柴油加氢装置中高压平行双闸板阀选用探析

1、柴油加氢装置中高压平行双闸板阀选用探【摘要】由于柴油加氢装置中介质的特殊性，且紧 急切断阀门所用之处非常重要，本文通过对高压平行双闸板 阀的原理、特点、口径、执行机构及材质的介绍，阐述如何 选用。【关键词】高压紧急切断阀平行双闸板阀柴油加氢装置是炼油装置中重要的组成部分，不仅可以 改善燃油质量，提高炼厂的效益，还可以减少污染物排放， 对治理霾起着重大的作用。柴油加氢装置的特点是高压、临 氢状态和有硫化氢气体的腐蚀。柴油加氢装置中的紧急切断 阀主要用在：高压进料紧急关断；反应产物液体高分到低分 紧急关断；髙分液去液力透平紧急关断；高压注水泵出口紧 急关断；高压注碱液泵出口紧急关断；0.7mpa/

2、m事故紧急 放空；1. 4mpa/m或2. impa/m紧急防空。一旦装置出现异常 状态，这些用在紧急放空管线上和高压泵出口管线上的紧急 切断阀，打开放空管线进行泄压，关断高压泵管线，以保障 生命安全和高压设备安全。高压切断阀的选用面临如下问题：(1) 氢气原子量非常小，而且具有非常高的渗透性， 平常这个阀门都处于关断状态，要求必须零泄漏，否则长期 生产过程中造成极大的原料浪费，这种状况对阀门的材质选 择和阀型要求特别高；(2) 阀门紧急打开时，高压差(813mpa)工作状态 直接导致产生汽蚀和闪蒸，对阀门内部阀芯和阀座会造成巨 大的汽蚀，严重的状况开关4, 5次就可能导致阀门损坏不 可使用，

3、因此要求这些位置的阀门内部结构必须具有抗汽蚀 处理和抗闪蒸处理；(3) 介质中含有硫化氢，长期运行中会淬取材质中碳, 会导致密封面接触面变薄导致泄漏甚至严重到爆炸。通常必 须要求接液部分进行抗硫化氢内蚀(nace)处理。部分介质 如果硫化氢含量较高，还需要求特殊增加堆焊厚度；(4) 阀门平常处于关断状态，但一旦异常，必须保障 阀门能在几秒内打开及时泄压，否则可能引爆装置，带来严 重的后果。这样对阀门本身和气缸及储气罐的要求非常严 格。在柴油加氢装置中正确选用高压平行双闸板阀能满足 上述要求。1平行双闸板阀的工作原理平行双闸板阀是具有两个平行阀板的闸阀，可作紧急切 断阀用。它的工作原理比较简单，

4、依靠出口侧闸板背面受到 压力的作用来保持严密的关断，两个闸板是相互独立的，它 们能自由地找正自己对阀座的位置并且在两个方向上承受 者压力，它们能自由地转动，因此可使阀座和闸板表面竖向 擦伤的可能性减至最小。当阀门关断时，因为流体的作用， 它的背板首先紧贴下游阀座，当阀腔和上游压力达到平衡 时，由于弹簧的作用，入口阀板和阀座紧密贴合，达到一个 动态的平衡状态，当上游压力大于阀腔内部压力时，流体推 入上游阀板进入阀腔，使阀腔内压力始终保持最大压差，从 而达到严密密封的效果。两个阀板之间的弹簧为阀板提供了 每平方寸几磅的外加压力，使得阀不论在内部没有压力还是 闸板处于平衡的情况下它们都能和相应的阀座

5、保持密合的 接触。当开启和关断阀门的时候闸板的滑动作用可把阀座表 面任何松散的外部物粒去处。2突出的特点平行双闸板阀是真正的平行板闸阀，根据它的结构特点，有以下四大突出特点：(1) 平行滑动结构，利用流体压差自密封，从而克服了外加的机械密封时产生的内应力，实现最小的操作负荷， 因此要求的执行机构的输出力也较小，特别适用于高压和高 压差工况，反应快，阀开关的时间非常短。(2) 阀门平时处于关断状态(用于紧急放空)具有温度自补偿功能。当温度升高产生热膨胀时：由于阀板与阀座 是柔性硬密封，有弹簧的作用，因此不会产生缝隙造成阀门 任何泄漏，阀杆可自由伸缩(因两段阀板为自由端)，不会 造成因阀杆膨胀而产

6、生扭曲变形的现象，阀杆不受轴向力的 影响。当温度降低产生收缩时：由于阀板为弹性设计，完全 可适应阀体收缩的变化，不会造成阀门卡死打不开的现象， 保证在紧急状态能迅速打开以确保装置的安全泄压。（3）阀门平时处于开启状态（用于紧急切断场合）：配有直通导流管，将两端阀座连成平滑的通道，保护阀 座不受高速流体直接冲刷、闪蒸腐蚀而损坏且减小阻力。（4）阀的闸杆有自对中和阀板自对应的结构设计（阀 芯结构）。从而能保证两个闸板始终保持平行，自动找正对 阀座的位置，在阀门的多次开关后仍能保证其泄漏量不变。 前面介绍的阀杆不受轴向力的影响，在阀杆上升或下降的瞬 间，阀杆的径向受力，也因其阀芯独特的结构设计而吸收

7、掉。3阀门口径的选择高压紧急切断阀门的口径应选择跟所在管线的管径大 小尺寸一样，设计中很少出现比所在管线管径大的情况，但 是有的投资方会考虑资金的问题要求阀门的口径缩小一级 到两级。这样做虽然一次性投资能省下不少费用，但是从节 能降耗的长期效果来看，是得不偿失的。高压机泵耗费很大 的能量把压力提升起来，而在机泵出口设置的高压紧急切断 阀门进行缩径，不仅把压力降下来了，白白浪费了能量，而 且高压流体长期冲蚀阀内件，降低了阀门的寿命。4执行机构和电磁阀的配置为保证阀们快速、长期安全地动作，小于或等于3”的阀门用弹簧复位式执行机构，大于3”的阀门用双作用式执 行机构并带事故风罐，事故风罐容积应能满足

8、阀门至少两个 往复行程的气量需求。阀门全行程动作时间根据工艺操作要 求也可按照阀门的口径进行计算选择，一般在0.5s - 20so电磁阀配置应为双电磁阀并联设计并带有阀位反馈行程开关。电磁阀的动作状态应根据故障安全型选择励磁阀开 还是励磁阀关。5阀体和阀板材料柴油加氢装置的高压紧急切断阀所处介质压力高，但温度不高。无腐蚀介质（油品、水、蒸汽等）和临氢工况阀体可选用astm a216 wcb铸钢（口径小于3”用a105锻钢）对含微量h2s.s02的轻微腐蚀介质可选用astm a216 wcb铸钢（口径小于3”用a105锻钢）作耐氏处理阀板材质一般用与阀体相同材质的锻钢，密封面堆焊2mm厚司太莱或全部堆焊司太莱，小于3”的阀门全部采用司太莱或 nickel molybdenum alloy （哈氏合金 b）。所以对于高压、临氢、含硫腐蚀的柴油加氢装置的紧急切断阀，正常生产情况下处于打开或关断状态，一般是不需 要动作的，除非紧急突发事