(一)公稱通徑
公稱通徑是衡量截止閥規(guī)格大小的重要參數(shù),它代表了截止閥與外部連接接口的名義內(nèi)徑尺寸,通常用 DN(單位為毫米)來(lái)表示。公稱通徑的大小直接決定了截止閥能夠允許通過(guò)的流體流量范圍。不同公稱通徑的截止閥適用于不同規(guī)模的流體輸送系統(tǒng),在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)具體的流體流量需求和系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求來(lái)選擇合適公稱通徑的截止閥。例如,在小型的工業(yè)設(shè)備中,可能只需要公稱通徑較小的截止閥來(lái)控制流體的流量;而在大型的管道輸送系統(tǒng)中,則需要公稱通徑較大的截止閥來(lái)滿足大流量流體的輸送需求。
(二)公稱壓力
公稱壓力是指截止閥在規(guī)定的基準(zhǔn)溫度下能夠承受的工作壓力,用 PN(單位為兆帕)表示。它是截止閥設(shè)計(jì)和選型的重要依據(jù)之一,反映了截止閥的耐壓能力。在實(shí)際使用過(guò)程中,截止閥所承受的工作壓力必須小于或等于其公稱壓力,以確保截止閥的安全運(yùn)行。需要注意的是,隨著工作溫度的升高,截止閥材料的力學(xué)性能會(huì)發(fā)生變化,其耐壓能力也會(huì)相應(yīng)降低。因此,在高溫工況下使用截止閥時(shí),需要根據(jù)截止閥的溫度 - 壓力等級(jí)表對(duì)公稱壓力進(jìn)行修正,以確定截止閥在實(shí)際工作溫度下的允許工作壓力,避免因超壓而導(dǎo)致截止閥損壞或發(fā)生安全事故。
(三)工作溫度
工作溫度是指截止閥在正常工作狀態(tài)下所接觸流體的溫度范圍。不同材料的截止閥具有不同的適用溫度范圍,這是由材料的物理和化學(xué)性質(zhì)所決定的。超出這個(gè)溫度范圍,截止閥的材料性能可能會(huì)發(fā)生劣化,導(dǎo)致密封性能下降、強(qiáng)度降低甚至損壞。例如,鑄鐵材料的截止閥適用溫度一般在 - 10℃~200℃之間,在這個(gè)溫度范圍內(nèi),鑄鐵能夠保持較好的力學(xué)性能和密封性能;碳鋼截止閥的適用溫度范圍相對(duì)較寬,一般為 - 29℃~425℃,能夠滿足大多數(shù)中溫工況的使用要求;而不銹鋼截止閥則可以在更廣泛的溫度范圍內(nèi)使用,如 - 196℃~650℃,適用于一些對(duì)溫度要求較為苛刻的場(chǎng)合,如低溫液體輸送和高溫化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的流體控制。在選擇截止閥時(shí),必須根據(jù)流體的工作溫度來(lái)選擇合適材料的截止閥,以確保截止閥在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)都能可靠地運(yùn)行。
(四)流量系數(shù)
流量系數(shù)是衡量截止閥流通能力的一個(gè)重要參數(shù),用 Cv 表示。它是指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,截止閥全開(kāi)時(shí),單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)截止閥的流體體積(單位為立方米每小時(shí))與截止閥前后壓差(單位為千帕)的平方根之比。流量系數(shù)越大,說(shuō)明截止閥的流通能力越強(qiáng),在相同的壓差下能夠通過(guò)更多的流體。流量系數(shù)的大小與截止閥的結(jié)構(gòu)形式、公稱通徑、閥瓣開(kāi)度等因素密切相關(guān)。在截止閥的設(shè)計(jì)和選型過(guò)程中,需要根據(jù)系統(tǒng)的流量要求和允許的壓力損失來(lái)準(zhǔn)確計(jì)算所需截止閥的流量系數(shù),并選擇合適型號(hào)的截止閥,以保證截止閥能夠滿足系統(tǒng)的流量需求,同時(shí)盡量減少流體在通過(guò)截止閥時(shí)的能量損失。
五、應(yīng)用領(lǐng)域
(一)石油化工行業(yè)
在石油化工行業(yè),截止閥的應(yīng)用極為廣泛。石油化工生產(chǎn)過(guò)程涉及到大量的原油、成品油、化工原料等各種流體的輸送和處理,這些流體往往具有易燃、易爆、有毒、腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn),對(duì)流體控制設(shè)備的安全性、可靠性和密封性提出了極高的要求。截止閥憑借其良好的密封性能、可靠的切斷能力以及能夠適應(yīng)多種腐蝕性介質(zhì)的特性,成為石油化工裝置中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備。
在原油開(kāi)采和輸送環(huán)節(jié),截止閥用于控制原油的輸送流量和壓力,確保原油能夠安全、穩(wěn)定地從井口輸送到煉油廠或儲(chǔ)存設(shè)施。在煉油裝置中,截止閥廣泛應(yīng)用于分餾塔、反應(yīng)釜、加熱爐等設(shè)備的進(jìn)出口管道上,實(shí)現(xiàn)對(duì)各種油品和化工原料的精確通斷控制,保證煉油工藝的順利進(jìn)行。例如,在分餾塔的進(jìn)料和出料管道上安裝截止閥,可以根據(jù)生產(chǎn)需要及時(shí)調(diào)整物料的流量和流向,實(shí)現(xiàn)不同餾分的分離和收集;在反應(yīng)釜的進(jìn)料管道上設(shè)置截止閥,能夠精確控制反應(yīng)原料的加入量,確;瘜W(xué)反應(yīng)的正常進(jìn)行和反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)量。
在化工生產(chǎn)過(guò)程中,截止閥用于各種腐蝕性介質(zhì)的輸送管道系統(tǒng),如硫酸、鹽酸、燒堿等強(qiáng)腐蝕性化學(xué)品的輸送。這些介質(zhì)對(duì)管道和閥門材料具有極強(qiáng)的腐蝕性,普通材料的閥門難以滿足要求。而采用特殊耐腐蝕材料制造的截止閥,能夠有效抵抗介質(zhì)的腐蝕,保證化工生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性和安全性。同時(shí),截止閥的良好密封性能可以防止腐蝕性介質(zhì)的泄漏,避免對(duì)環(huán)境造成污染和對(duì)人員造成傷害。
(二)電力行業(yè)
電力行業(yè)是截止閥的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一,無(wú)論是火力發(fā)電、水力發(fā)電還是核電,都離不開(kāi)各種類型的截止閥來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)流體的有效控制。
在火力發(fā)電站中,截止閥主要應(yīng)用于蒸汽系統(tǒng)、給水系統(tǒng)和疏水系統(tǒng)等關(guān)鍵部位。在蒸汽系統(tǒng)中,截止閥用于控制蒸汽的流量和壓力,確保蒸汽能夠穩(wěn)定地供應(yīng)到汽輪機(jī),驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。通過(guò)調(diào)節(jié)截止閥的開(kāi)度,可以精確控制進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽量,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電量的調(diào)節(jié)。在給水系統(tǒng)中,截止閥用于調(diào)節(jié)鍋爐的給水量,維持鍋爐水位的穩(wěn)定。鍋爐的正常運(yùn)行需要保證一定的水位,過(guò)高或過(guò)低的水位都會(huì)影響鍋爐的安全和效率。截止閥通過(guò)控制給水泵向鍋爐的供水流量,確保鍋爐水位始終保持在合理范圍內(nèi)。在疏水系統(tǒng)中,截止閥用于排除蒸汽管道和設(shè)備中的冷凝水,提高蒸汽的利用率。蒸汽在輸送和使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生冷凝水,如果不及時(shí)排除,會(huì)影響蒸汽的輸送效率和設(shè)備的正常運(yùn)行。截止閥能夠根據(jù)冷凝水的產(chǎn)生情況,及時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉,將冷凝水排出系統(tǒng),同時(shí)防止蒸汽泄漏。
在水力發(fā)電站中,截止閥用于控制水輪機(jī)的進(jìn)水和排水。水輪機(jī)是水力發(fā)電的核心設(shè)備,通過(guò)水流的沖擊力帶動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。截止閥安裝在水輪機(jī)的進(jìn)水管道和尾水管道上,用于控制水流的通斷和流量大小。在水輪機(jī)啟動(dòng)和停止過(guò)程中,通過(guò)操作截止閥,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水流的平穩(wěn)控制,避免水錘現(xiàn)象的發(fā)生,保護(hù)水輪機(jī)和管道系統(tǒng)的安全。同時(shí),在水電站的檢修和維護(hù)過(guò)程中,截止閥可以將水輪機(jī)與水源隔離,為檢修工作提供安全保障。
在核電站中,由于對(duì)設(shè)備的可靠性和安全性要求極高,截止閥的設(shè)計(jì)和制造必須滿足嚴(yán)格的核級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。核電站中的截止閥主要用于控制冷卻劑、蒸汽等介質(zhì)的流動(dòng),確保核反應(yīng)堆的正常運(yùn)行和安全保護(hù)。例如,在核反應(yīng)堆的冷卻系統(tǒng)中,截止閥用于控制冷卻劑的流量和壓力,保證反應(yīng)堆的溫度始終處于安全范圍內(nèi)。一旦發(fā)生異常情況,截止閥能夠迅速關(guān)閉,切斷冷卻劑的流動(dòng),防止事故的擴(kuò)大。此外,核電站中的截止閥還需要具備良好的抗震性能和抗輻射性能,以應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的地震和輻射環(huán)境。
(三)冶金行業(yè)
冶金行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程涉及到高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)以及大量的流體輸送,對(duì)流體控制設(shè)備的要求也非常嚴(yán)格。截止閥在冶金行業(yè)中主要應(yīng)用于煉鐵、煉鋼、軋鋼等關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
在煉鐵過(guò)程中,截止閥用于高爐煤氣、熱風(fēng)等介質(zhì)的輸送管道系統(tǒng)。高爐煤氣是煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品,含有大量的一氧化碳等可燃?xì)怏w,具有易燃易爆的特性。截止閥安裝在高爐