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

選型
超大型空分設備工藝流程複（fù）雜，其所用閥門不是簡單複製擴大常（cháng）規空分設備（bèi）用閥（fá）門，因此在設計選型方麵（miàn）需要全麵整體考慮（lǜ），才能（néng）使空分裝置操作方便、控製容易，能夠長期安全穩定地運行。
（1）預冷係統
空（kōng）分設備上的預冷係統控製空冷塔液位的閥門通常選（xuǎn）用套筒（tǒng）單座調（diào）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（jié）構具有大容量（liàng）、動態（tài）穩定性優良的特點，是適合苛刻工作條件的高性能調節閥，不會因流體對閥杆作用力不均衡而損壞（huài）閥杆。調節閥有等百分比和（hé）線性流量特性，能（néng）夠很好滿足液位調節的要求。常規及大型空分（fèn）設備一般選用≤DN300的調節閥實現控製要求。但是超大型（xíng）空分設備工藝參數計算的CV值太大（dà），需要選用DN450套筒（tǒng）單座（zuò）閥，其造價過高。考慮空冷塔容（róng）積（jī）較大，液位變化較緩並且滯後，對（duì）調節性能要求較低，改用DN400高性能蝶（dié）閥替代套筒單座閥，滿足了液位調節的要求。
（2）分（fèn）子篩係統
分子篩係統的切換閥選用三杆閥，尺寸分別為DN1600和DN1400，閥門阻力小於1kPa，利於空（kōng）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，處理分子篩（shāi）填料會非常麻煩（fán），對生產帶來嚴重後果。閥門最大開啟壓差設置為15kPa，如（rú）果閥門前後壓差超過設定值，將不能開啟，有效防止了衝床事故的發（fā）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（zhí）分析，需要選用DN300的球閥。由於大口徑球閥在小開（kāi）度時介質流（liú）量較大流速（sù）過快，對床層衝擊力（lì）較大，而且成本（běn）高，改用口徑分別為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（jun1）壓時間可以控製在合理範圍內。分子篩加熱器選用蒸汽加熱器，汙氮氣（qì）經過加熱器加熱後溫度最高達到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（xī）。
分子篩係統（tǒng）冷（lěng）吹閥選用帶智（zhì）能定位器的DN1000蝶（dié）閥，閥門設計為開關特性，帶機械調節螺釘，閥門在40°～90°範圍最大開度可調。因為分子篩加熱階段，汙氮氣經過加熱器加熱。由於加熱管路較長，並且分子篩吸附器的水分析出，因（yīn）此加（jiā）熱時（shí）管路阻（zǔ）力較大，精餾塔上塔壓力較高。加熱（rè）階段結束，進入冷吹階段，汙氮氣不經過加（jiā）熱器管路直接進（jìn）分子篩吸附器，因此管（guǎn）路阻力（lì）顯著減小（xiǎo），由於阻力變小，導致精餾塔上（shàng）塔壓力顯著變（biàn）小，精餾塔工況發生劇烈波動。為保證（zhèng）空分工（gōng）況穩定（dìng），冷吹閥門需（xū）要加上機（jī）械調節螺（luó）釘（dìng），限製開度，將加（jiā）熱和冷吹（chuī）階段（duàn）管路阻力調節到盡量平衡狀態（tài）。對於超大型空分設備，由於加熱器為（wéi）4台蒸汽加熱器，設備較多，所以冷吹閥不再應用開關閥（fá），取消機械定位銷，而使用智能定位器替代（dài）定位銷，保證加熱階段轉換到冷吹階段時，閥門根（gēn）據空分工況變化自動（dòng）開到一定開度，保持上塔阻力穩定，從而使精（jīng）餾塔工況不會發生較大（dà）波動。
（3）精餾塔係統
空分設備精餾塔（tǎ）下塔液氮回流閥通常由蝶閥組成（chéng），控製下塔的（de）回流比。由於蝶閥為近似等百分比特性，調節線性度差，而超大空分設備（bèi）的精餾塔下塔容器較大，在回流量特別大情況下（xià），下（xià）塔精（jīng）餾工況依靠蝶閥較難穩（wěn）定，所以（yǐ）選用蝶閥和調節閥。利用調節閥優良的（de）線（xiàn）性調節性能，能夠使下塔較快達到工況所需的回流比，建立精餾工況。液氮分成兩路回流，選用蝶閥和低溫角閥。低溫角式單座調節閥（fá）比蝶閥調節性能好，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氧氣管網送出，氧氣閥門的（de）選取關鍵在（zài）於氧氣流速的限製和閥門材質的選取，指出（chū），管道中氧氣的最高允許流速，根據管道材質和（hé）工作壓力（lì），不應（yīng）超過規定，3.0MPa＜p≤10.0MPa。不鏽鋼材質，適用於（yú）p×υ≤15MPa?m/s撞擊場合或p×υ≤80MPa?m/s非撞擊場合。最高允許流（liú）速v是指管（guǎn）係最低（dī）工作壓力與最高工作溫度時的實際流速，銅及銅合金（含鋁銅（tóng）合金除（chú）外）和鎳及（jí）鎳銅合金，在小於或等於21.0MPa條件下，流速在壓力降（jiàng）允許時（shí）沒有限製。當0.6MPa＜p≤10.0MPa，閥門（mén）材質選用（yòng）不鏽（xiù）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管道元件，按照這（zhè）個（gè）規定選擇閥門材質。閥門通常選（xuǎn）用蒙乃爾合金，其純氧下燃點450℃以上，具有阻燃防爆特點（diǎn）。蒙乃爾合金是鎳基耐（nài）蝕合金中的鎳銅係合金，典型成分是70%Ni和30%Cu，既具有較高的強度和韌度，又具有優良的抗還原酸及強（qiáng）堿介質和海水等腐蝕的性能。
氧氣輸送閥的（de）閥前壓（yā）力（lì）4.69MPa，考慮到氧氣輸送到管網的安全性，選用DN300氣動薄（báo）膜套筒調節閥。閥門（mén）前後壓差0.02MPa，閥體選用不（bú）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（fá），計算流速≥15m/s，故閥體（tǐ）以及閥（fá）內件全部選用蒙乃爾合金。氣（qì）動薄膜套筒（tǒng）調節閥使用流體壓力平衡閥芯，閥（fá）芯有2個（gè）小孔，使閥芯上下腔流體壓力平（píng）衡，閥杆受力（lì）均勻，調節快速穩定，防止閥杆在高壓（yā）下被頂開（kāi）或受損，避免了（le）調節時產生（shēng）振動。
氧氣放空閥前後壓差3.59MPa，氧（yǎng）氣流（liú）速快，閥體以（yǐ）及閥內件選用蒙乃爾合金，閥後設置（zhì）銅合金阻火器。
（5）循環係統
超大型空分設備為內壓縮流程（chéng），3台循環液氧泵。液氧泵回流閥閥前壓力0.74MPa，閥門前後壓差0.55MPa，選用低溫角（jiǎo）式調節（jiē）閥，閥內件是V形單（dān）座形式。由於液體（tǐ）回流閥前後壓差大，易產（chǎn）生閃蒸和氣蝕，因而閥芯材料為司太萊合金，閥座材（cái）料為不鏽（xiù）鋼整體堆焊鈷基硬（yìng）質（zhì）合金。V－PORT閥芯能夠對流入液體起到分流作用，因此耐高壓差，降低氣蝕對閥芯的損壞。
給液氧產品加壓（yā）到管網壓力要求（qiú）值，需要高壓液氧泵（bèng），其回流閥閥前壓力4.77MPa，閥門前後壓差4.29MPa。選用多級降壓式（shì）套（tào）筒導向型調節閥，流體壓力平衡型閥芯，閥芯、閥座和多級套筒均選用蒙乃爾合金，控（kòng）製流經閥內件的流體速（sù）度，大幅降低噪聲，有效防（fáng）止液體產生的氣蝕現象。
循（xún）環液氧泵進（jìn）口閥選用低溫三偏心蝶閥，閥門前（qián）後壓差（chà）0.002MPa。進口為（wéi）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（zhuàng）況下液氧（yǎng）泵和空分設備的（de）安全。高壓液氧泵進口閥也選（xuǎn）用低溫三偏心蝶（dié）閥。
高壓空氣節流閥閥前壓力7.15MPa，閥門前（qián）後（hòu）壓差6.55MPa。選用低（dī）溫角式多級（jí）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（tǒng），降低流速，有效（xiào）降低流體（tǐ）產生閃蒸和氣（qì）蝕現象的發生（shēng）。閥芯不鏽鋼（gāng）部分堆焊硬質合金，閥（fá）座整（zhěng）體堆（duī）焊硬質合金，閥芯外環繞一圈防塵不鏽鋼罩，可以（yǐ）有（yǒu）效防止雜（zá）質堵塞閥芯。
超大型（xíng）空分設備配套（tào）閥門的設計選型在保證安全的前提（tí）下，應同時考慮工藝（yì）流程調節穩定性，配套成本和能源消耗（hào）等因素，在應用實踐中再進（jìn）一步檢驗閥門的使（shǐ）用效（xiào）能。