超大型空分（fèn）設（shè）備（bèi）由空氣壓縮係統、大（dà）型空氣預冷係統（tǒng）、特（tè）大型分（fèn）子篩純化係統、空氣增壓係統、增壓（yā）透平膨脹機係統以（yǐ）及（jí）特大型精餾（liú）係統和換熱係統等（děng）組成（chéng）。由於配套的（de）單元設備尺寸大，製造工藝要求高，其配套閥門型號（hào）尤為重要（yào），其直接關係到生產安全、係統調節性能、產量質量和投資費（fèi）用。

選型
超大型空分設備工藝流程複雜（zá），其所用（yòng）閥門不是（shì）簡單複製擴大常規空（kōng）分設備用閥（fá）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，能夠長期（qī）安全穩定地運行。
（1）預冷係統
空分設備上的預（yù）冷係統控製空冷塔液位（wèi）的閥門通常選（xuǎn）用套筒（tǒng）單座調節（jiē）閥，該（gāi）閥可以避免循環（huán）水雜質堵塞，流體（tǐ）壓力平衡式（shì）閥（fá）芯結構具有大容量、動（dòng）態穩定性優良的特點，是適合苛刻工作條件的高性能調節閥，不會因流體（tǐ）對（duì）閥杆作用力（lì）不（bú）均衡而損壞閥杆。調節閥有等百分比和線性流（liú）量特性，能夠（gòu）很好滿足液位調節的要（yào）求。常規及大型空分設備一般選用≤DN300的調節閥實現（xiàn）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（yào）選用DN450套筒（tǒng）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，對調節性能要求較低，改用DN400高性能（néng）蝶（dié）閥（fá）替代套筒單座（zuò）閥（fá），滿足了液位調（diào）節的要求。
（2）分子篩係統
分子篩係統的切換閥選用三杆閥（fá），尺寸分別（bié）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（yuē）61萬m3/h，如果發生衝床事故（gù），處理分（fèn）子篩填料會非常（cháng）麻（má）煩，對生產帶（dài）來嚴重後果。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，有效防止了衝（chōng）床事故的發生。
分子（zǐ）篩係統均壓閥采用直（zhí）通全徑固定球球閥。根據計算（suàn）的閥門CV值（zhí）分析，需要選用（yòng）DN300的球閥。由於大口（kǒu）徑球閥在小開度時介質流量較大流速過快，對床層衝擊力較大（dà），而且成本高，改用口徑分別為DN200和DN150的球閥，這種配置降低（dī）了氣體（tǐ）對分子（zǐ）篩床層的衝擊力，並（bìng）且均壓時間可以控製在合理範圍（wéi）內。分子篩加熱器選用蒸汽（qì）加（jiā）熱器，汙氮氣經過加熱器加熱後溫度最高達到（dào）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。
分子篩係統冷吹閥選用帶智能（néng）定位器（qì）的DN1000蝶閥，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（diào）。因為分（fèn）子篩加（jiā）熱階段，汙氮氣經過加熱器加（jiā）熱。由（yóu）於加熱管路較長，並且分子篩吸附器的水分析出，因此加熱時管路阻力較大，精（jīng）餾（liú）塔（tǎ）上塔（tǎ）壓力較高。加熱階段結束，進入冷（lěng）吹階段，汙氮氣不經過加熱器管路直接進（jìn）分子（zǐ）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（yā）力顯著變（biàn）小，精餾塔工況發生（shēng）劇烈波動。為保（bǎo）證空分工況穩（wěn）定，冷吹閥門需要加上機械調節螺釘，限製開度，將（jiāng）加熱和冷吹（chuī）階（jiē）段管路阻力調節到盡量平衡狀（zhuàng）態。對於超大型（xíng）空分設備（bèi），由於加熱器為4台蒸汽加熱器，設備較多，所以冷吹閥不再應用（yòng）開關閥，取消機械定位銷，而使（shǐ）用智（zhì）能定位器替（tì）代（dài）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（zì）動開到一定開度，保持上塔阻力穩定，從而使精（jīng）餾（liú）塔工況不會發（fā）生較大波動。
（3）精餾塔係統
空（kōng）分設（shè）備（bèi）精餾塔下塔液（yè）氮回流閥通常由蝶（dié）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（jiào）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，所以選用蝶閥和調節閥（fá）。利用（yòng）調節閥優良的線性調節性能，能夠使下塔較快達到工況所（suǒ）需的回流比，建立精餾工況。液氮分成兩路回流，選用（yòng）蝶閥和低溫角閥。低溫角式單座調節閥比蝶閥調節性能好，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（fèn）兩路從氧氣（qì）管網送出（chū），氧氣（qì）閥門的（de）選取關鍵在於氧氣（qì）流速的限（xiàn）製（zhì）和閥門材（cái）質的選取，指出，管道中氧氣的最（zuì）高允許流速，根據管道材質和工作壓力，不應超過規定，3.0MPa＜p≤10.0MPa。不鏽鋼材質，適用（yòng）於p×υ≤15MPa?m/s撞擊場合或p×υ≤80MPa?m/s非撞擊（jī）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（dù）時的（de）實際流速，銅及銅合金（含鋁銅合金除外）和鎳及鎳銅合金，在小於或等於21.0MPa條件下，流速（sù）在壓力降允許時沒有限製。當0.6MPa＜p≤10.0MPa，閥門材質（zhì）選用不鏽鋼，銅合金或者不鏽鋼與銅合金的組（zǔ）合，鎳和（hé）鎳合金（jīn）。閥門可以視為節流的管道元（yuán）件，按（àn）照這個（gè）規定選擇閥門材質。閥門（mén）通常選用蒙乃爾合（hé）金，其純氧下燃點450℃以上，具有阻燃（rán）防爆特點。蒙乃爾合金是鎳基耐蝕合金中（zhōng）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（suān）及強堿（jiǎn）介（jiè）質和海水等腐蝕的性能。
氧氣（qì）輸送閥（fá）的閥前壓力4.69MPa，考慮（lǜ）到氧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，計算流速≥15m/s，故閥體以（yǐ）及閥內件全部選用蒙（méng）乃爾合金。氣動薄膜套（tào）筒調節閥使用流體壓力平（píng）衡閥（fá）芯，閥芯有2個小孔，使閥芯上下腔流（liú）體壓力平衡，閥杆受力均勻，調（diào）節快速穩定，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，氧氣流速快，閥（fá）體以及閥內件選用蒙乃爾合（hé）金，閥後設置銅合金阻火器。
（5）循環（huán）係統
超大型空分設備為內壓縮流程，3台循環（huán）液氧（yǎng）泵。液（yè）氧泵回流閥閥（fá）前（qián）壓力0.74MPa，閥門前後壓差0.55MPa，選用低溫角式調節閥，閥內件是V形單座形（xíng）式。由於液體回流閥前（qián）後壓差大，易產生閃蒸和氣蝕，因而閥芯材料為（wéi）司太（tài）萊合金，閥座材料為不鏽（xiù）鋼整體堆焊鈷基硬質合金。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（shí）對閥芯的損壞。
給液氧產品加壓到管網壓力要求值，需要（yào）高壓液氧泵，其（qí）回（huí）流閥閥前壓力4.77MPa，閥門前後壓差4.29MPa。選用多級降壓式套筒導向型調節閥，流體壓力平衡型（xíng）閥芯，閥芯、閥座和多級套筒均選用蒙乃爾合金（jīn），控製（zhì）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現象（xiàng）。
循（xún）環液氧（yǎng）泵進口閥選用低溫三偏心蝶閥，閥門前後壓差0.002MPa。進口為鋁法蘭，出口為不鏽鋼法蘭，能夠實現（xiàn）快速關斷功能，保證緊急狀況下液氧泵和空分設備的安全。高壓（yā）液氧泵進口閥也選用低溫三偏心蝶閥（fá）。
高壓空氣節流閥閥前壓力7.15MPa，閥門（mén）前後壓差6.55MPa。選用低溫角式（shì）多級降壓調節（jiē）閥，閥芯采用多級（jí）帶孔套筒形式，迷宮結（jié）構，流體介質通過迷宮套筒，降低流速，有效降低流（liú）體產生閃（shǎn）蒸和氣蝕現象的（de）發生。閥芯不鏽鋼部分堆焊硬質合金，閥座整體堆焊硬質合（hé）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（kōng）分設備配套閥（fá）門的設計（jì）選型在保證安全的前提（tí）下，應同時（shí）考慮工藝流程調節穩定性，配套（tào）成本和能源消耗等因素（sù），在（zài）應用實（shí）踐中再進一步檢驗（yàn）閥門的使用效能。