长输管线轴流式止回阀的选用与分析

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)自贡新地佩尔阀门有限公司 作者:李科

  介绍了几种轴流式止回阀的工作原理、结构特点及现场选择注意事项。

1、概述

  止回阀是管道系统中的一个重要组成部分,是保障管道系统安全可靠运行的关键设备。随着石油、化工的发展,管道系统的工况条件越来越复杂苛刻,工况参数越来越高,普通止回阀难以满足管道系统发展的需要。而轴流式止回阀具有密封性好、关闭迅速、关闭冲击小、压降低,机械振动小、噪声低、体积小、质量轻和使用寿命长等优点,近年来得到广泛的应用。但是,在现场使用中存在因轴流式止回阀选择不当未能发挥其应有的性能,甚至不能满足现场使用要求的情况。

2、轴流式止回阀的工作原理

  轴流式止回阀是安装在压缩机或泵等装置或管线上,防止介质回流的保护装置。当正向流动的介质流动到阀瓣位置时,流动受阻,一部分动能转化为压力能,推动阀芯,阀门开启。随着阀前介质流量和压力的减小,在弹簧作用力和介质背压作用下阀门关闭阻止介质回流。

3、轴流式止回阀的结构特点

  3.1、阀瓣根据阀瓣结构,常用的轴流式止回阀有悬臂圆

  盘型、双支承圆盘型和环盘型。

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图1 悬臂圆盘型

  悬臂圆盘型轴流式止回阀(图1) 加工简单,维护方便,但对阀轴和轴套的质量要求高。由于运动的阀芯是悬臂结构,当阀门口径较大时,阀芯体积和质量较大,运动时易卡阻。与同规格的环盘式相比,具有更大的流通能力。

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图2 双支承圆盘型

  双支承圆盘轴流式止回阀(图2) 加工简单,维护方便。双支承的阀芯结构,避免了悬臂结构的偏心现象,具有良好的对中性,阀芯动作平稳,无卡阻,运行可靠,但是也存在阀轴与轴套的磨损情况,对轴和轴套的质量要求相对较高。与同规格的环盘式相比,具有更大的流通能力。

  环盘型轴流式止回阀(图3) 为浮动阀盘结构,其克服了圆盘型阀轴与轴套摩擦的缺点,阀芯轻便灵活,运行无磨损卡阻,但结构复杂,加工和维护困难。环盘型流式止回阀内外分流会产生震动以及涡流现象,造成阀瓣非同轴启闭,零部件松动。内外环密封结构需要阀芯的内外密封面同时与阀座内外密封面紧密贴合才能实现密封,容易由于未对中造成泄漏,尤其在几次非同轴开启后,更难实现严密的对中。多组弹簧结构容易因受力不均造成非同轴启闭。同时板簧容易疲劳松弛或断裂。

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图3 环盘型

  3.2、密封

  根据密封形式轴流式止回阀分为金属密封和复合密封。金属密封结构( 图4) 密封面的性能好,耐高温低温,抗磨损,使用寿命长,但是密封性相对较差,主要应用于恶劣工况。复合密封结构(图5) 以软密封为主密封,金属密封为辅助密封。当主密封失效时,辅助金属密封阻止介质的回流。复合密封结构性能好,密封可靠,但软密封材料容易老化和磨损,使用条件有局限性,使用寿命受很多因素的限制。

  4、工况条件

  在长输管线上,轴流式止回阀主要应用于站场动力设备(压缩机、泵等) 出口、旁通管路、放空系统、计量系统和储罐进出口等位置,不同工况条件对轴流式止回阀的性能有不同的要求。在动力设备出口,止回阀主要起到保护大型设备的作用,要求止回阀在使用中具有稳定可靠性,避免介质的回流损坏大型动力设备。在旁路系统,要求止回阀响应及时。在放空系统,要求止回阀不仅能迅速开启,其密封性要求也相对较高,避免各放空管线的串流。在计量系统,要求止回阀密封可靠,以免计量不准确。在储罐进出口位置,对止回阀密封性能要求很高。

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图4 金属密封

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图5 复合密封

5、选用

  (1) 确定止回阀在设备、装置或管线系统中使用的位置。如动力设备出口、旁通系统、放空系统等。

  (2) 确定阀门的工作条件,适用介质、工作压力、工作温度和环境等。

  (3) 确定管线输送的介质、工作压力、工作温度、环境条件,选择阀门的壳体和内件材料,如碳素钢、合金钢或不锈耐酸钢等。

  (4) 确定与阀门连接管道的公称通径和连接方式,如法兰、螺纹或焊接等。

  (5) 确定阀门流体特性的要求,允许压降、密封等级等。

  (6) 确定产品使用寿命的要求。

  (7) 确定安装尺寸和外形尺寸、公称通径、与管道的连接方式和连接尺寸、外形尺寸或质量限制等。

6、结语

  不同结构的轴流式止回阀有不同的结构原理和特点。在选用轴流式止回阀时,应根据现场具体的工况条件、管路系统的要求,认真分析和比较,选用适宜的产品,使产品能够达到满足工况条件的最佳性能。

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