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1、分析多晶硅生产中不同应用场景的阀门,职称论文内容摘要：阀门是化工管路系统的重要组成部分，投资约占装置配管费用的40%50%,阀门的合理、正确选型对系统的投资、生产经过精准操作有很大的响。结合生产实践和不同类型阀门的优缺点，对多晶硅生产中不同应用场景的阀门进行分析，使选型愈加合理和经济，促进系统精准控制的提升。本文关键词语：多晶硅；阀门；选型；0引言阀门是化工管路系统的重要组成部分，用于对介质的流量、流向和压力进行控制1,阀门费用约占化工系统配管投资的40%50%,因而，阀门的合理，正确选型对系统的投资、生产精准控制有很大的影响。当前我们国家多晶硅产能超40万吨，位居世界首位，多晶硅生产系统复杂
2、，生产经过需要用到大量、多种型号、规格和数量的阀门，本文结合生产实践，从阀门构造特点和经济性两方面，对多晶硅生产中常用阀门进行选型分析。1阀门的分类阀门包括阀座、阀盖、阀体、驱动机构、密封件、启闭件、紧固件等部分，根据作用可分为：1截断类：截断或接通传输介质，包括旋塞阀、球阀、闸阀、蝶阀等。2调节类：用于调节介质的流量、压力，包括调节阀、减压阀等。3止回类：用于防止介质倒流、防止泵及驱动电机反转。4安全类：防止系统压力超过设定值，对设备或管路进行保卫，如防爆阀、安全阀等。5分流类：用于介质的分配、分离和混合，如疏水阀。2多晶硅工厂阀门选型2.1压力等级首先要确保阀门的压力等级在工作温度下的最大
3、允许压力大于工作压力。同一压力等级阀门的最大允许压力与介质的温度有关，在一定的温度范围内，阀门的最大允许压力将随温度的升高而减小。因而，在选用阀门时，一定要查看阀门的压力-温度表，尤其高温高压条件下。另外，大部分阀门实际使用压力都较低，PN16的阀门和PN25的阀门价格相差不大，考虑到阀门的价格以及通用性因素，多晶硅系统主工艺物料、氢气、压空和氮气等管道，一般根据PN25和PN40压力等级选用。2.2阀门材料阀门材料包括阀盖、阀体、启闭件、密封面、螺栓、阀杆、螺母、垫片、填料和手轮等材料。多晶硅系统中，阀体材料一般选用碳钢和不锈钢，对于介质为氯硅烷、氢气或含其混合物的管道，在干法低温、氢化高温
4、高压和精馏产品等工序阀门选用不锈钢阀门，其余情况下的阀门可以考虑使用碳钢阀门2.对于介质为压空、氮气、导热油、循环水和高温水的管道，选用碳钢阀门。阀座密封面一般选用聚四氟乙烯、合金钢、硬质合金和橡胶。2.3球阀球阀具有构造简单、阻力小、启闭迅速和密封性好等优点，在多晶硅系统中使用最多，主要用于氯硅烷、氢气或含其混合物、氮气、压缩空气的截断，占所有阀门的70%.浮动球球阀一般用于中低压场景，固定式球阀的转矩小、阀座变形小，密封性能好、适用于高压、大口径场合。由于球阀启闭力矩较大，当DN125mm时需选用蜗轮驱动球阀，当使用温度T150时密封面采用聚四氟乙烯，150T200时密封面采用改性聚四氟乙
5、烯，200时密封面采用硬质合金。2.4截止阀截止阀用于多晶硅系统中导热油、热水和蒸汽等的切断和调节，由于此类介质的温度较高，故一般选用波纹管密封的截止阀，其关键部件为金属波纹管，上下端分别与连接板和阀杆组件自动滚焊焊接，使得在介质和外界空气之间构成金属屏障，保证阀杆零泄漏。作为辅助密封，采用双重密封设计，在波纹管上设置填料，在波纹管失效的情况下，也会避免阀杆填料的泄漏。2.5蝶阀蝶阀密封性较差，但价格便宜，一般用于热水、循环水和导热油的启闭和流量控制。当使用温度120时，蝶阀密封面一般采用橡胶，当使用温度120时密封面采用合金钢。但是由于橡胶不耐磨、易损坏，蝶阀的密封面优选合金钢3.对于输送氯
6、硅烷气体或液体管道上的阀门，当DN200,PN1.6MPa,T200时，由于球阀体积过大，可考虑使用三偏心双向金属密封蝶阀。对于输送导热油的管道上的阀门，当DN200时，可考虑使用三偏心双向金属密封蝶阀。2.6闸阀闸阀由于构造复杂，启闭时间长，外形高度大、密封面易损伤等缺点，且小口径DN150价格较贵，故使用较少。但其构造长度较短，大口径价格一般比球阀和截止阀便宜，在密封性要求不高的情况下，可以考虑使用。对于导热油和蒸汽管道，当管径较大DN200时，可考虑使用闸阀带波纹管，尤其是调节阀的前后切断阀。2.7止回阀在多晶硅系统中，垂直管道上的小口径止回阀一般选用立式升降式止回阀，水平管道上一般选用
7、直通式升降止回阀。对于大口径应用，一般选用旋启式止回阀，可垂直安装或水平安装，主要用于热能转换站。对于水介质，一般使用蝶式止回阀，主要用于供水车间和三废处理站。对于活塞压缩机出口管道上的止回阀，由于活塞压缩机的气流不稳，存在脉动，造成阀瓣频繁动作撞击阀座，发出声音，考虑选用活塞压缩机专用的气阀式止回阀。2.8疏水阀自由浮球式疏水阀的排量大，排空气性能好，不受工作温度和压力变化的影响，过冷度小，能连续排除凝结水，能够有效排饱和温度凝结水，保证加热装备处于最佳工作效率，多晶硅系统中多项选择用此种类型的疏水阀，但是自由浮球式疏水阀室外安装时要注意防冻。分为具有自动排气功能和不具有自动排气功能两种，中
8、选用后者时，需选用附加热静力型排气阀或设置手动放空阀。2.9安全阀在多晶硅系统中当用于排放气体时，选用弹簧全启封闭式安全阀，当用于排放液体时，一般选用弹簧微启封闭式安全阀。当用于排放蒸汽时，优选弹簧全启不封闭式安全阀。当用于排放高温水时，一般选用弹簧微启不封闭式安全阀。用于高温高于235的弹簧式安全阀，必须考虑弹簧隔热。一般在阀体与弹簧之间设置散热片，降低阀盖内腔温度，保卫弹簧不受高温影响。2.10阀门选用注意事项不锈钢阀门出厂前做干净脱脂处理。闸阀只用于切断介质，一般全开全关，不可调节流量；截止阀和蝶阀可用于切断和调节流量，经常调节流量的部位宜选用节流阀；球阀一般只用于切断，不宜用于调节流量
9、。闸阀、球阀和普通蝶阀的安装是无方向要求。截止阀、自密封闸阀、偏心蝶阀、止回阀和疏水阀的安装需根据阀体设定方向，闸阀、球阀、截止阀、蝶阀和旋启式止回阀可水平或垂直安装。安全阀都应垂直安装。直通式升降止回阀、调节阀、减压阀要求水平安装，立式升降式止回阀要求垂直安装，且介质自下向上流动。3结束语多晶硅生产中阀门使用多，投资占比大，结合使用条件、生产实践和阀门特点，统筹考虑经济型原则进行阀门选型，实现操作的精准控制、安全、经济。同时，为降低多晶硅的生产成本，新建多晶硅工厂向大型化、集约化发展，对控制的精准性、自动化程度、安全性要求逐步提高，要求结合生产实践，不同应用场景优选控制阀门，同时，积极引进新型控制阀门，促进系统精准控制的提升。以下为参考文献 1王海涛。浅析管道施工中的阀门安装J.中国石油和化工标准与质量，2020,3202：228. 2赵晨悦。浅谈万吨级多晶硅工厂罐区的设计J.山东化工，2021,4411：112-113,115. 3于洋。多晶硅行业中硬密封球阀的设计特点J.河南机电高等专科学校学报，2020,2202：60-62.