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收藏于2025-10-27
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在化工装置中,双止回阀通常是“防倒流装置”或“工艺隔离方案”的一部分。以下是详细的设置指南和关键考量。
化工装置中双止回阀的核心作用
1. 防止危险介质倒流:防止下游的危险化学品、剧毒介质、易燃易爆物料倒流回上游系统,避免引发混合反应、污染或设备损坏。
2. 隔离不同压力系统:在高压系统与低压系统之间提供可靠的隔离,防止高压串入低压系统导致超压事故。
3. 保护关键设备:保护压缩机、泵、反应器等关键设备免受回流的影响(例如,防止压缩机停机后工艺气倒流)。
4. 防止交叉污染:在多种物料共用管道或切换操作的场合,确保物料不会相互混合。
设置位置(典型应用场景)
1. 泵的出口管道: 这是最常见的设置位置。防止泵停机时,出口端的高压介质倒流冲击泵体,导致叶轮反转损坏。
2. 反应器进料管线:防止反应器内的物料在进料泵停运或压力波动时倒流。
3. 压缩机的进出口:防止气体倒流,特别是在压缩机停机时。
4. 储罐的进出口管道:防止储罐之间因液位差或压力差而相互串料。
5. 不同压力等级工艺系统的接口处:例如,从高压工段到低压工段的连接管线上。
6. 公用工程介质(如氮气、蒸汽、工艺水)接入工艺系统的接口处:防止工艺介质倒流污染公用系统,这是化工设计的强制性要求。
设置要求与工程实践
在化工装置中,双止回阀的设置远不止是简单地串联两个阀门,它是一套系统工程。
1. 基本设置模式
最常见的配置是 **“双止回阀 + 带排放的切断阀”。
组件功能解释:
切断阀:通常是闸阀、球阀或截止阀。用于工艺隔离,便于对止回阀进行维修。在自动控制系统中,可能会使用遥控阀或气动切断阀,在检测到异常时紧急切断。
第一止回阀:承担主要的止回功能。
排放阀:这是化工设置中的关键。它是一个常闭的球阀或闸阀,安装在两个止回阀之间。
作用:
检测:打开排放阀,如果有介质流出,说明第一道止回阀存在内漏。
排空:维修前,用于排空两阀之间的积液,确保安全。
泄压: 防止两阀之间的腔体因微小泄漏而异常升压。
第二止回阀:作为安全冗余,提供第二道防护。
2. 阀门选型的关键考量
阀门类型:
旋启式止回阀:流量大,压降小,适用于清洁介质。但在流量不稳定时阀瓣易晃动磨损。
升降式止回阀:密封性好,适用于小口径、高压场合,但对介质清洁度要求高。
轴流式止回阀:压降小,关闭迅速,水锤效应小,是泵出口的优选。
球型止回阀:密封性好,适用于粘稠或带颗粒的介质。
选择原则:根据介质特性、流速、允许压降和防水锤要求综合选择。
材质: 必须与工艺介质相容,考虑腐蚀、温度和压力。阀瓣和阀座的密封面材质尤为关键(如司太立合金硬化表面)。
压力与温度等级:阀门的压力等级(如Class 150, 300, 600)必须不低于管道的设计压力和温度。
3. 安装要求
安装方位:必须严格按照阀体上的箭头指示方向安装。
直管段要求:止回阀上游和下游应保证足够的直管段(通常前5D后2D,D为管径),以确保流场稳定,避免阀瓣因湍流而产生异常振动或无法正常关闭。
空间布局:必须为拆卸、维修和操作(如开关排放阀)预留足够的空间。
支撑:对于大口径止回阀,需要考虑管道支撑,避免阀门重量和管道应力全部由连接法兰承受。
高级配置与安全考量
1. 与PSV(安全阀)的关联:
如果双止回阀用于隔离一个可能被阻塞的液相系统,且该系统可能因受热(如太阳辐射)而汽化升压,则两个止回阀之间的管段必须设置安全阀,以防止该管段超压爆炸。
2. 自动化与联锁:
在高风险场合,双止回阀系统会与压力/流量仪表和SIS(安全仪表系统)联锁。
逻辑:当检测到流量极低或倒流信号时,SIS会触发上游的紧急切断阀关闭,与双止回阀共同构成三道防线。
3. 工程设计标准:
化工装置的管道仪表流程图必须明确标示出双止回阀的设置。
设计需遵循相关国际和行业标准,如:ASME B31.3 《工艺管道》、API 6D《管道阀门规范》、 API 682《密封系统》、 各公司的内部工程规范
总结:在化工装置中设置双止回阀,应遵循以下核心原则:
冗余思维:双止回阀是机械冗余,是安全哲学“纵深防御”的体现。
可测试性:必须通过设置中间排放阀,使安全设施的状态可以被验证。
系统性:它不是孤立的阀门,而是与切断阀、仪表、联锁和泄压设施共同构成一个完整的安全系统。
合规性: 严格遵循工艺安全信息和管道设计规范的要求。
对于任何具体的化工装置,最终的设置方案必须基于 HAZOP(危险与可操作性分析)或类似的风险评估结果来确定,并由专业的管道工程师进行设计。
