摘要：簡要介紹特殊高壓調節（jiē）閥在尿素合成塔（P4）及合成氨分、冷交上（shàng）的應用以及所帶（dài）來的經濟效益。
關鍵詞：特殊高壓調節閥 衝蝕 氣（qì）蝕
高壓調節閥通常是（shì）指PN≥16Mpa的閥，該閥使用中主要存在的問題不是（shì）壓力大，而是壓（yā）差特別（bié）大時，對閥芯、閥座產生嚴重的氣蝕和腐蝕，整閥的壽命極（jí）短，一般的閥僅能用上1～2個月。
高壓閥壽命（mìng）短的主要原因（yīn）有兩個：
1、衝蝕：
在節流口，介質（zhì）高速流動，具有（yǒu）強大動能，它（tā）可以（yǐ）很快將閥芯、閥座衝出流（liú）線型的細（xì）槽。尤（yóu）其在小（xiǎo）開度時，節流間隙小，節（jiē）流速度（dù）達到*大值，巨大的衝刷作用會破壞鈍化型金屬的表麵鈍化膜，並妨礙其再鈍化，使金屬處於表麵鈍化膜不完善或者不存在的狀態，腐蝕速度急劇增加。這就是調節（jiē）閥為什麽要避免小開度工作的主要原因。
2、氣（qì）蝕：
當（dāng）介質流過節流口時，其速度急劇增加，壓力急（jí）劇下降，當壓（yā）力低於飽（bǎo）和蒸氣壓時，液體就會閃蒸出氣體（tǐ）來（lái），形成氣（qì）液雙向流動。氣體裹挾著未氣化的液滴，以極高的（de）速度撞擊（jī）閥芯，對閥芯造成了巨大的破壞。這種破壞過程（chéng）類似於（yú）噴砂過程（噴砂是以空氣（qì）為（wéi）載體帶著磨料向前移動，磨料的速度接近載體），其中液滴相當於磨料，載體為氣體。
當氣液流過節流（liú）口時，速度逐漸下降，壓力也（yě）逐漸恢複，當壓力大於飽和蒸氣壓時，氣泡破裂，四周的液體以很快的速度來填充氣泡（pào）所占的空間，在液體（tǐ）內部發生猛烈的撞擊，在小範圍內壓力可以達（dá）到幾千個大氣壓，瞬間產生的（de）強大衝擊波會（huì）對閥芯表麵產生極大的破壞作用，它和氣液流的“噴砂（shā）”過程聯合作用，使閥芯表麵產生蜂窩狀的凹坑（kēng），從而在很短的時間內造成嚴重的物理性損傷。整個過程伴隨有較大的振動和噪音。
氣蝕的產生過程如圖一所示。
小開度工作（zuò）時，衝蝕是主要矛盾，大開度工作時，氣蝕是主要矛盾。所以在實際是用當中應盡量避免小開度工（gōng）作。
圖一、氣蝕產（chǎn）生過程示意圖
山西蘭花科技創業股份有限公司化肥分公司使用重慶（qìng）華林公司尿素專用P4(合成塔出口壓（yā）力)調節閥，其結構如（rú）下：
圖二、重慶華林P4專用高（gāo）壓閥結構圖
該閥的特點是（shì）多（duō）次（cì）節流，分攤（tān）壓差（chà）.
A處：接管縮徑。相當於孔板節流，約占總壓降（jiàng）的10％。
B處：單座節流。為（wéi）主節流，為單座閥結構，約占總壓降的30％。
C處（chù）：套筒節（jiē）流。為套筒結構，約占總壓降的60％。
因此，本高壓閥（fá）的（de）結構相當（dāng）於：孔（kǒng）板+單座閥+套筒閥。
可（kě）以看出，在相當於（yú）傳統單座閥的B處，承受的壓差隻是普通調節閥的30％。
在未使用本閥之前，普通的角式高壓閥壽命較短，少則十幾天，多則三四個（gè）月，經常因為P4閥的故障引起尿素停車，對生產造成了特別大（dà）的（de）影響。在使用了本（běn）閥門之後，幾乎沒有因為P4閥對生產而造成影響。蘭花科創化肥（féi）分公司（sī）共有（yǒu）10萬噸／年和20萬（wàn）噸／年兩套全循環水溶液法尿素裝置，其中一尿（10萬噸／年）於（yú）2002年9月安裝此閥（期間停產一年左右），使用至今，實際連續運行時（shí）間為十個月；而二尿（20萬噸／年）於2003年1月份安裝（zhuāng）此閥後使用至今，已連續運（yùn）行一年（nián）半時間（jiān），並且仍在繼（jì）續正常使用。根據實際運行情況，其壽命（mìng）將可達2－3年。在國內多家（jiā）知名氮肥廠家，如宜化、郴化、洞氮、魯西（xī）等都有（yǒu）使用。
同樣的問題也（yě）存（cún）在於合成氨的氨（ān）分、冷交液位自（zì）調上，液氨經過放氨閥時，除了衝刷作用和液（yè）氨氣化形成二相流外，還有部分溶解在液氨中的H2、N2在放氨過程中的大（dà）減壓總被解析出來，據有關資料介紹，1m3的液氨（ān）在減壓（yā）時將釋放出48m3的H2、N2，這無疑（yí）加劇了氣蝕作用。
天脊集團晉城化工公司化工廠∮1600、∮1400合成係統由（yóu）湖南安（ān）醇（chún）公司設計，其氨分、冷（lěng）交調（diào）節閥使用了湖南汩羅精誠自動化（huà）設備廠生產的專用放氨閥。自2002年12月投產以來，一直穩定工（gōng）作（zuò）至今。其結構如下：
該閥的特點是多次節流，分攤壓差.
此閥門采用側進底出的結構形式。從套筒中心的對稱（chēng）小孔中噴入的（de）液體成為二相流體，一方麵（miàn）在套筒中心相互（hù）撞擊，使大多數高速度液滴失去動能，而轉化（huà）為（wéi）熱（rè）能；另一（yī）部分穿過中心及經過撞擊後速度仍然較高（gāo）的液滴，到達對麵的筒壁時（shí），由於受到滯留筒腔內液體的阻隔（gé），動（dòng）能仍會自行消緩，避（bì）免了對閥塞（sāi）及筒壁的直接破壞。
效益分析：
全循環水（shuǐ）溶液法尿（niào）素裝置中的P4閥如使用普通單（dān）座調節閥，其壽命一般在1～6個月，折衷以三個月的使（shǐ）用壽命計算，每（měi）年將有4天因出現故障（zhàng）及更換閥門等原因而影響尿素產量。而在使用華林公司的特殊高壓調（diào）節閥後，以應用於18.30尿素計算，日產量為1000噸，每年將減少尿素損失（shī）4000噸。閥門使用壽命一般在2～3年，以2年（nián）計算，在2年的（de）使用壽命計（jì）算，將增加尿素產量8000噸，價值1100元（2003年價）*8000噸＝880萬元，還不包括因減少更換調節閥而節省的設備購置費用。
存（cún）在問題（tí）及討論：
1、防止小開度工作是關鍵，當選型（xíng）時，一定（dìng）要避免DN值選過大，否（fǒu）則將發揮不出（chū）其長處，而也將在短時間內損壞。
2、重慶華林的調節閥在使用當中總體來講是比較令（lìng）人滿意的，隻是由於（yú）手輪采用頂裝式，下雨等原因會引起手輪螺杆螺紋的生鏽腐蝕，因（yīn）而必（bì）須采（cǎi）取防腐措施，另外手輪的位置（zhì）也沒有指示裝置，無法（fǎ）將手輪象常規手輪一樣放在中間自由（yóu）位置。
3、氨分、冷交調節閥使用（yòng）的湖南汩羅精誠（chéng）自動化設備廠生產的放（fàng）氨閥，此閥門在設計中因考慮避（bì）免自激振（zhèn）蕩的原因，使用了電氣轉換器而不是定位器（qì），而在實際當中（zhōng），遇到填（tián）料摩擦（cā）力（lì）較（jiào）大時，往往不能夠定位，造成了（le）調節上的（de）困難，因而我們在出現問題的調（diào）節（jiē）閥上仍然改用定位器。另（lìng）外在調節閥出（chū）現故障的情況（kuàng）或其他情況下，往（wǎng）往使用旁路來調節液位，由（yóu）於旁路截止閥沒有反氣蝕措施，因而閥芯很快就會被（bèi）氣蝕損壞，造成液（yè）位保不住的情（qíng）況，此時應該及時更換旁路閥，而不是一味將注意力放在（zài）調節閥上（shàng）。
總結：
特殊高壓調節閥（fá）是為適應特殊的使（shǐ）用要求而誕生（shēng）的（de），它的（de）出色表現保證了化肥生（shēng）產（chǎn）的長周期連續運行，減少了因調節閥故（gù）障而導致的係統停車而造成的損失，為企業創造了巨大的經濟效益，實（shí）現了“小（xiǎo）投入，大產出”、事半功倍的效果。