超低温球阀的结构设计特点及安装要求.pdf

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1、第2期(总第165期)煤化工No．2(TotalNo．165)2013年4月CoalChemicalIndustryApr．2013超低温球阀的结构设计特点及安装要求那丽，吕赘(1．德希尼布工程咨询(上海)有限公司，上海200031；2．东洋工程(上海)有限公司，上海200122)摘要详述了超低温球阀的结构特点及设计：采用加长阀盖设计及滴水板设计、防火及防静电设计、阀腔泄压阀门密封圈的设计等。同时针对阀门密封圈的设计，重点介绍了单活塞密封和双活塞密封型式的结构特点及密封原理。并介绍了阀门安装注意事项，如阀门安装角度的要求、阀门泄压的方向要求等。关键词超低温球阀，结构

2、，设计，安装文章编号：1005—9598(2013)一02—0065—03中图分类号：TE974．3文献标识码：B近几年，随着石油化工的发展，特别是液化天然在结构设计上有着与其他种类阀门显著不同的特点。气(LNG)的广泛应用，对超低温工况下应用的阀门的2．1加长阀盖设计及滴水板设计要求也越来越高。根据相关工程设计及工艺操作安低温阀门的阀盖均采用加长阀盖的设计。加长阀全的要求，国内外各阀门供应商一直在进行对超低盖的设计要使阀门操作手柄和填料安装位置远离低温球阀在不同部位的结构设计方面的研究，并对结温区，既可以避免介质的低温导致阀门操作者的冷灼构设计进行相应的改进。笔者

3、结合在液化天然气生伤，也可以使阀门的填料在正常的温度下工作，保证产的工程设计实践经验，介绍超低温球阀的主要结填料不会受到霜冻的侵害而导致填料断裂失效。另构设计特点、低温试验及安装的注意事项，以便为工外，由于一般超低温阀门保冷层会比较厚，加长的阀程设计中类似介质的超低温阀门的选用提供参考。盖也保证了保冷施工的空间，并使填料压盖位于保冷层外，添加填料及紧固压盖螺栓时，无须损坏保冷层。1超低温球阀简述有的厂家在超低温球阀的加长阀盖上，采用了滴石化行业中对低温阀门的定义是按照输送介质水板设计。滴水板需设置在保冷层外侧，可以防止冷的设计温度来定义的，一般将应用在介质温度-40

4、℃凝的水滴落到保冷层及阀体上部，保护保冷层及防止以下的阀门称作低温阀，应用在介质温度一101℃以冷量流失。下的阀门称作超低温阀门。表l为美国阀门及管件制造商标准化协会的标超低温球阀主要应用于液化天然气、液化石油气准MSSSP一134中给出的低温阀加长杆的长度。各个以及空分行业的装置上，输出的液态低温介质有：液厂家的产品在加长阀盖的长度规定上会稍有不同，在氧、液氢、液化天然气、液化石油产品等。这些介质不设计时需参考选定厂家的产品尺寸。但易燃易爆，而且在升温或者闪蒸时会发生气化，气2．2防火设计及防静电设计化时体积急剧膨胀，如果输送这些流体的阀门中有密由于超低温球阀一般

5、均应用在易燃易爆的介质闭阀腔且结构设计不合理，则会造成阀腔超压，从而上，防火设计及防静电设计显得尤为重要，是超低温导致介质泄漏，甚至阀门开裂造成事故。球阀结构的必要组成部分，不可缺少。超低温球阀的防火设计与普通球阀的设计类似，在各环节的密封上2超低温球阀主要结构的设计特点采用石墨密封圈。防静电设计采用弹簧式结构，避免超低温球阀因其使用介质和使用环境的特殊性，静电电荷累积产生的爆炸危险。收稿日期：2013—01—28作者简介：那丽(1971一)，女，辽宁凤城，工程师，学士，1994年毕业于北京化工大学化学工程专业，主要从事化工及石油化工项目的工程设计工作，E-mail

6、：ina@technip．com。66煤化工2013年第2期表1低温阀加长杆长度nlln压力升高时，在此压力的作用下，推开密封圈，使阀规格升降阀杆阀门1／4转阀门腔里的气体泄向上游管道。NPS冷箱非冷箱冷箱非冷箱154253004002002042530040020025425300400200405003505002255050040050025080600450550300100650550600350图1正常压力下前阀座单活塞密封示意图15O750600600425200900700650450中腔泄压时前阀座单活塞密封示意图见图2，当250l00080070

7、0600阀门中腔有异常压力时，中腔压力大于流体压力，且3001150900800700压力差产生的推力满足P3>P4+P5(P3为阀腔压力作用注：NPS表示阀门公称直径(DN)。在图示作用面上的推力，尸4为流体作用在阀座上端推力，为弹簧推力)，阀座在压力的推动下，离开球2．3阀腔泄压设计及阀门的密封圈设计体，泄放压力。超低温球阀应用在易燃易爆且容易气化的介质时，对于阀门密封结构有着特殊的要求。这是因为球阀在结构上一般会有密闭阀腔，由于介质气化时体积急剧膨胀，球阀在密封结构设计上，一定要考虑密闭阀腔的泄压要求。球阀按结构分为浮动球式及固定球式两种。由于浮动球式超低