超大型空分設備由空氣壓縮係（xì）統（tǒng）、大型空氣預冷係統、特大型分子篩純化係統、空（kōng）氣增壓係統、增壓透平（píng）膨脹機係統以及特大型精餾係統（tǒng）和換熱係統等組成（chéng）。由於配套的單元設備尺寸大，製造工藝要求高（gāo），其配套閥門型號尤（yóu）為重要，其直接關係到生（shēng）產安全（quán）、係統（tǒng）調節性（xìng）能、產量質量和投資費用。

選型
超大型空分設備工藝（yì）流程複雜，其所用閥門不是簡單複製擴大常規（guī）空分設備用閥門（mén），因此在設計選型方麵需（xū）要全麵整體考慮，才能使空（kōng）分裝置操作方便、控（kòng）製容易，能夠長期安全穩定地運行。
（1）預冷係統
空（kōng）分設備上（shàng）的預冷係統控製空（kōng）冷塔液位（wèi）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，流體壓力平衡式閥芯結構具有大容量、動態穩定性優良的（de）特點，是適合苛刻工作條件的高（gāo）性能調節閥，不會因流體對閥杆作用力不均衡（héng）而損壞閥杆。調節閥有等百分比和線性流量特性，能夠很好滿足液位調節的要求。常規及大型空分設備一般選用≤DN300的調節（jiē）閥實現控製要求。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（zuò）閥，其造價過高。考慮空冷塔容積較大，液位變化較緩並且滯後（hòu），對調節性能要求較（jiào）低，改用DN400高性（xìng）能蝶閥替代套筒單座閥，滿足了液位調節的要求。
（2）分子篩（shāi）係統
分子（zǐ）篩係統的切換閥選用三（sān）杆閥，尺寸分別為DN1600和DN1400，閥門阻力小於1kPa，利（lì）於空分設備節能。分子篩吸附器處理（lǐ）空氣量約61萬m3/h，如果發生衝床事故，處理（lǐ）分子篩填料會（huì）非常麻煩，對生（shēng）產帶來嚴（yán）重後果。閥門最大開啟壓差設置為15kPa，如果閥門前後壓差超過設定值，將不能開啟，有效防（fáng）止了衝床事故的發生。
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。由於大口徑球閥在小開度（dù）時介（jiè）質流量較（jiào）大流速過快，對床層衝擊力較大，而且成本高，改用口徑分別為DN200和DN150的球閥，這種配置降低了氣體對分（fèn）子篩床層的衝擊力，並且（qiě）均壓時間（jiān）可以控製在（zài）合理範圍內。分子篩加熱器（qì）選用（yòng）蒸汽加熱（rè）器，汙氮氣（qì）經過加熱器加熱後溫度最高達到250℃，故而球（qiú）體雙向密封環（huán）選用耐250℃的高溫碳（tàn）纖維強化聚四氟乙烯。
分子篩（shāi）係統冷吹閥（fá）選（xuǎn）用帶智能定位器的DN1000蝶閥，閥門設計為開關特（tè）性，帶機械調節螺（luó）釘，閥門在40°～90°範圍最大開度可調。因為分子篩（shāi）加（jiā）熱階段，汙氮氣經過（guò）加熱器加熱。由於加熱管路較長，並且分子篩吸附器（qì）的水分析（xī）出，因此加熱時管路阻力較大，精餾（liú）塔上塔壓力較高。加（jiā）熱階段（duàn）結束（shù），進入（rù）冷吹階段，汙氮氣不經（jīng）過加熱器管路直接進（jìn）分子篩吸附器，因此管路阻力顯著減小，由於阻力變小，導（dǎo）致精餾塔上塔壓力顯著變小，精餾塔工況發生劇烈波動（dòng）。為保證空分工況穩定，冷吹（chuī）閥門需要（yào）加上機械調節螺釘，限製開度，將加熱和冷吹階段（duàn）管路（lù）阻力（lì）調節到盡量平衡狀態。對於超大型空分設備，由於加熱器為（wéi）4台蒸汽加熱（rè）器，設備較多（duō），所以冷吹閥不再（zài）應用（yòng）開（kāi）關閥，取消機械定位銷，而使用（yòng）智能定位器替（tì）代定位銷，保證（zhèng）加熱（rè）階段轉（zhuǎn）換到冷吹（chuī）階段時，閥門根據空分工況變化（huà）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波動（dòng）。
（3）精餾塔係統
空分設備精餾塔下塔液氮回流閥通常由蝶閥組成，控製下（xià）塔的回流比。由於蝶閥為近似等百分比特性，調節線性度差（chà），而超大空分設備的精餾塔下塔容器較大，在回流量特別大情況下，下塔精餾工況依靠蝶閥較難穩定，所以（yǐ）選（xuǎn）用蝶閥和調（diào）節閥。利用調（diào）節閥優（yōu）良的線性調節性能，能夠使（shǐ）下（xià）塔較快達（dá）到工況所（suǒ）需的（de）回流（liú）比，建立精餾工（gōng）況。液氮分成兩（liǎng）路回流，選用蝶閥和（hé）低溫角閥。低溫角式單座調節閥比蝶閥（fá）調節性能好（hǎo），對下（xià）塔工況調節（jiē）比蝶閥（fá）穩（wěn）定。
（4）氧氣輸送係統
出冷（lěng）箱氧氣產品分兩路從氧氣管網送出，氧氣閥門的選取關鍵在（zài）於氧氣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（cái）質和工作壓力，不應超過規定，3.0MPa＜p≤10.0MPa。不鏽鋼材質，適用於p×υ≤15MPa?m/s撞擊（jī）場合或p×υ≤80MPa?m/s非撞擊場合。最高允許流速v是指管係最低工作壓力與最高工作溫度時的實際流速，銅及銅（tóng）合金（含鋁（lǚ）銅合金（jīn）除外）和鎳及鎳銅合金，在小於或等於21.0MPa條件（jiàn）下（xià），流（liú）速在壓力降允許（xǔ）時沒有限（xiàn）製。當0.6MPa＜p≤10.0MPa，閥門材質選（xuǎn）用不鏽鋼，銅合金或者不鏽（xiù）鋼與（yǔ）銅合金的組合，鎳和鎳合金。閥門可以視為節流的管道元件，按照這個規定選擇閥門材質（zhì）。閥門通常（cháng）選用蒙乃爾合金（jīn），其純氧下燃點450℃以上，具有阻燃防爆（bào）特點。蒙乃爾合金（jīn）是鎳基耐蝕合金（jīn）中的鎳銅係合金，典型成分是70%Ni和30%Cu，既（jì）具有較高的強度和韌度，又具有優良的抗還原酸及強堿介質和海水等腐蝕（shí）的性能。
氧氣輸送閥的閥前壓力4.69MPa，考慮到氧（yǎng）氣輸送到管網的安全性，選用DN300氣動薄膜（mó）套筒調節閥。閥門前後壓差0.02MPa，閥體選用不鏽鋼，閥芯、閥（fá）座和（hé）套筒材質選用蒙乃爾合金。送出閥旁通（tōng）閥選用DN40氣動薄膜套筒調節閥，計算流速≥15m/s，故閥（fá）體以及閥內件全部選用蒙乃爾合金。氣動薄膜套筒調節閥使用流（liú）體壓力平衡閥（fá）芯，閥芯（xīn）有2個小孔，使閥芯上下腔流體壓（yā）力平衡，閥（fá）杆受力均勻（yún），調節快速穩（wěn）定（dìng），防止閥杆在高壓下被頂開或受損，避免了調節時產生振動。
氧氣放空（kōng）閥前後壓差3.59MPa，氧氣流（liú）速快，閥體以及閥內件選用蒙乃爾合金（jīn），閥後（hòu）設置銅合金阻（zǔ）火（huǒ）器。
（5）循環係統
超大型空分設備為內壓縮流程，3台循環液氧泵。液氧泵回流閥閥前壓力0.74MPa，閥門（mén）前後壓差（chà）0.55MPa，選用低溫角式調節（jiē）閥，閥內件是（shì）V形單座形式。由於液體回流閥前後壓差大，易產生閃蒸（zhēng）和氣蝕，因而閥芯（xīn）材料為司太萊合金（jīn），閥座材料為不鏽鋼整（zhěng）體堆（duī）焊鈷基硬質合金。V－PORT閥芯能夠對流（liú）入液體起到分流作用（yòng），因此耐高壓差，降低氣蝕對（duì）閥芯的（de）損壞。
給液氧產品加壓到管網壓力要求值（zhí），需（xū）要高壓液氧泵，其回流（liú）閥閥前壓力4.77MPa，閥門前後壓（yā）差4.29MPa。選（xuǎn）用多級降壓式套筒導（dǎo）向型（xíng）調節閥，流體壓力平（píng）衡（héng）型閥芯，閥芯、閥座和多級套筒均選用蒙乃爾合金，控製流經閥內件的流體速度，大幅降低噪聲，有效防止液體產生的氣蝕（shí）現象。
循環液氧泵進口閥選用低（dī）溫三偏心蝶閥，閥門前後壓差0.002MPa。進口為鋁法蘭，出口為不鏽鋼（gāng）法（fǎ）蘭，能夠實現快速關斷功能（néng），保證（zhèng）緊急狀況下液氧泵和空分設備的安全。高壓液氧泵進口閥也選用低溫三偏心蝶閥。
高壓空氣節流閥閥（fá）前壓力（lì）7.15MPa，閥門前後壓差6.55MPa。選用（yòng）低（dī）溫角式多級降（jiàng）壓調節（jiē）閥，閥芯采用（yòng）多（duō）級帶孔套筒形式，迷宮結構（gòu），流體介質通過迷宮套筒，降低流速，有效降（jiàng）低流體產生閃蒸和氣蝕現象的（de）發生。閥（fá）芯不鏽鋼部分堆焊硬質合金，閥座整體（tǐ）堆焊硬質合金，閥芯外環（huán）繞一圈防塵不鏽鋼罩，可以有效防止雜質堵塞閥芯（xīn）。
超大（dà）型空分設（shè）備配套（tào）閥門的設計選型在保證安全的前提下（xià），應同時考慮工藝流程（chéng）調節穩定性，配套成本和能源消耗（hào）等因素，在應用實踐中再進一（yī）步（bù）檢驗閥門的（de）使用效能。