海水淡化工程用閥門類型的選擇—弗雷西

合理選擇大型海水淡化工程用閥門的類型，可以減少材料耗量，降低局部阻力和能耗，方便安裝，減少維修。本文重點(diǎn)論述大口徑切斷閥和止回閥的選擇。

1、切斷閥

　　大型海水淡化中工藝管徑一般為DN300 ～1 600，超出一般球閥和截止閥的使用范圍。蝶閥與相同口徑閘閥(Z41H) 相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易防腐，安裝長(zhǎng)度短，消耗鋼材少，閥門局部阻力系數(shù)相近的優(yōu)點(diǎn)，選擇蝶閥作為切斷閥更經(jīng)濟(jì)實(shí)用。根據(jù)壓力等級(jí)，蝶閥可分為低壓蝶閥和高壓蝶閥。

　　(1) 低壓蝶閥

　　低壓蝶閥 圖1) 可以采用中線無(wú)銷釘襯膠蝶閥。當(dāng)?shù)y≤DN500 時(shí)，采用對(duì)夾式連接。當(dāng)?shù)y≥DN550 時(shí)，采用法蘭連接。當(dāng)?shù)y口徑≤6 in.(DN150) ，開啟力小于400N，采用手柄操作。當(dāng)?shù)y口徑≥8 in. (DN200) ，采用齒輪箱操作。由于低壓閥門的背壓低，采用中線結(jié)構(gòu)不會(huì)增加太多扭矩，這種結(jié)構(gòu)有兩次密封。主密封是蝶板和閥座采用預(yù)緊力獲得，第二密封是閥桿和閥座孔的過(guò)盈配合獲得。由于閥桿和介質(zhì)*隔離，不滲入海水，故閥桿可采用2Cr13 或等同材料制作。閥體采用球墨鑄鐵襯EPDM，增加密封性能。由于閥體不與介質(zhì)接觸，降低了閥體材料性能要求(表3) 。

　　(2) 高壓蝶閥

　　選擇高壓蝶閥(圖2) 材料時(shí)，除考慮海水的腐蝕因素外，還需要考慮材料的耐壓性能，工作壓力為69 bar，高壓力≥85 bar( 反滲透高壓泵的關(guān)閉壓力) 時(shí)，由于背壓高，為了減少扭矩，高壓蝶閥采用雙偏心結(jié)構(gòu)。當(dāng)?shù)y公稱尺寸≤DN500，采用對(duì)夾式連接。當(dāng)?shù)y公稱尺寸≥DN550，采用法蘭式連接。壓力等級(jí)Cl 600，閥體和蝶板材料為雙相鋼ASTM A995 GR. 4A，由于閥桿暴露在介質(zhì)中，閥桿采用材料為ASTM A276 UNS31803，閥座材料為RPTFE。雙偏心結(jié)構(gòu)增加了局部阻力系數(shù)，蝶板和閥桿固定需要銷釘，銷釘?shù)姆栏蠛推渌^(guò)流部件相同。

2、止回閥

　　止回閥通常安裝在海水泵出口，用以阻止海水倒流和水錘對(duì)設(shè)備的損壞。目前海水淡化項(xiàng)目中使用的止回閥有緩閉蝶式止回閥、全襯膠蝶式對(duì)夾止回閥、單瓣對(duì)夾止回閥和單瓣雙相鋼對(duì)夾止回閥等。

　　(1) 緩閉蝶式止回閥

　　緩閉蝶式止回閥(H48X - 10Q，圖3) 的主體材料為球墨鑄鐵，機(jī)械或液壓緩閉抗水錘能力較好，適合低壓使用，弗雷西調(diào)研后發(fā)現(xiàn)目前在廢水處理、化工廠和市政等工程得到很大應(yīng)用，在海水淡化工程的產(chǎn)品水工段應(yīng)用。

　　(2) 全襯膠蝶式對(duì)夾止回閥

　　全襯膠蝶式對(duì)夾止回閥( H77X - 10Q，圖4) 是對(duì)緩閉蝶式止回閥HH48X - 10Q 在防腐方面的改進(jìn)，閥體和閥桿采用全襯膠方式，閥瓣可采用雙相不銹鋼或鎳鋁青銅。此類閥門設(shè)置在低壓海水泵的出口處，適合大口徑管路上安裝，閥門公稱直徑范圍為DN200 ～ 1 200。設(shè)計(jì)時(shí)需要注意該閥門對(duì)安裝空間的要求，閥門安裝不當(dāng)會(huì)引起閥瓣和彈簧對(duì)閥桿長(zhǎng)期作用，破壞閥體和閥桿接觸處密封，滲入介質(zhì)，造成閥體腐蝕，縮短閥門使用壽命。

(3) 單瓣對(duì)夾止回閥

　　單瓣對(duì)夾止回閥( H74H，圖5) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝空間小，可在低壓或高壓工況下使用。閥門整體采用雙相不銹鋼，抗海水的腐蝕性能好，質(zhì)量輕，可水平和垂直安裝，使用方便。在海水淡化裝置中，一般選用≤DN250 的單瓣對(duì)夾止回閥。當(dāng)閥門公稱尺寸> DN250 時(shí)，水擊作用明顯，動(dòng)作噪音大。大口徑單瓣對(duì)夾止回閥在氣路配管中廣泛應(yīng)用。閥門為非全通徑，閥瓣開度大45°，阻力系數(shù)增加，流通能力下降。

(4) 單瓣雙相鋼對(duì)夾止回閥

　　單瓣雙相鋼對(duì)夾止回閥( 圖6) 安裝空間小，采用INCONEL 彈簧配合閥瓣重力快關(guān)，流量或壓力低于一定值，自動(dòng)關(guān)閉抗水擊，密封面采用EPDM密封圈，減少水錘作用。流線形閥瓣局部阻力系數(shù)低，閥門開度增大。單瓣雙相鋼對(duì)夾止回閥安裝在海水淡化的反滲透高壓泵出口，是高壓、抗擊水錘、耐腐蝕和止回的解決方案。