超大型空分設備由空氣壓縮係統、大型空氣預冷（lěng）係統、特大型分子篩純化係統、空氣增壓係統、增壓透平膨脹機係統以及特大（dà）型精餾係統和換熱係統等組成（chéng）。由於配套的單元（yuán）設備尺寸大，製（zhì）造工藝要求高，其配套閥門型（xíng）號（hào）尤為重要，其直接（jiē）關係到生（shēng）產安全、係統調（diào）節（jiē）性能、產量質量（liàng）和投資費用。

選型
超大型空（kōng）分設備（bèi）工藝流程複雜（zá），其所用（yòng）閥門不是簡單（dān）複製擴大（dà）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，才能使空分裝置操作方便、控製容易，能（néng）夠長期安全穩定（dìng）地運行。
（1）預冷係統
空（kōng）分（fèn）設備上的預冷係統控製空冷（lěng）塔液位（wèi）的閥（fá）門通常選用套筒單座調（diào）節閥，該閥可以避免循環水雜質堵塞（sāi），流體壓力平衡式閥芯結構具有大容量、動態（tài）穩定性優良的特點（diǎn），是適合苛（kē）刻工作條件的高性能調節閥，不會因流體對閥杆作用力（lì）不均衡而損壞閥杆。調（diào）節閥有等百分比和（hé）線性流（liú）量特性，能夠很好滿足液位調節（jiē）的要求。常規及大型空分設備一般選用≤DN300的調節閥（fá）實現控製要求。但是超大型空分設備（bèi）工藝參數計算的（de）CV值太大，需要選用DN450套筒單座閥，其造價（jià）過高。考（kǎo）慮空冷塔容積較大（dà），液位變化較緩並且滯後（hòu），對調節性能要求較低，改用DN400高性能蝶閥替代套筒單座閥，滿足了液（yè）位（wèi）調節的要求。
（2）分子篩係統
分子篩係統的切換閥選用三杆（gǎn）閥（fá），尺寸分別為DN1600和DN1400，閥門阻力小於1kPa，利於空分設備節能。分子篩吸附器處理空氣量約61萬m3/h，如果發生衝床事故（gù），處理分子篩填料會非常麻煩（fán），對生產（chǎn）帶來（lái）嚴重後果。閥（fá）門最大（dà）開啟壓差設置為（wéi）15kPa，如果（guǒ）閥門前後壓差超過設定值，將不能開啟（qǐ），有效防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（qiú）球閥。根（gēn）據計算的閥（fá）門CV值分析，需要選用DN300的球閥。由於大口徑球閥在小開度時介（jiè）質流量較大流速過快，對床層衝（chōng）擊力較大，而且成本高，改用口徑（jìng）分別為（wéi）DN200和DN150的球閥，這（zhè）種配（pèi）置（zhì）降（jiàng）低了氣（qì）體對分子篩床層的衝擊（jī）力，並且均壓時間可以控製在合理範圍內。分子篩加熱器選用蒸（zhēng）汽加熱器，汙氮氣經過（guò）加熱器加熱後溫度最高達到250℃，故而球體雙向（xiàng）密封環選用耐250℃的高溫碳（tàn）纖維強化聚四氟乙烯。
分子篩係（xì）統冷吹閥選用帶智能定位器（qì）的DN1000蝶閥，閥門（mén）設（shè）計為開（kāi）關特（tè）性，帶機械調節螺釘，閥（fá）門在40°～90°範圍最大開度可調。因為（wéi）分子篩加熱（rè）階段，汙（wū）氮氣經過加（jiā）熱器加熱。由於加熱管路較長，並且分子篩吸（xī）附器的水分（fèn）析出，因此加熱時管路阻力較大，精餾塔上塔（tǎ）壓力較高。加熱階段結束（shù），進入冷吹（chuī）階段，汙氮氣不經過加熱器管路直接進分子篩吸附器，因此管路阻力顯著減小，由於阻（zǔ）力變小（xiǎo），導致精餾塔上塔壓（yā）力顯著變小，精餾塔工況發生劇烈波動。為保證（zhèng）空分工況穩（wěn）定，冷吹閥門需要加上機械調節螺釘，限製開度，將加熱和（hé）冷吹階段管路阻力調節到盡（jìn）量平衡狀態。對於超大（dà）型空分設（shè）備，由於加熱器為4台（tái）蒸汽加（jiā）熱器，設備較多，所以冷吹閥不再應用開關閥，取消機（jī）械（xiè）定位銷，而使用智能定位器替代定（dìng）位銷，保證加熱階段轉換到冷吹階段時，閥門根據空分工況變化自動開到一定（dìng）開度（dù），保持上塔阻力穩定，從而使精餾塔工況不會發（fā）生較大波動。
（3）精餾塔係統
空分設備精餾塔下（xià）塔（tǎ）液氮回流閥通常（cháng）由（yóu）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，調節線性度差，而超大空分設備的精餾塔下塔容器較大，在回（huí）流（liú）量特（tè）別大情況下，下塔精餾工況依靠蝶閥（fá）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（gòu）使（shǐ）下塔較（jiào）快達到工況所需的回流比（bǐ），建立精（jīng）餾工況。液氮分（fèn）成兩路回流（liú），選用蝶閥和低溫角閥。低溫（wēn）角（jiǎo）式單座調節閥比蝶閥調節性能好，對下塔工況（kuàng）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（yǎng）氣管網送出，氧氣閥門的選取關鍵在於氧（yǎng）氣流速的限製和閥門材質的選取，指（zhǐ）出，管（guǎn）道中氧氣的最高允許流速，根（gēn）據管道材質和工作壓力，不應超過（guò）規定，3.0MPa＜p≤10.0MPa。不鏽鋼（gāng）材質，適（shì）用於p×υ≤15MPa?m/s撞擊場合或p×υ≤80MPa?m/s非撞擊場（chǎng）合。最高允許流速v是指管（guǎn）係最低（dī）工作（zuò）壓力與最高工作溫度時的實際流速，銅（tóng）及銅合金（含鋁銅合金除外）和鎳及鎳銅合金，在小（xiǎo）於（yú）或等於21.0MPa條件下，流速在壓力降允許時沒有限製。當（dāng）0.6MPa＜p≤10.0MPa，閥門材質選用不鏽鋼，銅合金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，按照這個規定選擇閥門材質。閥門通常選用蒙乃爾合金，其純氧下燃點450℃以上，具（jù）有阻燃防爆特點。蒙（méng）乃爾（ěr）合金是鎳（niè）基（jī）耐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堿介（jiè）質（zhì）和海水等腐蝕的性能。
氧氣輸送閥的閥前壓力（lì）4.69MPa，考慮（lǜ）到氧氣輸送到管網的（de）安全性，選用DN300氣動薄膜套筒調（diào）節閥。閥（fá）門前後（hòu）壓差0.02MPa，閥體選用不鏽鋼，閥芯、閥座和套筒材質選用蒙乃爾合金。送出閥旁通（tōng）閥選用DN40氣動薄（báo）膜套（tào）筒調（diào）節閥，計算流（liú）速≥15m/s，故閥（fá）體以及閥內件全部選用蒙乃（nǎi）爾合（hé）金（jīn）。氣動薄膜套筒調節閥使用流體（tǐ）壓力平衡閥芯，閥芯有2個（gè）小孔，使閥芯上下腔流（liú）體壓力平衡，閥杆受力（lì）均勻，調節快速穩定，防止（zhǐ）閥杆在高壓下被頂（dǐng）開（kāi）或受損，避免了調節時產生振動。
氧氣放空閥前後（hòu）壓差3.59MPa，氧氣流速快，閥體以及閥內件選用蒙乃爾合金，閥後設置銅合金阻火器。
（5）循（xún）環係統
超大型空分設備為內（nèi）壓縮流程，3台循環（huán）液氧泵。液氧泵（bèng）回流閥閥前壓力0.74MPa，閥門前後壓差0.55MPa，選用低溫角式調節閥（fá），閥內件是V形單座形式。由於液體回流閥前後壓差大，易（yì）產生閃蒸和氣蝕，因而閥芯（xīn）材料為司太萊合金，閥（fá）座材料為不鏽（xiù）鋼整體堆焊鈷基硬（yìng）質合金（jīn）。V－PORT閥芯能夠對流入液體起到分流作用，因此（cǐ）耐高壓差，降低（dī）氣蝕對閥芯的（de）損（sǔn）壞。
給液（yè）氧（yǎng）產品加壓到管網壓力要（yào）求值，需要高壓液氧泵，其回流閥閥前壓力4.77MPa，閥門前後壓差4.29MPa。選用多級降（jiàng）壓式套（tào）筒導向型調節（jiē）閥（fá），流體壓力平衡型閥芯（xīn），閥芯、閥座和多級套筒均選用蒙乃爾合金，控製流經閥內（nèi）件的流體速度，大幅降低噪聲，有（yǒu）效防止液體產生的氣蝕現象。
循環液氧泵進口閥（fá）選用低溫三（sān）偏心蝶閥（fá），閥門前後壓（yā）差（chà）0.002MPa。進口為鋁（lǚ）法蘭，出口為不鏽鋼法蘭，能夠實現快（kuài）速關斷功能，保證緊急狀況下液氧泵（bèng）和空分設備的安全。高壓液氧泵進口閥也選用（yòng）低溫三偏心蝶閥。
高壓空氣節流閥閥前壓力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（jiè）質通過迷（mí）宮套（tào）筒，降低流速，有效降低（dī）流體產生閃蒸和氣蝕現象的發生。閥芯不鏽鋼部分堆焊硬（yìng）質合金，閥座整（zhěng）體堆焊硬質（zhì）合金，閥芯外環繞一圈防塵不鏽鋼罩，可以有效防止雜質堵塞閥芯。
超大型空分設備（bèi）配套閥門的設計選型在保證（zhèng）安全的前提下，應同時考慮工（gōng）藝流程調節穩定性，配套成本（běn）和能源消耗等（děng）因素，在應用實踐中再進一步檢驗閥門的使用效能。