低溫閥門的應用及設計
時間：2015-08-26 14:45:05 來源：多儀閥門 點擊：0次
低溫閥門的應用及設計
低溫閥門的填料部位都是加高的，即閥桿加長，是指能夠在低溫工況下使用的閥門，通常把工作溫度低于-40℃的閥門稱為低溫閥門。低溫閥門是石油化工、空氣分離、天然氣等工業(yè)不可缺少的重要設備之一，其質(zhì)量的優(yōu)劣決定著能否安全、經(jīng)濟、持續(xù)地生產(chǎn)。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，低溫閥門的用途越來越廣，需求也越來越大。
低溫閥門的一般設計要求
低溫閥門工作條件苛刻，其工作介質(zhì)大部分為易燃、易爆、滲透性強的物質(zhì)，最低工作溫度可達-269℃，最高使用壓力達10MPa。因此，低溫閥門的設計、制造、檢驗與通用閥門相比有很大的區(qū)別。一般，根據(jù)低溫閥門的使用工況，對設計工作提出以下幾點要求：
（1）閥門及其組合件在低溫介質(zhì)及周圍環(huán)境溫度下應具有長時間工作的能力（一般為10年或是3500~5000次循環(huán)）；
（2）閥門相對于低溫介質(zhì)，不應成為一個顯著熱源，這是因為熱量的流入會降低熱效率，而且熱量流入過多，還可能使閥門內(nèi)部的低溫介質(zhì)汽化，產(chǎn)生異常升壓，造成危險；
（3）低溫介質(zhì)不應對手輪的操作性能和填料的密封性能產(chǎn)生有害影響；
（4）直接和低溫介質(zhì)接觸的閥門組合件的結(jié)構(gòu)應當符合相關的防爆和防火要求；
（5）在低溫狀態(tài)下工作的閥門組合件不能潤滑，所以需要采取措施，防止摩擦部件被擦傷。
上述要求應當貫穿低溫閥門設計過程的始終，另外應當注意到上述要求是對低溫閥門特有的要求，在低溫閥門的設計過程中還應當同時遵守相關的通用閥門的要求。
低溫閥門技術水平的評價指標
在低溫閥門設計過程中，除了需要考慮低溫閥門的流通能力和流道阻力等一般性要求外，還需要考慮一些其他指標，以便更好地對低溫閥門的技術水平進行評價。通常通過衡量能量消耗是否合理來對低溫閥門的技術水平進行評價，其主要評價指標有以下幾項。
1.低溫閥門的絕熱性能
可以利用閥門進入低溫介質(zhì)的熱流流量Q1與所通過的低溫介質(zhì)的質(zhì)量比來衡量低溫閥門的絕熱能力。但在介質(zhì)種類不變，僅流速發(fā)生變化時，其值就會變化，因此用這種方法作為評價低溫閥門絕熱能力的指標顯然是不合適的。可以采用指標KT作統(tǒng)一比較。
2.低溫閥門的冷卻性能
低溫閥門的冷卻性能是指低溫閥門從常溫冷卻到工作溫度的能力。這一性能可以利用閥門在上述過程中所消耗的能量，即在上述過程中閥門傳給低溫介質(zhì)的熱量Q2來衡量。對于周期性工作的低溫閥門來說冷卻性能指標有著極其重要的意義。但僅僅用Q2來衡量低溫閥門冷卻性能是不夠的。
3.低溫閥門啟閉密封件的工作性能
在低溫條件下，密封件的性能往往遭到破壞，為了實現(xiàn)可靠密封，必須采用合理的密封結(jié)構(gòu)或者加大密封比壓。可以采用與泄漏量有關的參數(shù)來衡量低溫閥門的密封能力。
4.低溫閥門表面不結(jié)冰的條件
低溫閥門工作時，其表面不應結(jié)露，更不應結(jié)冰。閥門外表面是否結(jié)冰首先取決于周圍空氣溫度和零部件表面溫度之間的差值ΔT1，其次取決于空氣的露點溫度。事實上，在全天候條件下，徹底消除結(jié)露是很困難的。但是如果ΔT1滿足一定條件，結(jié)冰的可能性就會大大降低，則閥門表面不結(jié)冰的條件為ΔT1≤5℃。
