超大型空分設備由空氣壓縮係統、大型（xíng）空氣預冷係統、特大型分子（zǐ）篩純化係統、空氣增（zēng）壓係（xì）統、增壓透平膨脹機係統以及特大型精餾係統（tǒng）和換（huàn）熱係統等組成。由於配（pèi）套的單元設備尺（chǐ）寸大，製造工藝要求高，其（qí）配（pèi）套閥門型號尤為重要，其直（zhí）接關係到生產安（ān）全、係統調節性能、產量質（zhì）量和投（tóu）資費用。

選型
超（chāo）大型空分設備工藝流程複雜，其所用閥門不（bú）是簡單複（fù）製擴大常規空分設（shè）備用閥門，因（yīn）此在設計選型方麵需要全麵整體考（kǎo）慮，才能使空分（fèn）裝置操作方便、控製容易（yì），能（néng）夠長（zhǎng）期（qī）安全穩定地運行。
（1）預冷係統
空分設備（bèi）上的預冷係統控製空冷塔液位的閥門通常選用（yòng）套筒單座調節閥，該閥可（kě）以避免循環水（shuǐ）雜質堵塞，流體（tǐ）壓力平衡式閥芯結構具有大容量、動態穩定性優良的特點，是適合苛刻（kè）工作條件的（de）高性能調節閥，不會（huì）因流體對閥（fá）杆作用力不均衡（héng）而損壞閥杆。調節閥有等百分比和線性流量特性，能夠很好滿足液位調節的（de）要求。常規及大型（xíng）空分設備（bèi）一般選用≤DN300的調節閥實現控（kòng）製要求。但是超大型空（kōng）分（fèn）設備工藝參數計（jì）算的CV值太大，需要選用DN450套筒單座閥，其造價過高。考慮空冷塔容積較大，液位變（biàn）化較（jiào）緩並且滯後，對調節（jiē）性能要求較低，改用DN400高性能蝶閥替代套筒單座閥，滿足了（le）液位調節的要求。
（2）分子篩係統（tǒng）
分子篩係統的切換閥（fá）選用三杆閥（fá），尺（chǐ）寸（cùn）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，處理分子篩填料會（huì）非常麻煩，對生產帶來嚴重後果。閥（fá）門最大（dà）開啟壓差設置（zhì）為15kPa，如果閥（fá）門前後（hòu）壓差超過設定（dìng）值，將不（bú）能開啟，有效防止了衝床事故的發生。
分（fèn）子篩係統均壓（yā）閥采用直通全徑固定球球閥。根據計算的閥門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質流量較大流速過快，對床層衝擊力較大，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）了氣體對分子篩床層的衝擊（jī）力，並且均壓時間可以控製在合理（lǐ）範圍內。分子篩加熱器選用蒸汽（qì）加熱器，汙氮氣經過加熱（rè）器加熱後溫（wēn）度最高達到250℃，故而球體雙向密封（fēng）環選用耐250℃的高溫碳纖維強化聚四氟乙烯。
分子篩係統冷（lěng）吹閥選用帶智能定位器的DN1000蝶閥，閥門設計為開關（guān）特性，帶機械調（diào）節螺釘，閥門在40°～90°範（fàn）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（fèn）析出，因此加熱時管路阻力較大，精餾塔上塔壓力較高（gāo）。加熱階段結束，進入冷吹階段，汙氮氣不經過（guò）加熱器管路（lù）直接進分子篩吸附器，因此管路阻力顯著減小，由於（yú）阻力變小，導致精餾塔上塔壓力顯著變小，精餾塔工況發生劇烈波動。為保（bǎo）證空分（fèn）工況穩定（dìng），冷吹閥門需要加上機械調節螺釘，限製開度，將（jiāng）加熱（rè）和冷（lěng）吹階段（duàn）管（guǎn）路阻力（lì）調節到（dào）盡量平（píng）衡狀態。對於超大型空分設（shè）備，由（yóu）於加熱器為（wéi）4台蒸汽加熱器，設備較多，所以冷（lěng）吹（chuī）閥不再應（yīng）用（yòng）開關閥（fá），取消機械定位銷，而使用智（zhì）能定位器替（tì）代定位銷，保證加熱（rè）階段轉換到冷吹階段時，閥門（mén）根據空（kōng）分工況變化自動開到一定開度，保持上塔阻力穩定，從而使精餾塔工況不會發生較大波動。
（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（xià）塔的回流比。由於蝶閥為近似等百分比特性（xìng），調節線性度差（chà），而超大空分設備的精餾塔下塔容器較大，在回流量（liàng）特（tè）別大情況下，下塔（tǎ）精餾工況依靠蝶閥較難穩定，所以選用蝶（dié）閥和調（diào）節閥。利用調節閥優良的線性調節性能，能夠使下塔（tǎ）較（jiào）快達（dá）到（dào）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（dī）溫角閥（fá）。低溫角（jiǎo）式單座調節（jiē）閥比蝶閥調節性能（néng）好，對下塔工況調節比（bǐ）蝶閥穩定。
（4）氧氣輸送係統
出冷箱（xiāng）氧氣產品分兩路從氧氣管網送出，氧氣閥門的選（xuǎn）取關鍵在（zài）於氧（yǎng）氣流速的限製和閥門材質的選取，指出，管道中氧氣的（de）最高（gāo）允許流速，根據管道材質和工作壓力，不（bú）應（yīng）超過規定，3.0MPa＜p≤10.0MPa。不鏽鋼材質（zhì），適用於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（zhǐ）管係最低工作（zuò）壓力與最高工作溫度時的實（shí）際流速，銅（tóng）及銅合金（含鋁銅合金除外）和鎳及鎳（niè）銅合金，在小於或等於21.0MPa條件下，流速在壓力降允許時沒（méi）有限製。當0.6MPa＜p≤10.0MPa，閥（fá）門材質選用不（bú）鏽鋼，銅合金或者不鏽鋼與銅合金（jīn）的組合，鎳和鎳合金。閥門可以視為節流的管道元件，按照（zhào）這個規定選擇閥（fá）門材質。閥門通常選用蒙乃爾合金，其純氧下燃（rán）點450℃以上（shàng），具有阻燃防爆特點。蒙乃爾合（hé）金是鎳基耐蝕合金中的鎳銅係合金，典型成分是70%Ni和30%Cu，既具（jù）有較高（gāo）的強度和（hé）韌度，又具有優良的抗還原酸及強堿介質和海（hǎi）水等腐蝕的性能。
氧氣輸送閥的閥前壓（yā）力4.69MPa，考慮到氧氣（qì）輸送到管網的安全性，選用DN300氣動薄膜套筒調節閥。閥門前後壓差0.02MPa，閥體選用不鏽鋼，閥芯、閥座和套筒材質選（xuǎn）用蒙乃爾（ěr）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，故閥體以及閥內件全部選用蒙乃爾合金。氣動薄膜套筒調節閥使用流體壓力平衡閥芯，閥芯有2個小孔，使閥芯上下腔流體壓力平衡，閥杆受力均勻，調（diào）節快速穩定（dìng），防止閥杆在高壓下被頂開（kāi）或受損，避免了調（diào）節時產生振動。
氧氣放空閥前後壓差3.59MPa，氧（yǎng）氣流（liú）速快，閥體以及閥（fá）內件選用蒙乃爾合金，閥後設置銅合金阻火（huǒ）器。
（5）循環係統
超大型（xíng）空（kōng）分設備為內壓（yā）縮流程，3台循環（huán）液氧泵。液氧泵回流閥閥前壓力0.74MPa，閥門前後壓差0.55MPa，選用低溫角式調節（jiē）閥，閥內件是V形單座形式（shì）。由（yóu）於液體回流閥前後壓差大，易產生閃蒸和氣蝕，因而閥芯材料（liào）為（wéi）司（sī）太萊合金，閥座材料為不鏽鋼整體堆焊（hàn）鈷基硬質合金。V－PORT閥（fá）芯能夠對流入液體起到分流（liú）作用，因此耐高（gāo）壓差，降低氣蝕對閥芯的（de）損（sǔn）壞。
給液氧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。選用多級降壓式套筒導向型調節閥，流體壓力平衡型閥芯，閥芯、閥座（zuò）和多級套筒均選用蒙乃爾合金，控製流經閥內件的流體速（sù）度，大幅降低噪聲，有效防止液體產生的氣蝕現象。
循環液氧泵進口閥選用（yòng）低溫（wēn）三偏心蝶閥，閥門前（qián）後壓差0.002MPa。進口為鋁法蘭，出口為不鏽鋼法蘭，能夠實現快速關斷功能，保證緊急狀況下液氧泵和空分（fèn）設備的安全（quán）。高壓液（yè）氧泵進口閥也選用低溫三偏心蝶閥。
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）質通過迷宮套筒，降低流速（sù），有效降低流體產生閃蒸和氣（qì）蝕現象的發生（shēng）。閥芯不鏽鋼部分堆焊硬質合金（jīn），閥座整體堆焊硬質合金，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（fèn）設備配套閥門的設計選型在保證安全的前提下（xià），應同時考慮工藝（yì）流程調節穩定性，配套成本和能源消耗等因素，在應（yīng）用實踐中再進一步檢驗閥門的使用效能。