PET装置中终缩聚釜进口调节阀的选型

    0 概述

    PET生产装置中终缩聚釜进口调节阀的选型很关键，它是用来对终缩聚釜进口液位进行控制。

    该阀门的工况有以下几个特点：

    （1）黏度较大，动力黏度一般为3Pa•s左右；

    （2）温度较高，一般为280～290℃；

    （3）阀前/后压差较小，一般为10～50kPa。

    该阀门的选型和计算过程如下：先进行阻塞流判断，然后进行Cv（流量系数）计算、黏度修正（当Re＜3500时，需进行雷诺数修正，Re按最大流量计算），初选调节阀口径，并进行管件形状修正，重新判断是否阻塞流，再进行开度验算，最后选定调节阀口径及额定Cv值，考虑到增产的要求，故该调节阀选取余量系数较大。

    根据多年的设计和使用经验，对使用过的几种形式调节阀进行了综合分析和对比。

    1 几种调节阀结构及性能分析

    上海聚友化工有限公司三釜流程连续PET装置中终缩聚釜进口调节阀使用过以下几种形式：蝶阀、夹套偏心旋转阀、夹套角形熔体阀。

    1.1 蝶阀

    蝶阀由阀体、阀板和执行机构组成，流路比单双座阀简单，阻力较小，适用于悬浮颗粒物和混浊浆状流体，特别适用于大口径、大流量、低压差的场合。

    蝶阀的流量特性较差，其转角在0～70°为近似等百分比特性，在70°之后则转矩加大，工作不稳定，所以蝶阀常在0～60°转角内使用。

    蝶阀特点是结构简单、紧凑、体积小、质量轻、阻力小、流通系数大、维修量小、造价低。但泄漏量大、调节特性较差。气动活塞式蝶阀如图1所示。

图1 气动活塞式蝶阀

    1.2 夹套偏心旋转阀

    偏心旋转阀也叫凸轮挠曲阀，内部结构如图2所示。它是在一个直通阀体内装有一个球面阀芯，阀芯与转臂相连，球面阀芯的中心线与轮轴中心偏离，转轴带动阀芯偏心旋转。其运动轨迹是凸轮状的，这种阀从全开到全关的偏转角度为50°，阀芯球面与阀座密封圈紧密接触达到可靠密封。

图2 偏心旋转阀内部结构图

    偏心旋转阀的特点是结构较简单、体积较小、流路较通畅、死角小，可用于黏度较高的介质，流通能力较大，密封性好。但流量特性较差，介于线性和等百分比特性之间。

    针对PET生产中预聚物的特殊工况，可以选用了上海自动化仪表七厂夹套偏心旋转阀，外形图如图3所示。

图3 夹套偏心旋转阀外形示意图

    主物料连接法兰选用与管道上同样规格夹套法兰连接，经过计算需要缩径的在阀座上进行缩径，共有100%/80%/60%/40%Cv4挡可选择。夹套介质为热媒，根据管道布置情况选择合适的进口和出口方位，保证了阀体均匀加热并且配管方便，夹套热媒口法兰规格一般选为DN25。选用西门子智能型定位器，调节阀与智能定位器配合，出厂前调成等百分比流量特性。

    1.3 夹套角形熔体阀

    PET装置中夹套角形熔体阀进口品牌有德国SCHUF和日本ASKA，随着PET装置的国产化，国产夹套角形熔体阀在PET装置上也得到了很好的应用，如图4所示。

图4 夹套角形熔体阀外形示意图

    夹套角形熔体阀是根据角形阀的原理设计的，为聚合物专用的调节阀。其流露特别通顺、圆滑、无死角，使得在过程中聚合物不会在阀内附着滞留或堆积。一般其阀芯和阀座都全面堆焊。阀门与夹套管内/外管外径和壁厚相同，直接对焊连接。

    气动执行机构分：薄膜式和活塞式2种。

    根据设备和管道的布置情况，一般选为120°或90°、流开或流闭型，但是优先选择120°流闭型，这样开停车时不宜滞留或积料。夹套热媒就近引自夹套管线热媒，根据管道布置情况选择合适的进口和出口，保证阀体均匀加热。但是体积较大、价格偏高。

    2 几种调节阀使用情况

    2.1 蝶阀

    为了保证流路的畅通，阀体口径选择偏大，加上蝶阀自身调节特性较差，实际自动运行开度偏小，通常EQ（等百分比）开度在20%以下，需将阀门前的手阀适当关小，否则很难自动调节，因此在聚友三釜流程PET装置中，较少使用蝶阀。

    2.2 夹套偏心旋转阀

    依据工艺操作条件参数，通过选型计算，一般在阀座进行适当缩径，以达到比较合适的开度范围，从聚友多套装置的使用情况看，使用国产夹套偏心旋转阀，调节性能好，稳定可靠。

    2.3 夹套角形熔体阀

    根据工艺操作条件参数，通过选型计算，一般在阀座上进行适当缩径，以达到比较合适的开度范围，从聚友多套装置的使用情况看，夹套角形熔体阀调节性能好，稳定可靠。

    3 结语

    夹套偏心旋转阀体积较小，布置方便，整体调节性能较好，供货周期短，一般在3个月之内，性价比最高。

    夹套角形熔体阀阀体内部流路通顺、圆滑、无死角，调节性能好。进口品牌则供货周期较长，价格偏高；国产品牌比进口品牌则价格相对降低，供货周期缩短，一般在3个月左右，性价比较高。

    因此PET装置中终缩聚釜进口调节阀，根据项目的具体情况，夹套偏心旋转阀、夹套角形熔体阀都是很好的选择。