孫 暉

（中國石化集團(tuán)上海工程有限公司，上海 200120）

釜底閥在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

孫 暉

（中國石化集團(tuán)上海工程有限公司，上海 200120）

針對(duì)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(yīng)用，以及選用時(shí)一些注意事項(xiàng)。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(lǐng)域的作用。

釜底閥；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；品牌優(yōu)勢(shì)；特殊應(yīng)用；注意事項(xiàng)；安裝

1 前言

釜底閥顧名思義，是安裝在反應(yīng)釜、儲(chǔ)罐和其他容器的底部作排料用。因?yàn)樽詣?dòng)化水平的日益提高，釜底閥也從原本手動(dòng)控制發(fā)展到自動(dòng)控制，其除了原有的切斷功能外現(xiàn)在還可以進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，在關(guān)鍵的工藝場(chǎng)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(diǎn)、選型的參考、一些特殊的應(yīng)用以及一些設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。

2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

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(yīng)釜或儲(chǔ)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(shí)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(jī)構(gòu)（電動(dòng)、氣動(dòng)）等組成。其原理通過閥桿推動(dòng)閥瓣上升或者下降，從而達(dá)到開啟與關(guān)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(guān)閉。(正常情況下閥門都為關(guān)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(shì)

在某制藥廠的設(shè)計(jì)中就遇到了需要使用釜底閥的情況。鑒于釜底閥的實(shí)際操作情況（經(jīng)常開啟、關(guān)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(shì)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(shí)封面均可堆焊有硬質(zhì)合金，硬度可達(dá)到HRC44。其金屬硬密封（錐形密封面）可以保證密封等級(jí)達(dá)到Ⅵ。

(2)其結(jié)構(gòu)形式實(shí)現(xiàn)了無死角運(yùn)行、全通徑、低壓降。

(3)采用螺栓加蝶簧結(jié)構(gòu)，可以自動(dòng)調(diào)整來實(shí)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(shè)計(jì)。

(8)如果安裝空間不夠，執(zhí)行機(jī)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(shí)際應(yīng)用。

2） 波紋管密封閥桿 ，應(yīng)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(gè)可軸向變形的金屬隔套、形成動(dòng)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(duì)閥門進(jìn)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(hù)閥內(nèi)介質(zhì)不會(huì)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(yīng)用越來越多，釜底閥的價(jià)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(shì)。

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(zhǎng)一小段，當(dāng)釜底結(jié)構(gòu)無法滿足上展式這個(gè)要求時(shí)則選用下展式，讓閥芯向閥內(nèi)動(dòng)作，當(dāng)然這樣會(huì)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(shí)，不過行程較長(zhǎng)。價(jià)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(jī)構(gòu)可以選擇電動(dòng)和氣動(dòng)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(jí)從ANSI 150到ANSI 2500。

5 特殊應(yīng)用

5.1 釜底閥帶溫度測(cè)量

當(dāng)生產(chǎn)上需要測(cè)量反應(yīng)釜底物料的溫度，而反應(yīng)釜底有盤管無法安裝溫度計(jì)，這時(shí)我們就選用了帶溫度測(cè)量的釜底閥，具體的結(jié)構(gòu)形式見圖4。溫度計(jì)就安裝在閥芯處，能有效地測(cè)量釜底物料的溫度，這樣就很好地滿足了工藝的測(cè)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(xiàng)目中有這樣的工藝狀況，某反應(yīng)器底部物料排放至后端的離心機(jī)，這里需要釜底閥對(duì)物料的排放有所調(diào)節(jié)，放緩物料的排放速度。工藝上對(duì)調(diào)節(jié)要求并不是很高，所以，當(dāng)時(shí)我們配置了定位器加兩個(gè)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(duì)釜底閥供氣排氣控制閥門開關(guān)，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(guān)。

（1）電磁閥1得電，打開進(jìn)氣；電磁閥2得電，選擇電磁閥1控制閥門；氣路如圖5符號(hào)①所示，釜底閥得氣打開。此時(shí)定位器不作用，設(shè)置為4mA確保狀態(tài)切換時(shí)閥門保持關(guān)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(hào)②所示，釜底閥失氣關(guān)閉。此時(shí)定位器不作用，設(shè)置為4mA確保狀態(tài)切換時(shí)閥門保持關(guān)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(hào)來控制閥門；氣路如圖5符號(hào)③所示，釜底閥進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；此時(shí)電磁閥1失電向外排氣，確保狀態(tài)切換時(shí)閥門保持關(guān)斷狀態(tài)。

這種方法調(diào)節(jié)性能并不是太好主要因?yàn)槭侵贿x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(jiǎn)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(shí)釜底閥主要作為放料卸料用，普遍的還是用于開關(guān)閥的作用。釜底閥廠家介紹了有一種專門型號(hào)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(xiàng)目中。這種特殊閥門的價(jià)格非常昂貴加之需要調(diào)節(jié)卸料的場(chǎng)合很少所以這種閥門現(xiàn)在使用的比較少。

6 注意事項(xiàng)

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(jí)以及所用的標(biāo)準(zhǔn)都需與設(shè)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(yīng)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(shí)容易使搪玻璃表面損傷，所以，采取讓設(shè)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(shè)計(jì)來確定。

7 體會(huì)

在釜底閥的選用過程中我覺得儀表設(shè)計(jì)工作除了關(guān)注儀表的適用條件、儀表性能外，必須對(duì)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(huì)比較高，也需要保證操作過程中它的可靠性，這時(shí)，需要儀表設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)更加的合理。

釜底閥今后在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用會(huì)越來越多。在了解它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，一些安裝要求后能更好的選用釜底閥來滿足設(shè)計(jì)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(dòng)化控制設(shè)計(jì)工作。

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