止回阀是能让流体沿固定方向流动并且自动防止其反方向流动(倒流)的一种阀门,又称止逆阀。它是一种自动关闭阀门,在阀体内有一个阀瓣或摇板。当介质顺流时流体将阀瓣自动顶开;当流体倒流时,流体(或弹簧力)自动将阀瓣关闭。
升降式止回阀瓣是垂直于阀体通道升降运动的,一般用于水平或垂直管道上;旋启式止回阀的阀瓣常称为摇板,摇板一侧与轴连接,摇板可绕轴旋转,旋启式止回阀一般安装在水平管道上,对于小口径的也可以安装于垂直的管道上,但要注意流量不宜太大。
止回阀一般适用于清洁介质的管路中,对含有固体颗粒和粘度较大的介质管路中不宜采用。升降式的止回阀封闭性能比旋启式的好,但旋启式的止回阀流体阻力比升降式的小。一般情况下旋启式止回阀适用于大口径的管路中。
按止回阀结构的不同,分为升降式止回阀、旋启式止回阀、轴流式止回阀、蝶式止回阀及其它特殊止回阀。
1、旋启式止回阀
旋启式止回阀的阀瓣呈圆盘状,绕阀座通道的转轴作旋转运动,因阀内通道成流线型,流动阻力比升降式止回阀小,适用于低流速和流动不常变化的大口径场合,但不宜用于脉动流,其密封性能不及升降式。旋启式止回阀分单瓣式、双瓣式和多瓣式三种,这三种形式主要按阀门口径来分,目的是为了防止介质停止流动或倒流时,减弱水力冲击。
升降式止回阀阀瓣沿着阀体垂直中心线滑动的止回阀,在高压小口径止回阀上阀瓣可采用圆球。升降式止回阀的阀体形状与截止阀一样(可与截止阀通用),因此它的流体阻力系数较大。其结构与截止阀相似,阀体和阀瓣与截止阀相同。阀瓣上部和阀盖下部加工有导向套筒,阀瓣导向筒可在阀盖导向筒内自由升降,当介质顺流时,阀瓣靠介质推力开启,当介质停流时,阀瓣靠自重降落在阀座上,起阻止介质逆流作用。
随着国内大型炼油及乙烯等石化项目的新建和扩建,石油天然气长输管道系统和大型乙烯装置中压缩机和大型泵等工况较苛刻的管道系统,要求选用快速关闭、较低压损及噪音的止回阀。尤其是气相介质,对于普通旋启式、双板止回阀,阀门阀板往往存在不能完全打开,造成介质流动不稳定,压损大,易出现机械震动,噪声大等情况,从而影响大型压缩机和泵的正常运转。这时就需要采用特殊型式的轴流式止回阀,以保证上述设备管道系统安全有效运行。
蝶式止回阀的安装位置不受限制,可以安装在水平管路上,也可以安装在垂直或倾斜的管线上;
微阻缓闭蝶式止回阀:主要由阀体、两块半圆阀瓣、回位弹簧、储油缸、缓闭小气缸组、针型阀(微量调节阀)组成。可用在清水、污水、海水等介质的排水管道上,既能防止介质倒流,又能有效限制破坏性水锤,保证管线的使用安全。不宜适用于含有固体颗粒和粘度较大的颗粒介质。体形小、重量轻、结构长度只有旋启式止回阀的三分之一左右。
本文将着重介绍安装在蒸汽疏水阀出口侧的止回阀。
弹簧碟片式止回阀
弹簧碟片式结构阀门的启闭压差非常小,密封紧密。一旦背压出现,阀门立即关闭。
中心向导式设计防止大口径止回阀因碟片倾斜而发生粘着卡死,确保可靠运行。
蒸汽疏水阀的出口侧是否一定需要安装止回阀?
如果冷凝水有可能倒流,那就有必要安装止回阀。举例来说,当冷凝水是排放到一个共同的集水管线,那就可能会产生其他疏水阀排出的冷凝水倒流回设备,因此这种工况就必须安装止回阀。防止这类倒流是非常重要的,因为这不仅会影响到加热效率,还极有可能损坏疏水阀。相反的,如果疏水阀出口连接单独的排水管向下排放,就不会发生倒流的情况,那就不需要安装止回阀。
单根专用管线
如果疏水阀是通过单独的排水管向下排放至大气时,通常没有倒流危险,因此不必安装止回阀。
注意:基于疏水阀后的管道配置,如果设备发生真空工况或有管道提升,背压就有可能超过一次压力从而发生倒流。在这种情况下,安装一个止回阀能有效防止倒流。
共同的集水管线
如果疏水阀的出口是回收到同一个冷凝水收集管线,假如没有安装止回阀,运行中的设备排出的冷凝水可能会倒流至其他停运设备中去。
插图C :疏水阀出口没有安装止回阀
如果安装了止回阀,即使疏水阀出口是连到同一根集水管线,也不会产生运行设备排出的冷凝水倒流至其他停运设备的情况。
插图D:疏水阀出口安装止回阀
安装止回阀就能防止水锤?
产生水锤的因素有很多。在冷凝水回收管线中产生水锤最大的原因是冷凝水从提升管所导致的倒流。在这些地方安装止回阀对防止由倒流引起的水锤有极大的帮助。
水锤产生的原因之一就是在回收管线中由于提升管引起的倒流所导致的。
如果冷凝水的排放是通过一个间歇性运作的泵(例如TLV PowerTrap®系列或有开关控制的动力泵)控制的,在提升管前有一段水平管线,那么提升管倒流的冷凝水就有可能和新排出的冷凝水相碰撞,从而导致水锤。与此相类似的,当PowerTrap®排出高温冷凝水时,产生的闪蒸汽和倒流与冷凝水撞击也是水锤产生的另外一个可能。
在这种工况下,在系统中合适位置安装一个止回阀(例如提升管的起始位置)对防止水锤的发生有极大的帮助。
插图F:提升管起始端安装止回阀
附加信息
在冷凝水输送管道中,低温冷凝水脉冲流动所产生的水锤同样可以通过使用止回阀来帮助解决。
止回阀的使用限制
当高温高压的冷凝水通过疏水阀排放至一个较低压力的区域,会产生一定量的闪蒸汽,如果这些闪蒸汽流入充满低温冷凝水的回收管线,闪蒸汽就会把它的潜热传递给冷凝水从而快速冷凝,产生水锤。在这种工况下,安装止回阀就起不了效果。
止回阀能防止倒流,并不能降低背压。它不能让冷凝水从低压区域排放到高压管线。即使将截止阀安装在疏水阀后,如果一次压力小于二次压力,冷凝水也不可能排出。
此外,另外需要注意的是,如果在压差非常小的疏水阀后安装一个止回阀,止回阀本身也会成为一个阻力点(即止回阀也有压损),因此计算压降时需要特别注意。
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作者:本刊编辑部
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