泵用止回閥的選型與配管設(shè)計(jì)
作者：泵 來(lái)源：閥 發(fā)布時(shí)間：2021-04-13
止回閥（CheckValve）是一種依靠流體介質(zhì)自重或外部動(dòng)力開(kāi)啟、關(guān)閉啟閉件（閥瓣）的自動(dòng)閥門(mén)，也稱(chēng)單向閥，廣泛應(yīng)用于石油化工泵管道系統(tǒng)中，可阻止介質(zhì)逆流，防止泵及驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)，控制容器內(nèi)介質(zhì)泄放等。正確合理選型和配管安裝直接關(guān)系著設(shè)備及管道系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。本文依托油田地面工程項(xiàng)目實(shí)際，詳細(xì)介紹了常用止回閥選型原則、安裝要求，并結(jié)合部分配管安裝的實(shí)例，為廣大工程設(shè)計(jì)人員提供一定參考。
一、常用止回閥的選擇
在油田地面工程中，常用的止回閥包括升降式、旋啟式、蝶式、隔膜式等類(lèi)型，不同類(lèi)型的止回閥閥瓣結(jié)構(gòu)和啟閉方式不同，因此適用工況也不同。通常，工程設(shè)計(jì)初期，工藝專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員根據(jù)特定工況下止回閥對(duì)小沖擊壓力或無(wú)撞擊關(guān)閉時(shí)所需要的關(guān)閉速度及其速度特性進(jìn)行定性評(píng)估來(lái)選擇止回閥的類(lèi)型。這種方法雖不十分精確，但一般適用于大多數(shù)場(chǎng)合。
在此基礎(chǔ)上，止回閥的選擇主要遵循以下原則。
（1）止回閥的公稱(chēng)壓力必須與實(shí)際工程中所需生產(chǎn)壓力相匹配；
（2）止回閥不易被所屬管道系統(tǒng)的流體介質(zhì)所腐蝕；
（3）止回閥啟閉件全開(kāi)時(shí)的摩阻損失等必須滿足工藝設(shè)計(jì)的要求，正常生產(chǎn)時(shí)保證啟閉件處于全開(kāi)狀態(tài)；
（4）止回閥可能產(chǎn)生的水錘沖擊力不可超過(guò)設(shè)備或管道系統(tǒng)的閾強(qiáng)度；
（5）止回閥組件的抗撓強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度應(yīng)滿足生產(chǎn)運(yùn)行要求；
（6）在滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，選擇的止回閥應(yīng)力求經(jīng)濟(jì)、體積小、重量輕，宜于運(yùn)輸和維檢；
（7）不同結(jié)構(gòu)止回閥的適用管道尺寸和壓力工況不同，對(duì)止回閥的選擇有一定的借鑒意義，如表1所示。
在以上閥門(mén)選型要求的基礎(chǔ)上，前人已總結(jié)出一些針對(duì)特殊工況適用性極強(qiáng)的新型止回閥。設(shè)計(jì)人員可結(jié)合工程實(shí)際，選型時(shí)充分考慮新型閥門(mén)優(yōu)勢(shì)。如目前在海外油氣田地面工程項(xiàng)目中應(yīng)用較多的高效無(wú)聲止回閥，閥瓣質(zhì)量輕、動(dòng)作靈敏、開(kāi)啟行程極短（快開(kāi)啟時(shí)間僅0.15s）、結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度短，尤其適用于長(zhǎng)輸管線，可安裝在管道任何位置，關(guān)閉時(shí)無(wú)沖擊、無(wú)噪聲。
此外，某些特定工況下閥門(mén)關(guān)閉時(shí)要求水錘沖擊力較小或無(wú)水錘沖擊，建議選用緩閉旋啟式止回閥和緩閉蝶式止回閥。但為節(jié)省投資，在水泵揚(yáng)程高、壓力管段短，且設(shè)置了氣壓式調(diào)壓室的供輸水管路中，無(wú)需使用緩閉式止回閥，普通止回閥即可保證工程的安全性。相反，在水泵揚(yáng)程高、壓力管段長(zhǎng)且未設(shè)置氣壓式調(diào)解室的場(chǎng)合，目前多采用液控緩閉式止回閥。在水泵揚(yáng)程低的長(zhǎng)輸管線中，介質(zhì)倒流速度慢，不宜采用緩閉式止回閥，應(yīng)選擇電動(dòng)型止回閥起到慢關(guān)效果。
作為配管專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員，在工藝專(zhuān)業(yè)優(yōu)選閥門(mén)類(lèi)型的基礎(chǔ)上，根據(jù)工藝管道及儀表流程圖（P&ID）合理安裝止回閥。安裝特定類(lèi)型的止回閥時(shí)，需充分考慮其尺寸參數(shù)和安裝條件。在海外油田地面工程項(xiàng)目中，止回閥參數(shù)主要參考API、ASME、BS等國(guó)際通用規(guī)范，如API6D、API594、API602、ASMEB16.34、BS1868、BS1873、ISO15761、MSSSP-42、MSSSP-80等；在國(guó)內(nèi)油田地面工程項(xiàng)目中主要依照GB/T12233、GB/T12235、GB/T12236、GB/T13932、JB/T8937等標(biāo)準(zhǔn)。
二、 常用止回閥的安裝
止回閥應(yīng)安裝在操作人員易接近、便于維修的地方，止回閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了其獨(dú)特的安裝特點(diǎn)。
（1）必須嚴(yán)格按照閥門(mén)箭頭標(biāo)示方向安裝，不可反向；
（2）直通式升降止回閥常安裝于水平管道，而立式升降止回閥可安裝在介質(zhì)自下而上流動(dòng)的垂直管道上；
（3）升降式底閥主要安裝在不能自吸或無(wú)真空泵抽氣引水的水泵吸水管尾端立管。底閥需沒(méi)入水中，防止進(jìn)入吸水管中的水或啟動(dòng)前預(yù)先灌入水泵和吸水管中的水倒流，保證水泵正常開(kāi)啟。內(nèi)含過(guò)濾網(wǎng)，可阻止雜質(zhì)進(jìn)入吸水管，避免水泵及有關(guān)設(shè)備受到損壞；
（4）旋啟式止回閥宜于安裝在水平管道；安裝于垂直管道時(shí)，介質(zhì)必須為自下而上，同時(shí)也可安裝于傾斜管道；
（5）對(duì)夾式止回閥安裝位置較為靈活，體積小，便于管道布置，常安裝于100mm≤DN≤400mm的管道系統(tǒng)，用來(lái)代替升降式和旋啟式止回閥；
（6）蝶式止回閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只能安裝在水平管道上；為降低泵出口切斷閥的安裝高度，可考慮優(yōu)先使用此種類(lèi)型；
（7）緩閉止回閥多水平安裝，若置于井內(nèi)，應(yīng)留有檢修空間；不應(yīng)置于0℃以下的環(huán)境；
（8）隔膜式止回閥一般安裝在兩片法蘭之間，或者加緊在管接頭之間；對(duì)工況要求較為嚴(yán)苛，如褶皺環(huán)狀橡膠隔膜止回閥較適用于介質(zhì)流變化范圍很大的場(chǎng)合，但工況僅限于1MPa、70℃以?xún)?nèi)；
（9）止回閥應(yīng)安裝在遠(yuǎn)離脈動(dòng)源的地方，盡量保證前后管道不出現(xiàn)大的擾動(dòng)。部分止回閥前后有直管段長(zhǎng)度的要求，配管時(shí)可選擇合適支吊架來(lái)提高管道穩(wěn)定性，保證止回閥的正常工作，延長(zhǎng)其使用壽命。
止回閥是油田地面工程管道系統(tǒng)中常用的閥門(mén)類(lèi)型之一，選型和配管安裝要綜合考慮閥門(mén)特性、生產(chǎn)工況、工程需求、設(shè)備總圖布置及管線路由走向等，需要設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中工藝專(zhuān)業(yè)與配管專(zhuān)業(yè)等協(xié)同合作，以保證管道系統(tǒng)安裝設(shè)計(jì)的合理性與可靠性，從而保障油田地面工程安全投產(chǎn)與平穩(wěn)運(yùn)行。
