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，具有結構簡單，易防腐，安裝長度短，消耗鋼材少，閥門局部阻力系數相近的優點，選擇蝶閥作為切斷閥更經濟實用。根據壓力等級，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) 可以采用中線無銷釘襯膠蝶閥。當蝶閥≤DN500 時，采用對夾式連接。當蝶閥≥DN550 時，采用法蘭連接。當蝶閥口徑≤6 in.(DN150) ，開啟力小于400N，采用手柄操作。當蝶閥口徑≥8 in. (DN200) ，采用齒輪箱操作。由于低壓閥門的背壓低，采用中線結構不會增加太多扭矩，這種結構有兩次密封。主密封是蝶板和閥座采用預緊力獲得，第二密封是閥桿和閥座孔的過盈配合獲得。由于閥桿和介質*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，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( 反滲透高壓泵的關閉壓力) 時，由于背壓高，為了減少扭矩，高壓蝶閥采用雙偏心結構。當蝶閥公稱尺寸≤DN500，采用對夾式連接。當蝶閥公稱尺寸≥DN550，采用法蘭式連接。壓力等級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中，閥桿采用材料為ASTM A276 UNS31803，閥座材料為RPTFE。雙偏心結構增加了局部阻力系數，蝶板和閥桿固定需要銷釘，銷釘的防腐要求和其他過流部件相同。

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設備的損壞。目前海水淡化項目中使用的止回閥有緩閉蝶式止回閥、全襯膠蝶式對夾止回閥、單瓣對夾止回閥和單瓣雙相鋼對夾止回閥等。

　　(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，機械或液壓緩閉抗水錘能力較好，適合低壓使用，弗雷西調研后發現目前在廢水處理、化工廠和市政等工程得到很大應用，在海水淡化工程的產品水工段應用。

　　(2) 全襯膠蝶式對夾止回閥

　　全襯膠蝶式對夾止回閥( H77X - 10Q，圖4) 是對緩閉蝶式止回閥HH48X - 10Q 在防腐方面的改進，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。設計時需要注意該閥門對安裝空間的要求，閥門安裝不當會引起閥瓣和彈簧對閥桿長期作用，破壞閥體和閥桿接觸處密封，滲入介質，造成閥體腐蝕，縮短閥門使用壽命。

(3) 單瓣對夾止回閥

　　單瓣對夾止回閥( H74H，圖5) 結構簡單，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 的單瓣對夾止回閥。當閥門公稱尺寸> DN250 時，水擊作用明顯，動作噪音大。大口徑單瓣對夾止回閥在氣路配管中廣泛應用。閥門為非全通徑，閥瓣開度大45°，阻力系數增加，流通能力下降。

(4) 單瓣雙相鋼對夾止回閥

　　單瓣雙相鋼對夾止回閥( 圖6) 安裝空間小，采用INCONEL 彈簧配合閥瓣重力快關，流量或壓力低于一定值，自動關閉抗水擊，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低，閥門開度增大。單瓣雙相鋼對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。