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中阀小课堂 | 控制阀在石化行业的应用
控制阀是过程自动化装置中极为重要的设备之一。控制阀工作的好坏，直接关系到DCS控制系统的投运和工艺装置的运行。
1、石化行业
中国炼油工业经过建国60年来的发展，现已形成了较为完整的工业体系，炼油企业加大了结构调整的力度，将发展重点放在提高产品质量、调整布局、调整炼油装置结构和产品结构、节能减排、提高装置适应性等方面。同时，通过改扩建和新建相结合发展大型化、基地化、炼化一体化建设，逐步优化我国炼油工业布局，改变过去布局分散、规模较小、集中度较低的状况，向实现资源利用价值的最大化迈进。以下就以目前单体100万吨炼油装置对控制阀的典型应用做简要介绍。
1.1 常减压蒸馏装置
在这一部分控制阀的主要控制介质是以控制原油、脱盐水、高压燃料气、燃料油、蒸汽、除氧水、净化水为主。在蒸汽管线中最高使用温度达到了400℃，常一、二线，减二、三线及部分燃料油、闪底油温度都达到了250 ℃ 左右。
1.1.1 控制阀主要要求
1）控制阀类型：直通控制阀、三通控制阀，配用带手轮机构的双作用气缸活塞执行机构（原装进口），并备有储气罐。
2）工艺过程中的要求：三通控制阀满足流通能力，调节精度偏差控制在±5%。高达400℃的蒸汽管线及250℃的燃料油、闪底油要求控制阀在中高温下长期运行不失效。
3）注意事项：公称通径较大时，所需执行机构的输出推力较大，响应速度快，快速响应增加了阀门的启动载荷，对阀门整体结构设计要求高，对阀杆的设计强度及选材要求高。
4）材质选择及表面处理：公称通径大，阀内件要求高强度、耐腐蚀，故零部件须做特殊表面硬化处理；由于工艺介质含硫量高，阀体及阀内零部件必须采取特殊的抗硫处理；高达400℃的蒸汽管线及250℃的燃料油、闪底油要求阀内件的表面硬度高，表面硬化层在中高温下长期运行不失效。
1.1.2 控制阀主要技术参数
大口径直通、三通控制阀：DN300、350；压力等级Class 300。
超大口径直通、三通控制阀：DN400、450、500；压力等级Class 300。
高温高压直通控制阀：DN25～DN450；压力等级Class 300、Class 600。
1.1.3 控制阀结构设计的先进性
1）大通径及超大通径直通、三通控制阀的平衡式结构设计需要技术攻关。
2）常高温下的特殊表面硬化处理方式及有效工艺手段需要技术攻关。
3）高温高压下填料等金属和非金属密封副的可靠密封技术需要攻关。
1.2 催化裂化装置
此部分控制阀所控制对象多为蒸汽、凝结水或汽油、柴油等粗产品。腐蚀性较小，但一次蒸汽温度高达450℃。除氧水管线的工作压力最高可以达到5.6～6MPa,虽然压差较小，但其在小开度工况下由于噪音大需要采用低噪音控制阀。
1.2.1 控制阀主要要求
1）控制阀类型：直通控制阀。
2）工艺过程中的要求：要求控制阀在高温下长期运行不失效，低噪音设计。
3）注意事项：高温蒸汽下控制阀运行过程中的爬行及卡涩问题。
4）材质选择及表面处理：高温工况下零部件的特殊表面硬化处理；表面硬化层在中高温下长期运行不失效。
1.2.2 控制阀主要技术参数
高温蒸汽及过热蒸汽用降噪型控制阀：DN40～300；压力等级≥Class 300。
1.2.3 控制阀结构设计的先进性
1）长期高温工况运行下金属和非金属密封副的可靠密封技术需要攻关。
2）高温蒸汽的降噪设计、加工工艺及检测手段需要攻关。
1.3 加氢装置
加氢装置用关键控制阀：口径DN25～300；压力等级Class150、300、400、600、900、1500、2500。
低泄漏率套管阀：口径DN100～300；压力等级Class150、300、400、600；年生产量（达产）1000台。
1.4 催化重整装置
由于此部分较多的介质中都含有氢气或氢分子，所以阀内件基本采用以316L为主的材质，部分高温介质工况既要求抗氢脆又要求较高的表面硬化处理，此部分最高温度可达482℃。
催化装置用关键控制阀：口径DN25～300；压力等级Class150、300、400、600。
1.5 重点装置需求控制阀的规格及技术特点
公称通径 DN40、DN50、DN80、DN100、DN15O、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN 500 DN550、DN600或按用户管道口径要求设计。
公称压力 ：C l a s s 1 5 0 、C l a s s 3 0 0 、C l a s s 6 0 0 、Class900、Class1500甚至更高。
控制阀特点：
阀芯是压力平衡式的，即在较高压力下也可以用较小的操作力对大口径阀进行操作。
阀体内腔为流线直通型，流体运动阻力小，可减少对阀体及阀内组件的冲击。
独特的流线型结构使流体压降损失小，更适合对介质压力、流量进行控制。
阀芯运动方向与流道同心，在阀体内同心的流动模式能够克服紊流引起的震动和噪声。
与同口径常规阀体流量相比，轴流阀提高了20%。
采用双重密封结构，其中轴向软密封可达气泡级密封。即使软密封损坏不能起到密封作用，硬密封仍能使阀的泄露量达到Ⅴ级。
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