超大型空分設備由空氣壓縮（suō）係統、大型（xíng）空（kōng）氣預冷係統、特大型分子篩純化係統、空氣（qì）增壓係統、增壓透平膨脹機係統以及特大型（xíng）精餾（liú）係統和換熱係統等組成。由於配套的單（dān）元設備尺寸大，製造（zào）工藝要求高，其配套閥門（mén）型號尤為（wéi）重（chóng）要，其直接關係到生產安全、係統調節性能（néng）、產量質量和投資費用。

選型
超大型空（kōng）分設備工藝（yì）流程複雜，其所（suǒ）用閥門不是簡（jiǎn）單複製擴大常規空分設備用閥門，因此在設計選型方麵需要（yào）全（quán）麵（miàn）整體考慮，才能使空分裝置操作方（fāng）便、控製容易，能夠長期安全穩定地運行。
（1）預冷係統
空分設備（bèi）上的預冷係統控製空冷（lěng）塔液位的閥門通常選用套筒單座調節閥（fá），該閥可（kě）以避免循環水雜質堵塞，流體（tǐ）壓力平衡式閥芯結構具有大容量、動態穩定性優良的特點，是適合苛刻工作條件（jiàn）的（de）高性能調節閥，不會因流體對閥（fá）杆作用力不均衡而損（sǔn）壞閥杆。調節閥有等百分比（bǐ）和線性流量特（tè）性（xìng），能夠很好滿足（zú）液位調節的（de）要求。常規及大型空分設備一般選用≤DN300的（de）調節閥實現控製要求。但是超大型空分設備工（gōng）藝參數（shù）計算的CV值太大，需要選用（yòng）DN450套筒單座閥，其（qí）造價過高。考慮空冷塔容積較大，液位變化較緩並（bìng）且滯後，對調節性能要求較低，改用DN400高性能蝶閥替代套筒單座閥，滿足了液（yè）位調節（jiē）的要求。
（2）分子（zǐ）篩（shāi）係統
分子（zǐ）篩係統的切換閥選用三（sān）杆（gǎn）閥，尺寸分別為DN1600和DN1400，閥門阻力小於1kPa，利於空分設（shè）備（bèi）節能。分（fèn）子篩吸附器處（chù）理空氣量約61萬m3/h，如（rú）果發生（shēng）衝床事（shì）故，處理（lǐ）分子篩填料會非常（cháng）麻煩（fán），對生產帶來嚴重後果。閥門最大開啟壓（yā）差設置為15kPa，如果（guǒ）閥門前（qián）後壓差（chà）超（chāo）過設定值，將（jiāng）不能開啟，有效（xiào）防止了衝床（chuáng）事（shì）故的發生。
分子篩係統均壓閥采用直通全徑固定球球閥。根據計算的閥門CV值分析，需要選用DN300的球閥。由於大（dà）口徑球閥在小開度時介質流量較大流速過快，對床層衝擊力較大，而（ér）且成本高，改用（yòng）口徑分別為DN200和DN150的球閥，這種配置降低（dī）了氣體對分子篩床層的衝擊力，並且均壓時間（jiān）可以控製在合理範圍內。分子（zǐ）篩加熱（rè）器選（xuǎn）用蒸汽加熱器，汙氮氣經過加熱器加熱後溫度（dù）最高達到250℃，故而球體雙向密封環選用耐250℃的高溫碳纖維強化聚四氟乙烯。
分子篩係統冷吹閥（fá）選用帶（dài）智能定位器的DN1000蝶閥，閥門設計為開關特性，帶機械（xiè）調節螺釘，閥門在40°～90°範圍最大開度可調。因（yīn）為分子篩加熱階段，汙（wū）氮氣經過加（jiā）熱器加熱。由於加熱管路（lù）較長，並且分子（zǐ）篩吸附（fù）器的水分析出，因此加熱時管路阻力較大（dà），精餾塔上塔壓力較高。加（jiā）熱階段結束，進（jìn）入冷吹階段，汙氮氣不經過加熱器管路直接進分子篩吸附器（qì），因此管（guǎn）路阻力顯著減小，由於阻力變小，導（dǎo）致精餾塔上塔壓力顯著變小，精餾塔工況發生劇（jù）烈波動（dòng）。為保證空分（fèn）工況穩定，冷吹閥門需要加上機械調節螺釘，限製開度，將加熱（rè）和（hé）冷吹階段（duàn）管路阻力調節到盡量平（píng）衡（héng）狀態。對於超大型空分設備，由於加熱器為4台蒸（zhēng）汽加熱（rè）器，設備較多，所（suǒ）以冷吹閥不再應用開關閥，取消機械（xiè）定位銷，而使用智（zhì）能定位（wèi）器替代定位銷，保證加熱（rè）階段轉換到冷（lěng）吹階段時，閥門根據空分工況變化自動開到一定開（kāi）度，保持上塔阻力穩定，從而使精（jīng）餾塔（tǎ）工況不會（huì）發生較大波動。
（3）精餾（liú）塔係統
空分設備精餾塔下塔液氮回流閥通常由蝶閥組成，控製下塔的回流（liú）比。由於蝶閥為近（jìn）似等（děng）百分比特性，調節（jiē）線性度差，而超大空（kōng）分設（shè）備的精餾塔下（xià）塔容器較大（dà），在回流量特別大情況下，下塔精餾工況依靠蝶閥較難（nán）穩定，所以選用蝶（dié）閥和調節閥。利用調節閥優良的線性調節性（xìng）能，能（néng）夠使下塔較（jiào）快達到工（gōng）況所需的回流比，建（jiàn）立精（jīng）餾工況。液（yè）氮分成兩路（lù）回流，選用蝶閥和低溫角閥。低溫角式單座調節閥比蝶（dié）閥調節性（xìng）能好，對下塔工況調節比蝶閥穩定。
（4）氧氣輸（shū）送係（xì）統
出（chū）冷箱氧氣產（chǎn）品分兩路從氧氣管網送出，氧氣閥門的選取關鍵在（zài）於氧（yǎng）氣流速的限製和閥門材質（zhì）的選取，指出，管道中氧氣的最高允許流速，根據管（guǎn）道材質和工作壓力（lì），不應超過規定（dìng），3.0MPa＜p≤10.0MPa。不鏽（xiù）鋼材質，適用於p×υ≤15MPa?m/s撞擊場合或p×υ≤80MPa?m/s非撞擊場合。最（zuì）高允許流速v是指管係（xì）最（zuì）低工作壓力與（yǔ）最高工作溫度時的（de）實際流速，銅及銅合金（含鋁銅合金除外）和鎳及鎳銅合金，在小於或等於21.0MPa條件下，流速在（zài）壓力降允許時沒有限（xiàn）製。當0.6MPa＜p≤10.0MPa，閥門材質選用不（bú）鏽鋼，銅合金（jīn）或者不鏽鋼與銅合金的組合，鎳和鎳合金（jīn）。閥門可以視為節流的（de）管道元件，按照（zhào）這（zhè）個規定選擇閥門材質。閥門通常選用蒙乃爾合金，其（qí）純氧下燃點450℃以上，具有阻燃防（fáng）爆特點。蒙（méng）乃爾合金是鎳基耐蝕合金中的鎳銅（tóng）係合金（jīn），典型（xíng）成分是70%Ni和30%Cu，既具有較高的強度和韌度，又具有優良（liáng）的抗還原酸及強堿介質和海水等腐蝕的性能。
氧氣（qì）輸送閥的閥前壓力4.69MPa，考慮到氧氣輸送到（dào）管網的安全性，選用DN300氣動薄膜套筒調節閥。閥門前後壓差0.02MPa，閥體選用不鏽鋼，閥芯、閥座和套筒材質選用蒙乃爾合金。送出閥旁通閥選用DN40氣動薄膜套筒調節閥，計算流速（sù）≥15m/s，故（gù）閥體以及閥內件全部選用（yòng）蒙乃爾合金。氣動薄膜套筒調節閥使用流體壓力平衡閥芯，閥芯有2個小孔，使（shǐ）閥芯上下腔流體壓力平衡，閥杆受力均勻，調節快速穩定，防止閥杆在高壓下被頂開或（huò）受損，避（bì）免了調節時產（chǎn）生振動。
氧氣放空閥前後壓差3.59MPa，氧氣流速快，閥體以及閥內件選（xuǎn）用蒙乃爾合金，閥後（hòu）設（shè）置銅合金阻火器。
（5）循環係統
超大型空分設（shè）備為內壓（yā）縮流（liú）程（chéng），3台循環液（yè）氧泵。液氧泵回流閥（fá）閥前壓力0.74MPa，閥門前後壓差（chà）0.55MPa，選用低溫角式調節閥，閥內件是V形單座形（xíng）式。由於液體回（huí）流閥前後壓差大，易（yì）產生閃蒸和氣蝕，因而閥芯材（cái）料為司太萊合金，閥座材料為（wéi）不鏽鋼整（zhěng）體堆焊（hàn）鈷基硬質合金。V－PORT閥芯能夠對流入液體起到分流作用，因此耐（nài）高壓差（chà），降低氣蝕對閥（fá）芯的損壞。
給液氧產品加壓到管網壓力要求值，需要高壓（yā）液氧泵，其回流閥閥（fá）前（qián）壓力4.77MPa，閥門前後壓差4.29MPa。選用多級降壓式套筒導向型調節閥，流體壓（yā）力平（píng）衡型（xíng）閥芯，閥芯、閥（fá）座和多（duō）級套筒均（jun1）選用蒙乃爾合金，控（kòng）製流經閥內件的流體速度，大幅降低（dī）噪聲，有效防止（zhǐ）液體產生的氣蝕現象。
循環液氧泵進口閥選用低溫三偏心蝶閥，閥門前後壓差0.002MPa。進口為鋁法蘭，出（chū）口為不鏽鋼法蘭，能夠實現快速關斷功能，保證（zhèng）緊急狀況下液氧泵（bèng）和空分設（shè）備的安全。高壓液氧泵進口閥也（yě）選用低溫三偏心蝶閥。
高壓空氣節流閥閥前壓力7.15MPa，閥門前後壓差6.55MPa。選用低溫角式多級降壓（yā）調節閥，閥芯采用多級（jí）帶孔套筒形式，迷宮結構，流體介質通過迷宮套筒，降低流（liú）速，有效降低流體（tǐ）產生閃蒸和氣蝕現象的發生。閥芯不鏽鋼部分堆焊硬質合金，閥座整體堆焊硬質合金，閥芯外環（huán）繞一圈防塵不（bú）鏽鋼（gāng）罩，可以有效防止（zhǐ）雜質堵塞閥芯。
超大型空分設備（bèi）配套閥門的設（shè）計選型在保證安全的前（qián）提下（xià），應同時（shí）考慮工藝流程調節穩定性，配套成本和能源（yuán）消耗等因素，在應（yīng）用實踐中再進一步檢驗閥門的使用效能。