超大型空分設（shè）備由空氣壓縮係統、大型空氣預冷係統、特大型分子篩純（chún）化係統、空氣增壓係統、增壓透平膨脹機係統以及特大型精餾係統（tǒng）和換熱係統等組成。由於配套的單元設備尺寸大，製造工藝要求高，其配套閥門型（xíng）號尤為重要，其直接關係到生產安全（quán）、係統調節性能、產量質量（liàng）和投資費用。

選型
超大（dà）型空分設備工藝流（liú）程複雜，其所用（yòng）閥門不是簡單（dān）複製擴大常規空分設備用閥門，因此在設計選型方麵需要全麵整體考慮，才能使空分（fèn）裝置操作方便、控製容易，能（néng）夠長期安全穩定地運行。
（1）預冷係統
空分設備上（shàng）的（de）預冷係統（tǒng）控製空冷塔液位的閥門通常選用套筒單座調節閥，該閥可以避免循環水雜質堵塞，流體壓力（lì）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（zuò）條件的高性能調節閥，不會因（yīn）流體對閥杆作用力不均衡而（ér）損（sǔn）壞閥杆。調節閥有等百分比和線性流量特性，能夠很好滿足液位（wèi）調節的要求。常規及大（dà）型空（kōng）分設（shè）備一般選用≤DN300的調節閥實現控（kòng）製要求。但是超大型空分設備工藝參數計算的CV值太大，需要選用DN450套筒單座閥，其造價過高。考（kǎo）慮空冷塔（tǎ）容（róng）積較大，液位變化較緩並且滯（zhì）後，對調節（jiē）性能要求較低，改用（yòng）DN400高性能蝶閥替（tì）代套筒單座閥，滿足了液位調節的要求。
（2）分（fèn）子篩（shāi）係統
分子篩係統的切換閥選用三杆閥，尺（chǐ）寸分別為DN1600和DN1400，閥門阻力小於1kPa，利（lì）於空分設備節（jiē）能。分子篩吸附器處理空氣量約（yuē）61萬m3/h，如果發生衝床事（shì）故，處理分子篩填料會非常麻煩，對生產帶來嚴重後果。閥門最大開啟壓差（chà）設置為15kPa，如（rú）果閥門前後壓差超過設定值，將不能開（kāi）啟，有效防止了衝（chōng）床事故的發生。
分子篩係（xì）統均壓（yā）閥采用直通全徑固定球（qiú）球閥。根據計算的閥門CV值分析，需要選（xuǎn）用DN300的（de）球閥。由於大口徑球閥在小（xiǎo）開度時（shí）介質流量較大流速過快，對（duì）床（chuáng）層衝擊力較大，而且成本（běn）高，改用口徑分別為DN200和DN150的球閥，這（zhè）種配置降（jiàng）低了氣（qì）體對分子篩床層的衝擊力，並且均壓時間可以控製在合理範圍（wéi）內。分子篩加熱器選用蒸汽加熱器，汙氮氣經過加熱器加熱後溫度最（zuì）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（fú）乙烯。
分子篩係（xì）統冷吹閥選用（yòng）帶智能定位器（qì）的DN1000蝶閥，閥門設計為開關特（tè）性，帶機械調節螺（luó）釘，閥門在（zài）40°～90°範圍最大開度可調。因為分子篩加（jiā）熱階段，汙氮氣經過加熱器加（jiā）熱。由於加熱管路較長（zhǎng），並且分子篩吸附（fù）器的水分析出，因此加熱時管路（lù）阻力較大，精餾塔上（shàng）塔壓力較（jiào）高。加熱階段結束，進入冷吹階（jiē）段（duàn），汙氮氣不經過加熱器管路直接進分子篩吸附器，因此管路阻力顯（xiǎn）著減小，由於阻力變小，導致精餾塔上塔壓力顯著變小，精（jīng）餾塔工（gōng）況發生劇烈波（bō）動。為保證空分工況穩定，冷吹閥門（mén）需要加上機械調（diào）節螺釘，限製開度，將加熱和冷吹階（jiē）段管路阻力調節到盡（jìn）量平衡狀（zhuàng）態（tài）。對於超大型空分設備，由於加熱器為4台（tái）蒸（zhēng）汽加熱器，設備較多，所以冷吹閥不再應用開關（guān）閥，取消機械定位銷，而使用智能定位器替（tì）代定位（wèi）銷（xiāo），保證加熱階段轉換到冷吹階段時，閥（fá）門根據空分工況變化自動開到一定開度，保持上塔阻力穩定，從而使精餾塔工況不會發生較大（dà）波動。
（3）精餾塔係統
空（kōng）分（fèn）設備精餾塔下塔液（yè）氮回流閥（fá）通常（cháng）由蝶閥組成，控製下塔的回流比。由於蝶閥為近似等百分比特性，調節線性（xìng）度差（chà），而超大空分設備的精餾塔下塔容器較大，在回（huí）流量特別大情況下，下塔精餾工況（kuàng）依（yī）靠蝶閥較難穩定，所以選用蝶閥和調節閥。利用調節閥優良的線性調節性能，能夠使下塔（tǎ）較快達到工（gōng）況（kuàng）所需的回流比，建立精餾工況。液氮分成（chéng）兩路回流，選用蝶閥和低溫（wēn）角閥。低溫角式單座調節閥比（bǐ）蝶閥調節（jiē）性能好，對下塔工況調節比蝶閥穩定。
（4）氧氣輸送係統
出冷箱氧氣產品分兩路從（cóng）氧氣管網（wǎng）送出，氧氣閥門的選取關鍵在於（yú）氧氣（qì）流速的限製和閥門材質的選取，指出，管道中氧氣的最高允許流速，根據管道材質和工作壓力，不應超過規定，3.0MPa＜p≤10.0MPa。不鏽鋼材質，適（shì）用（yòng）於p×υ≤15MPa?m/s撞擊場合或（huò）p×υ≤80MPa?m/s非撞擊場合。最高允許流速（sù）v是指管係最低工作壓力與最（zuì）高工作溫度時的實際流速，銅及銅合金（含鋁銅合金除外（wài））和鎳及鎳銅合金，在（zài）小於或等於21.0MPa條件下，流速在壓力降允許時沒有限製。當0.6MPa＜p≤10.0MPa，閥門材質選用（yòng）不鏽鋼（gāng），銅合金或者不鏽鋼與銅合金的組合，鎳和鎳合金。閥門可以（yǐ）視為節流的管道元件，按照這個規定選擇閥門材質。閥（fá）門（mén）通常（cháng）選用（yòng）蒙乃爾合金，其純氧下燃點450℃以上，具有阻燃防（fáng）爆特點。蒙乃爾合金（jīn）是鎳基耐蝕（shí）合金中（zhōng）的鎳銅係合金，典型成（chéng）分是70%Ni和30%Cu，既具有較高的強度（dù）和（hé）韌度，又具有優良的（de）抗還原酸及強堿介質和（hé）海水等腐蝕的（de）性能（néng）。
氧氣輸送閥的閥前壓力4.69MPa，考慮到氧氣輸送到管網的安全性（xìng），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（xiù）鋼，閥芯、閥座和（hé）套筒材質選用蒙乃（nǎi）爾合金（jīn）。送出閥旁通閥（fá）選（xuǎn）用DN40氣動（dòng）薄膜套筒調節閥，計算（suàn）流速≥15m/s，故閥體以及閥內件（jiàn）全部選用蒙乃爾（ěr）合金。氣動薄膜套筒調節閥使用流（liú）體壓力平衡閥芯，閥芯有2個小孔，使閥（fá）芯上下（xià）腔（qiāng）流體（tǐ）壓力平衡，閥杆受（shòu）力均勻，調（diào）節快速穩定，防止閥杆在高壓下被頂（dǐng）開或受損，避免了調節時產生振動（dòng）。
氧氣放（fàng）空（kōng）閥前後壓差3.59MPa，氧氣流速快，閥（fá）體以及閥內件（jiàn）選用蒙乃爾合金，閥後設置（zhì）銅合金阻火（huǒ）器。
（5）循環係統
超大型空分設備為內壓縮流程，3台循環液氧（yǎng）泵。液氧（yǎng）泵（bèng）回流閥閥前（qián）壓力0.74MPa，閥（fá）門前後壓差0.55MPa，選用低溫角（jiǎo）式調節閥，閥內件是V形單（dān）座形式。由於液體回流閥前後壓差大，易產生閃蒸和氣蝕，因而閥芯材料為司（sī）太萊合金，閥座材（cái）料為不鏽鋼整體堆焊鈷基硬質合金。V－PORT閥芯能夠（gòu）對流（liú）入液體（tǐ）起（qǐ）到分流作用，因（yīn）此耐高壓差，降低氣蝕對閥芯的損（sǔn）壞（huài）。
給（gěi）液氧產品加壓到管網壓（yā）力要求（qiú）值，需要高壓液（yè）氧泵，其回流閥閥前壓力4.77MPa，閥門前後壓（yā）差4.29MPa。選用多級降壓式套筒導向型調（diào）節閥，流體壓力平衡型閥（fá）芯，閥芯、閥座和多級套筒均選用蒙乃爾合金，控製流經（jīng）閥內件的流體速度，大幅降低（dī）噪聲，有效防止液體產生的氣蝕現象。
循環液（yè）氧泵進口閥（fá）選（xuǎn）用低溫（wēn）三偏心蝶閥，閥門前後壓差0.002MPa。進口為鋁法蘭，出口為不鏽鋼法蘭，能夠實現快速關斷功能，保證緊急狀況下液（yè）氧泵和空（kōng）分設（shè）備的安全。高（gāo）壓液氧泵進口閥也選用低溫三偏（piān）心蝶閥。
高壓空氣節流閥閥前壓力（lì）7.15MPa，閥門前後壓差6.55MPa。選用低溫角式多級降壓調節閥，閥芯采用多級帶孔套筒形式，迷宮結構，流體介質通過迷宮套筒，降低流速（sù），有效降（jiàng）低流體產生（shēng）閃蒸和氣蝕現象的發（fā）生。閥（fá）芯不鏽鋼部（bù）分堆（duī）焊硬質合金，閥座整體（tǐ）堆焊（hàn）硬質合金，閥芯外環繞一圈防塵不鏽鋼（gāng）罩，可以有效防止雜（zá）質堵塞閥芯。
超大型空分設（shè）備配套閥（fá）門（mén）的設計（jì）選型在保證（zhèng）安全的前提（tí）下，應同時考慮工藝流程調節（jiē）穩定性，配套成本和能源消耗等因素（sù），在應用實踐（jiàn）中再進一步檢驗閥門的使用效（xiào）能。