摘要：簡（jiǎn）要介紹特殊高壓調節閥在（zài）尿（niào）素（sù）合（hé）成塔（P4）及合成氨分、冷交上的應用以及所帶來的經濟效益。
關鍵（jiàn）詞：特殊高（gāo）壓調節閥（fá） 衝蝕 氣（qì）蝕
高壓調（diào）節閥通常是指PN≥16Mpa的閥，該閥使用中（zhōng）主要存在（zài）的問題不是壓力大，而是（shì）壓差特別大時，對閥芯（xīn）、閥座產生（shēng）嚴重（chóng）的氣蝕和腐蝕，整閥的壽命極短，一般的閥（fá）僅能用上1～2個月。
高壓閥壽命短的主要原因有兩個：
1、衝蝕：
在節流口，介質高速流動，具有強（qiáng）大動能，它可以很快將閥芯、閥座衝出流線（xiàn）型的細槽。尤其在小開度時，節流間隙小（xiǎo），節流速度達到*大值，巨大的（de）衝刷作用會破壞鈍化型金（jīn）屬的表麵鈍化膜，並妨礙其再鈍化（huà），使金屬處於表麵鈍化膜不完善或者不存在的狀態，腐蝕（shí）速度急劇增加。這就是調（diào）節（jiē）閥為什麽要避免小開度工作的主要原（yuán）因（yīn）。
2、氣蝕：
當介質流過節流口時，其速度急劇增加，壓力急劇下降（jiàng），當壓力低於飽和蒸氣壓時，液體就會閃蒸出氣體（tǐ）來，形成氣液雙向流動。氣體裹挾著未氣化（huà）的液滴，以極高的速度撞擊閥芯，對閥芯造成了巨大的破壞。這種破壞過（guò）程類似於噴砂過程（噴砂是以空氣為載體帶（dài）著磨料向前移動，磨料的速度接近載（zǎi）體），其中液滴相當於磨料，載體（tǐ）為（wéi）氣體。
當氣液流過節流口時，速度逐漸下降，壓力也逐（zhú）漸恢複，當壓力大於（yú）飽和蒸氣壓（yā）時，氣泡破裂，四周的液體以很快的（de）速度（dù）來（lái）填（tián）充氣泡所（suǒ）占的空間，在液體內部（bù）發生（shēng）猛烈的撞擊，在小範（fàn）圍內壓力可以達到幾千個大氣壓，瞬間（jiān）產生的強大衝擊波會對閥芯表（biǎo）麵產生極大的破（pò）壞作（zuò）用，它和氣液流的“噴（pēn）砂”過程聯合（hé）作用，使閥芯表麵（miàn）產生蜂窩狀的凹坑，從而在很短的時間內造成嚴重（chóng）的（de）物理性損傷。整個過程（chéng）伴隨有較大的振動和噪音。
氣蝕的產生過程如圖一所（suǒ）示（shì）。
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（yǐ）在實際是用當中應盡量避免小開度工作。
圖一、氣蝕產生過程示意圖
山西蘭花科技創業股份有限公司化肥分公司使用（yòng）重慶華林公司尿素專用P4(合成塔出（chū）口壓力)調節閥，其結構如下：
圖二、重慶華林P4專用高壓閥結構圖（tú）
該閥的特點（diǎn）是多次節流（liú），分攤壓差.
A處：接管縮徑。相當於孔板節流，約占總壓（yā）降的10％。
B處（chù）：單座節流。為主節流（liú），為單座閥結構，約（yuē）占總壓降的30％。
C處：套筒節流。為套筒結構，約占（zhàn）總壓（yā）降的60％。
因此，本高壓閥的結構相當於：孔（kǒng）板+單座（zuò）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（shí）幾天，多則三四個月，經常因為P4閥的（de）故障引起尿素停車，對生產（chǎn）造（zào）成了特別大的影（yǐng）響。在使用了本閥門之後，幾乎沒有因為（wéi）P4閥對生產而造成影響。蘭花科創化肥分公司共有10萬噸／年和20萬噸／年兩套全循環水溶液法尿（niào）素裝置，其中一尿（10萬噸／年）於2002年9月安裝此閥（期間停產（chǎn）一年（nián）左右），使用至（zhì）今（jīn），實（shí）際連續（xù）運行時間為（wéi）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（yùn）行一年半時間，並（bìng）且仍在繼續正（zhèng）常使用。根據（jù）實際運行情況，其壽命將可達2－3年。在國內多（duō）家知名氮肥廠家，如宜（yí）化、郴化、洞氮、魯西等都有使用。
同樣的問題也存在於合成氨的氨分、冷交液位（wèi）自調上，液氨經過放氨閥時，除了衝刷作用和液氨氣化形成二相流外（wài），還有部分（fèn）溶解在液（yè）氨中的H2、N2在放氨過程中的大減（jiǎn）壓總被解析出來，據有關資料介紹，1m3的液氨在減壓時（shí）將釋放出（chū）48m3的H2、N2，這無疑加劇（jù）了氣蝕作用。
天脊集團晉城化工公司化工廠∮1600、∮1400合成係統（tǒng）由湖南安醇公司設計，其氨（ān）分、冷交調節閥使用了湖南（nán）汩羅精誠自動化設（shè）備廠生產的（de）專用放氨閥。自2002年（nián）12月投產以來，一（yī）直穩定工作至今。其結構如下：
該閥的（de）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。從套筒中心的對稱小孔中噴入的液體成為二相流（liú）體，一方麵在套筒中心相互撞擊，使大多數高速（sù）度液滴失去動能，而（ér）轉化（huà）為熱能；另一部（bù）分穿過中（zhōng）心及經過撞擊後（hòu）速度仍然較高的液滴（dī），到（dào）達對麵的筒壁時，由於受（shòu）到滯留筒腔內液體的阻隔，動能仍會自（zì）行（háng）消緩，避免了對閥塞及筒壁的直接破壞。
效益分析（xī）：
全（quán）循環水溶液法尿素裝置中的P4閥如使用普通單座調節閥（fá），其壽（shòu）命一般在1～6個月（yuè），折衷以三個月的使用壽命計（jì）算，每年將（jiāng）有4天因出現故障及更（gèng）換閥門等原因（yīn）而影響尿素產量。而在使（shǐ）用華林公司的特殊高（gāo）壓調節閥後，以應用於18.30尿素計算，日產量為1000噸，每年（nián）將減少尿（niào）素損失4000噸（dūn）。閥門使（shǐ）用壽命一般在2～3年，以2年計（jì）算，在2年的使用壽命（mìng）計算，將增加尿素產量（liàng）8000噸，價值1100元（yuán）（2003年價）*8000噸＝880萬元，還不（bú）包括因（yīn）減少更換調節閥而節省的設備購置費（fèi）用。
存（cún）在問題及（jí）討論：
1、防止小開（kāi）度工（gōng）作是（shì）關鍵，當選型時（shí），一定要避免DN值選過大，否則將發揮不出其長處，而（ér）也將在短時間內損壞。
2、重（chóng）慶華林的調節閥在使用當（dāng）中（zhōng）總（zǒng）體（tǐ）來講是比較令人（rén）滿意的，隻是由於手輪采用（yòng）頂裝式，下雨等原因會引起手輪螺杆螺紋的生鏽腐蝕，因而必須采取防腐措施，另外手輪的位置也沒有指示裝置，無法將手輪象常規手輪一樣放在中間自由位置。
3、氨分、冷交調節閥使用的湖南汩羅精誠（chéng）自動化（huà）設備廠生產的放氨閥，此閥門在設計中（zhōng）因考慮（lǜ）避免自激振（zhèn）蕩的原因，使用了電氣轉（zhuǎn）換器而不是定位器（qì），而在實際當中，遇到填料摩擦力較大時，往往（wǎng）不能夠定位，造成了調節上的困難，因（yīn）而我們（men）在出現問題的調節閥上仍然改用定位器。另（lìng）外在調節閥出現故障的情況或其他情況下，往往（wǎng）使（shǐ）用旁路來調（diào）節液位，由於旁路截止閥沒（méi）有反氣蝕措施，因（yīn）而閥芯（xīn）很快就會被氣蝕損壞，造成液位保（bǎo）不住（zhù）的情況，此時應該及時更換（huàn）旁路閥，而（ér）不是一味將注意力放在調節閥上。
總（zǒng）結：
特殊高壓調節閥是為適應特殊的使（shǐ）用要求（qiú）而誕（dàn）生的，它的出色表現保證了化肥（féi）生產的（de）長周期連續運行，減少了因（yīn）調節閥故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，實現了“小投入（rù），大產出”、事半功倍的效果。