孫 暉

（中國石化集團上海工程有限公司，上海 200120）

釜底閥在控制系統(tǒng)中的應用

孫 暉

（中國石化集團上海工程有限公司，上海 200120）

針對釜底閥特殊的結(jié)構(gòu)，介紹了釜底閥的選型參考、在控制系統(tǒng)中的一些應用，以及選用時一些注意事項。擺脫以往釜底閥特殊閥門的思維，而是把釜底閥作為一種普通的控制閥門，發(fā)揮它在控制系統(tǒng)領域的作用。

釜底閥；結(jié)構(gòu)特點；品牌優(yōu)勢；特殊應用；注意事項；安裝

1 前言

釜底閥顧名思義，是安裝在反應釜、儲罐和其他容器的底部作排料用。因為自動化水平的日益提高，釜底閥也從原本手動控制發(fā)展到自動控制，其除了原有的切斷功能外現(xiàn)在還可以進行調(diào)節(jié)控制，在關鍵的工藝場所還參與聯(lián)鎖控制。釜底閥現(xiàn)在化工、石油、冶金、制藥、農(nóng)藥、染料、食品加工等行業(yè)廣泛使用。本文旨在介紹釜底閥的結(jié)構(gòu)特點、選型的參考、一些特殊的應用以及一些設計注意事項。

2 結(jié)構(gòu)特點

釜底閥是借助于閥門底部法蘭（凸緣）焊接或法蘭連接于反應釜或儲罐和其它容器的底部，因此，消除工藝介質(zhì)通常在容器出口的殘留現(xiàn)象，實現(xiàn)排空、排凈的功能。釜底閥是由閥體、閥芯、閥桿、閥座、密封圈、執(zhí)行機構(gòu)（電動、氣動）等組成。其原理通過閥桿推動閥瓣上升或者下降，從而達到開啟與關閉的目的。上展式罐底閥是閥桿上升，閥門開啟；下展式罐底閥閥桿上升，閥門關閉。(正常情況下閥門都為關閉狀態(tài))。圖1結(jié)構(gòu)為示意圖：

圖1 上展示和下展示結(jié)構(gòu)示意圖

3 品牌釜底閥的優(yōu)勢

在某制藥廠的設計中就遇到了需要使用釜底閥的情況。鑒于釜底閥的實際操作情況（經(jīng)常開啟、關閉）以及工藝方面的要求，我們選擇了Flowserve和GUICHON公司的釜底閥門以保證出料閥門的安全性、可靠性。上述釜底閥的優(yōu)勢具體表現(xiàn)為：

(1)其密封形式可以有軟密封和硬密封。根據(jù)需要時封面均可堆焊有硬質(zhì)合金，硬度可達到HRC44。其金屬硬密封（錐形密封面）可以保證密封等級達到Ⅵ。

(2)其結(jié)構(gòu)形式實現(xiàn)了無死角運行、全通徑、低壓降。

(3)采用螺栓加蝶簧結(jié)構(gòu)，可以自動調(diào)整來實現(xiàn)填料始終被壓緊。

(4)閥桿只升降不旋轉(zhuǎn)，減少了填料的損耗。

(5)閥座可以選擇可更換型，更換更方便。

(6)拋光的閥芯表面保證了無滯留區(qū)。

(7)閥門采用了防火安全的設計。

(8)如果安裝空間不夠，執(zhí)行機構(gòu)可安裝在側(cè)面。

(9)其它可選功能如下：

1） 閥芯帶綜合溫度傳感器，在下文中有實際應用。

2） 波紋管密封閥桿 ，應用波紋管是為了閥桿與閥體內(nèi)的工藝流體之間提供一個可軸向變形的金屬隔套、形成動密封，以消除閥桿處的泄露。

3） 閥體帶清洗或排放噴嘴，可以對閥門進行清洗、排堵，增加了閥門的可靠性。

4） 保溫夾套，可以根據(jù)工藝要求保護閥內(nèi)介質(zhì)不會在常溫下凝固或結(jié)晶。

5） 用于真空工況。

現(xiàn)在隨著釜底閥的應用越來越多，釜底閥的價格也隨之降低很多。在閥門性能、可靠性和諸多可選的功能方面，這些品牌產(chǎn)品還是有較大的優(yōu)勢。

4 釜底閥選型參考

以法國GUICHON閥門為例,介紹一下釜底閥的選型參考。首先，根據(jù)閥芯的形式主要可分為碟盤式和柱塞式兩種（見圖2、圖3）。

圖2 碟盤式釜底閥示意圖

圖3 柱塞式釜底閥示意圖

（1）圖2為碟盤式釜底閥，它可分為上展式和下展式兩種。一般可選用上展式，但必須注意上展式需要閥芯向釜內(nèi)伸長一小段，當釜底結(jié)構(gòu)無法滿足上展式這個要求時則選用下展式，讓閥芯向閥內(nèi)動作，當然這樣會使閥門體積更大。

（2）圖3為柱塞式釜底閥，只有下展式一種。與碟盤式釜底閥相比較，它的下料更通暢，壓降更小，閥桿更大更結(jié)實，不過行程較長。價格上來說柱塞式的閥門相同口徑下一般要比碟盤式的高出3成左右。

釜底閥的出口角度可選擇45°、60°、90°，這可根據(jù)工藝的要求選擇。執(zhí)行機構(gòu)可以選擇電動和氣動的，材質(zhì)上除了不銹鋼外還有特殊的材料產(chǎn)品，如鈦、鋯、哈氏合金等。產(chǎn)品范圍包括了尺寸1/2”到8”、壓力等級從ANSI 150到ANSI 2500。

5 特殊應用

5.1 釜底閥帶溫度測量

當生產(chǎn)上需要測量反應釜底物料的溫度，而反應釜底有盤管無法安裝溫度計，這時我們就選用了帶溫度測量的釜底閥，具體的結(jié)構(gòu)形式見圖4。溫度計就安裝在閥芯處，能有效地測量釜底物料的溫度，這樣就很好地滿足了工藝的測量要求。

圖4 帶Pt100的釜底閥結(jié)構(gòu)示意圖

5.2 釜底閥帶調(diào)節(jié)功能

在某項目中有這樣的工藝狀況，某反應器底部物料排放至后端的離心機，這里需要釜底閥對物料的排放有所調(diào)節(jié)，放緩物料的排放速度。工藝上對調(diào)節(jié)要求并不是很高，所以，當時我們配置了定位器加兩個電磁閥來滿足調(diào)節(jié)要求。釜底閥的功能調(diào)節(jié)見圖5：

圖5 帶定位器的釜底閥結(jié)構(gòu)示意圖

電磁閥1的作用是控制對釜底閥供氣排氣控制閥門開關，電磁閥2的作用是選擇定位器調(diào)節(jié)閥門還是讓電磁閥1來控制開關。

（1）電磁閥1得電，打開進氣；電磁閥2得電，選擇電磁閥1控制閥門；氣路如圖5符號①所示，釜底閥得氣打開。此時定位器不作用，設置為4mA確保狀態(tài)切換時閥門保持關斷狀態(tài)。

（2）電磁閥1失電，釜底閥向外排氣；電磁閥2得電，選擇電磁閥1控制閥門；氣路如圖5符號②所示，釜底閥失氣關閉。此時定位器不作用，設置為4mA確保狀態(tài)切換時閥門保持關斷狀態(tài)。

（3）電磁閥2失電，選擇定位器來調(diào)節(jié)閥門；閥門定位器得4mA~20mA信號來控制閥門；氣路如圖5符號③所示，釜底閥進行調(diào)節(jié)控制；此時電磁閥1失電向外排氣，確保狀態(tài)切換時閥門保持關斷狀態(tài)。

這種方法調(diào)節(jié)性能并不是太好主要因為是只選用了一般結(jié)構(gòu)的釜底閥，它的結(jié)構(gòu)形式并不具備調(diào)節(jié)特性而只是靠定位器做了簡單的調(diào)節(jié)，這也是考慮到工藝上調(diào)節(jié)要求并不是很高。確實釜底閥主要作為放料卸料用，普遍的還是用于開關閥的作用。釜底閥廠家介紹了有一種專門型號的釜底閥用于調(diào)節(jié)作用，這種調(diào)節(jié)性的釜底閥現(xiàn)用于PTA的項目中。這種特殊閥門的價格非常昂貴加之需要調(diào)節(jié)卸料的場合很少所以這種閥門現(xiàn)在使用的比較少。

6 注意事項

釜底閥作為一種結(jié)構(gòu)特殊的閥門在安裝方面需要特別的注意：

（1）釜底閥的開口尺寸大小、壓力等級以及所用的標準都需與設備上的法蘭一致。

（2）釜底閥的閥芯表面需與釜底面相平。

（3）如選用上展式閥門需確保釜底有足夠空間滿足閥芯行程范圍。

（4）反應釜材質(zhì)為搪玻璃。鑒于搪玻璃材質(zhì)的特殊性，安裝釜底閥時容易使搪玻璃表面損傷，所以，采取讓設備制造廠商統(tǒng)一集成釜底閥的措施，來減少安裝上可能帶來的麻煩，而釜底閥的性能由設計來確定。

7 體會

在釜底閥的選用過程中我覺得儀表設計工作除了關注儀表的適用條件、儀表性能外，必須對儀表的安裝十分注意，只有正確合理的安裝才能保證儀表的精確使用。特別是一些特殊的儀表它的安裝要求也會比較高，也需要保證操作過程中它的可靠性，這時，需要儀表設計人員和其他專業(yè)以及儀表廠商緊密配合，提供一整套合理的安裝方案才能使設計更加的合理。

釜底閥今后在控制系統(tǒng)中的應用會越來越多。在了解它的結(jié)構(gòu)特點，一些安裝要求后能更好的選用釜底閥來滿足設計和安全上的要求。

Application of Vessel Bottom Valve in Control System

Sun Hui
( SINOPEC Shanghai Engineering Co., Ltd Shanghai, 200120 )

With respect to the special structure of vessel bottom valve, the selection of this kind of valves, the application the valve and some notices in selection and application were introduced in this article. The special vessel bottom valve can be used as ordinary valve to function in control system.

vessel bottom valve; structural feature; brand advantage; special application; notice; installation;

TQ055. 8+1

A

1008-455X(2010)-06-0037-03

2010-07-22

孫暉(1983- )，男，工程師，主要從事工程自動化控制設計工作。

Tel：021-58366600 E-mail：sunhui@ssec.com.cn