度。这种结构的缺点是：阀杆螺纹不仅无法润滑，而且直接接受介质侵蚀，容易损坏。24八、闸阀•闸阀使用注意事项：1、当阀杆开闭到位时，不能再强行用力，否则会拉断内部螺纹或插销螺丝，使阀门损坏。2、开闭阀门手不能直接开动时，可用F扳手打开或关闭；3、开闭阀门时注意观察阀门的密封面，尤其是填料压盖处防止泄露。25九、节流阀•节流阀是指通过改变通道面积达到控制或调节介质流量与压力的阀门，在管路中主要作节流使用。•最常见的节流阀是采用截止阀改变阀瓣形状后作节流用。但用改变截止阀或闸阀开启高度来作节流用是极不合适的，因为介质在节流状态下流速很高，必然会使密封面冲蚀磨损，失去切断密封作用。同样用节流阀作切断装置也是不合适的。•节流阀的阀瓣有多种形状，常见的有：26勾型阀瓣窗型阀瓣塞型阀瓣九、节流阀27•节流阀使用注意事项：•1、因为节流阀大都是螺纹连接，故开闭时首先检查螺纹连接是否松动泄露；•2、开闭阀门时缓慢进行，因为其流通面积较小，流速较大，可能造成密封面的腐蚀，应留心观察，注意其压力变化。十、止回阀•止回阀是指依靠介质本身流动而自动开、闭阀瓣，用来防止介质倒流的阀门。又称止逆阀或单向阀。•止回阀依据结构不同分为升降式（跳心式）和旋启式（摇极式）两种。28十、止回阀•升降式止回阀：阀瓣沿着阀体垂直中心线滑动的止回阀，升降式止回阀只能安装在水平管道上，在高压小口径止回阀上阀瓣可采用圆球。升降式止回阀的阀体形状与截止阀一样（可与截止阀通用），因此它的流体阻力系数较大。29十、止回阀30止回阀图片梭式止回阀十、止回阀31•阀瓣围绕阀座外的销轴旋转的止回阀，旋启式止回阀应用较为普遍。•止回阀使用注意事项：注意阀门方向，箭头与介质流向一致，如介质易结晶可能造成阀片不能压下起不到止回作用。十一、安全阀•安全阀是防止介质压力超过规定数值起安全作用的阀门。•安全阀在管路中，当介质工作压力超过规定数值时，阀门便自动开启，排放出多余介质；而当工作压力恢复到规定值时，又自动关闭。32十一、安全阀•一、安全阀常用的术语•1、开启压力：当介质压力上升到规定压力数值时，阀瓣便自动开启，介质迅速喷出，此时阀门进口处压力称为开启压力。•2、排放压力；阀瓣开启后，如设备管路中的介质压力继续上升，阀瓣应全开，排放额定的介质排量，这时阀门进口处的压力称为排放压力。•3、关闭压力：安全阀开启，排出了部分介质后，设备管路中的压力逐渐降低，当降低到小于工作压力的预定值时，阀瓣关闭，开启高度为零，介质停止流出。这时阀门进口处的压力称为关闭压力，又称回座压力。•4、工作压力；设备正常工作中的介质压力称为工作压力。此时安全阀处于密封状态。•5、排量：在排放介质阀瓣处于全开状态时，从阀门出口处测得的介质在单位时间内的排出量，称为阀的排量。33十一、安全阀•根据安全阀的结构可分⑴重锤（杠杆）式安全阀：用杠杆和重锤来平衡阀瓣的压力。重锤式安全阀靠移动重锤的位置或改变重锤的重量来调整压力。它的优点在于结构简单；缺点是比较笨重回座力低。这种结构的安全阀只能用于固定的设备上。34十一、安全阀⑵弹簧式安全阀：利用压缩弹簧的力来平衡阀瓣的压力并使之密封。弹簧式安全阀靠调节弹簧的压缩量来调整压力。它的优点在于比重锤式安全阀体积小、轻便，灵敏度高，安装位置不受严格限制；缺点是作用在阀杆上的力随弹簧变形而发生变化。同时必须注意弹簧的隔热和散热问题。弹簧式安全阀的弹簧作用力一般不要超过2000公斤。因为过大过硬的弹簧不适于精确的工作。35十一、安全阀36带扳手弹簧微启式安全阀十一、安全阀37弹簧微启封闭安全阀十一、安全阀38双联弹簧式安全阀十一、安全阀•安全阀使用注意事项：•1、安全阀使用必须在效验有效期内；•2、管路设备上安装的安全阀控制阀通常为截止阀，必须将其打开保证安全阀能有效工作。•3、定期将阀盘稍稍抬起，用介质吹扫阀内杂质。•4、如安全阀不能在整定压力内工作，必须进行重新效验或更换。39十二、疏水阀•疏水阀是