摘要：簡要介紹特殊高壓調節閥在尿素合成塔（P4）及合成氨分、冷（lěng）交上的應用以及所帶來的經濟效益（yì）。
關鍵詞：特殊高壓調節閥 衝蝕 氣蝕
高壓（yā）調節閥通常是指PN≥16Mpa的閥，該閥使用中主要存在的問題不是壓力大，而是壓差特別大時，對閥芯、閥座產生嚴重的氣蝕和腐蝕，整（zhěng）閥的壽命極短，一般的閥僅能用上1～2個月（yuè）。
高壓閥壽命短的主要原因有兩個：
1、衝蝕：
在（zài）節流（liú）口，介質高速（sù）流動，具有強大動能，它可以很快將閥芯（xīn）、閥座衝出流線型的細槽。尤其在（zài）小開度（dù）時，節流間隙小，節流速度達到*大值，巨大的衝刷作用會破（pò）壞鈍化型金屬的表麵鈍化膜，並（bìng）妨礙其再鈍化，使金屬處於表麵鈍化膜不完善或者（zhě）不存在的狀態，腐蝕速（sù）度急劇增加。這就是調節閥為什麽要避免小開度工作的主要原因。
2、氣蝕：
當介質流過節流口時，其速度急劇增（zēng）加，壓力急（jí）劇（jù）下降，當壓力低於飽和（hé）蒸氣壓時，液體就會閃蒸出氣體來，形成氣液雙向流（liú）動。氣體裹挾著未（wèi）氣化的（de）液滴，以極高（gāo）的速度撞擊閥芯，對閥芯（xīn）造成了巨大的破壞。這種破壞過程類似於噴砂過程（噴砂是以空氣為載體帶著磨料向前移動，磨料的速度接（jiē）近載體），其中液滴相（xiàng）當於磨料，載體為氣體。
當氣液流過節流（liú）口（kǒu）時，速度（dù）逐漸下（xià）降，壓力（lì）也逐漸（jiàn）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所占的空（kōng）間，在液體內部發生猛烈的（de）撞擊（jī），在小範（fàn）圍（wéi）內壓（yā）力可（kě）以達到幾千個大氣壓（yā），瞬間產生的強大衝擊波會對閥芯表麵產生極大（dà）的（de）破壞作用，它和氣液流的“噴砂”過程聯合（hé）作用，使閥（fá）芯表麵產生（shēng）蜂（fēng）窩（wō）狀的凹坑，從而在很（hěn）短的時間內造成（chéng）嚴重的物理性損傷。整個過程伴隨有較大的振（zhèn）動和噪音。
氣蝕的產生過程如圖一所（suǒ）示。
小開度工作時，衝蝕是主要矛盾，大開度工作時，氣（qì）蝕是主要（yào）矛盾。所以在實際是用當中應盡量避免（miǎn）小開度工作。
圖一、氣蝕產生過程示意（yì）圖（tú）
山西蘭花科技創業股份（fèn）有（yǒu）限公司（sī）化肥分（fèn）公司（sī）使用（yòng）重慶華林公司尿素專用P4(合成塔出口壓力)調節閥（fá），其結構如（rú）下：
圖二（èr）、重慶華林P4專（zhuān）用高壓閥結構圖
該閥的特點是多次節流，分（fèn）攤壓差.
A處：接管縮徑。相當於孔板節流，約占總壓降的10％。
B處：單座節流。為主節流，為單座閥結（jié）構，約占總壓降的30％。
C處：套筒節流（liú）。為套筒（tǒng）結構，約占總壓降（jiàng）的（de）60％。
因（yīn）此，本高壓（yā）閥的結構相當於（yú）：孔板+單座閥+套筒閥。
可以看出，在相當於傳統單座閥的B處，承受的壓（yā）差隻是（shì）普（pǔ）通（tōng）調節閥（fá）的30％。
在未使用本閥之前，普通的角式高壓閥（fá）壽命較短，少則十幾天，多則三四個月，經常因為（wéi）P4閥的故障引起尿（niào）素停車，對生產造成了特別大的影響（xiǎng）。在使用了本閥門之後，幾乎沒有因為P4閥對生產而造成影響。蘭花科創化肥分公司共有10萬噸（dūn）／年和20萬噸／年兩套全循環水（shuǐ）溶液法尿素裝置，其中一尿（10萬噸／年）於2002年9月安裝此閥（fá）（期間停產一年左右），使（shǐ）用至今，實際（jì）連續運行時間為十個月；而二尿（20萬噸／年）於2003年1月份安裝此閥後使用至今，已連續運行一年半時間，並（bìng）且仍在繼續正常使（shǐ）用。根據實際運行情況，其壽命將可（kě）達2－3年。在國內多家知名（míng）氮（dàn）肥廠家（jiā），如宜化（huà）、郴化、洞氮、魯西（xī）等都有使用。
同（tóng）樣的問題也存在於合成氨的（de）氨（ān）分、冷（lěng）交液位（wèi）自調上，液氨經過（guò）放氨閥時（shí），除了衝刷作用和液氨氣（qì）化形成二（èr）相流外，還有部（bù）分溶解在液氨中的H2、N2在放氨過程中的大減（jiǎn）壓總（zǒng）被解析出來，據有關資料（liào）介紹，1m3的液（yè）氨在減壓時將釋放出48m3的H2、N2，這無疑加劇（jù）了氣（qì）蝕作用。
天脊集團晉城化工（gōng）公司化工廠∮1600、∮1400合成（chéng）係統由湖南安醇公司（sī）設計，其氨分、冷交調節閥使用了湖南汩羅精誠（chéng）自動（dòng）化設備廠（chǎng）生產的專（zhuān）用放氨閥。自2002年12月投產（chǎn）以（yǐ）來，一直穩定工作至今。其結構如下：
該閥的特點（diǎn）是多次節流，分攤壓（yā）差.
此閥門（mén）采（cǎi）用側進底出的結構形式。從套（tào）筒中心的對稱小孔中噴（pēn）入的液體成為二相流體（tǐ），一方麵在套（tào）筒中心相（xiàng）互撞擊，使大多數（shù）高（gāo）速度液（yè）滴失去動能，而轉化為熱能；另一部分穿（chuān）過中心及經過撞擊後速度仍然較高的液滴，到達對麵（miàn）的筒壁時，由（yóu）於受到滯留筒腔（qiāng）內液體的阻隔，動能仍（réng）會自行消緩，避免了（le）對閥塞及筒壁的直（zhí）接破壞。
效益分析：
全循環水溶液（yè）法尿素裝（zhuāng）置中的P4閥如使用（yòng）普通單（dān）座調節閥，其壽命（mìng）一般在1～6個月，折衷以三個月的（de）使用壽命計算（suàn），每年將有4天因出現故障及更換閥門等原因而影響尿（niào）素（sù）產量。而在使用華林公司的（de）特殊高壓調節閥後，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（bān）在2～3年，以2年計算，在2年（nián）的使用壽命計算，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。
存在問（wèn）題及（jí）討論：
1、防止小開度（dù）工作是關鍵，當選型時，一定要避免DN值選過大，否則將發揮不出其（qí）長處，而也（yě）將在短時間內損壞。
2、重慶華林的調節閥（fá）在使用（yòng）當中總體來講是比較令人滿意的，隻是由於手輪采用頂裝式，下雨等（děng）原（yuán）因（yīn）會引起手輪（lún）螺杆螺紋的生鏽腐（fǔ）蝕，因而必須采取防腐措（cuò）施，另外手輪的（de）位置也沒有指示裝置，無法將手輪象常規（guī）手輪一（yī）樣放在（zài）中間自（zì）由（yóu）位置。
3、氨分、冷交調節閥使用的湖南（nán）汩羅精誠自動化（huà）設備廠（chǎng）生產的放氨閥，此閥門在設計中因考慮避（bì）免自激振蕩的原因，使用了電氣轉換器而不是（shì）定位器，而在實際當中（zhōng），遇到填料（liào）摩擦力較大時，往（wǎng）往不能夠定位，造成了調節上的困難，因而我們在出現問題的調節閥（fá）上仍然（rán）改用定位器。另外在調節閥出現故障的情（qíng）況或其他情況下，往往使用旁路來調節液位，由於旁路截止閥沒有反氣蝕措施，因而閥芯很快就會被氣蝕損壞，造成（chéng）液位保不住的情況，此時應該及時更換旁路閥（fá），而不是一（yī）味將注意力放在調節閥（fá）上。
總結：
特殊高壓調節閥是為適應特殊的使用要求而誕生的，它的出色表現保證（zhèng）了化肥生產的長周期連續運行，減少（shǎo）了因調（diào）節閥故障而導致的係統停車而造成的損失，為（wéi）企業（yè）創造了巨大的經濟效益，實現了“小（xiǎo）投入，大產出（chū）”、事半功倍的效果。