引言
近年来，中国经济发展迅速，人民生活水平逐步提高，对肉类、鸡蛋、牛奶和皮毛的需求也迅速增长。我国家禽养殖和畜牧业发展势头良好。与水产养殖和畜牧业密切相关的饲料产业发展迅速，推动了饲料生产业的发展。目前，饲料级蛋氨酸作为家禽和牲畜的重要营养供应，需求逐年增加。近年来，蛋氨酸市场价格波动较大，但总体上仍呈上升趋势。饲料工业所需的饲料级蛋氨酸几乎全部依赖进口，因此我国饲料级蛋氨酸工业化产业市场前景广阔。
目前，我国饲料工业所需的饲料级蛋氨酸生产远远不能满足国内饲料工业快速发展的需要，每年都需要大量进口。在饲料级蛋氨酸工业化过程中，关键工艺逐渐被国内企业吸收和消化。工业生产饲料级蛋氨酸的软件（生产工艺）条件满足要求后，满足软件正常运行的硬件（工业设备）也应满足要求。硬件主要涉及自动化仪器、阀门设备等，这些设备本地化的发展在很大程度上决定了项目的投资成本。与购买国外设备相比，更符合我国的实际情况，投资大幅减少，经济效益也将大幅提高。
1 工况介绍
国内某化工厂蛋氨酸生产项目中有两处工艺管道需使用能够耐大压差、耐冲刷、抗闪蒸的阀门，具体使用工况参数：使用温度：100℃；介质：海因液体；阀门前的压力P1：1.5MPa；阀后压力P2：0.12MPa；压差ΔP：1.38MPa；流量Q：9.57m3/h；密度
ρ1：1050Kg/m3；液体压力恢复系数：FL=0.85。
2 确定阀门口径
式中：
pv=1000kPa；
pc=22120kPa。
下一步，确定流态：
阻塞流压差：
小于压差（△p'=1380kPa），因此，流量系数阻塞流量C用式(3)计算:
Q=9.57m3/h
N1=1×10-1
ρ1/ρ0=1.05
流量系数C计算乘以修正系数Cv=3.确定的选型口径为89DN40.由于介质中存在颗粒和闪蒸现象，出口管道扩大计算DN80出口尺寸可减少闪蒸对阀门的损坏，经济实惠。
确定 3 降压等级
对于液体工况，当液体物流与气泡或气穴混合的流体饱和时，就会发生物流堵塞，即堵塞流。当堵塞流产生时，必须发生闪蒸和空化。闪蒸和空化会对阀门造成一定程度的损坏，降低使用寿命。目前，避免蒸汽腐蚀的广泛方法是控制缩流面的压力Pvc，保持不低于液体的饱和蒸汽压力Pv，对于压差较大的情况，可通过多级降压保证介质通过每个降压段的压力不小于液体饱和蒸汽压力。调节阀两端的压差是阻塞流压差（ΔP/），当ΔP<ΔP/时，闪蒸和汽蚀可以避免。采用多级降压时，各级降压的实际压羞△P均应小于阻塞流压差ΔP/。由于ΔP>ΔP/，且P>Pv。因此，不采取降压措施会产生严重的腐蚀现象。然而，该条件必须在闪蒸状态下生产产品，因此要求该条件下的阀门具有一定的闪蒸损伤能力，不能完全避免闪蒸。计算后，采用一定程度的降压措施，即图1中的降压套筒。
图1
4
经过与现场工艺人员的多次沟通，决定在普通角阀的基础上改进设计，结构图见图2。
图2 角阀结构图
结构特点如下：
(1)阀座结构采用文丘里角阀的通用设计方法，逐渐扩大阀座孔。此外，还采用锐边设计的阀座孔，使其排出介质远离阀体内壁，压碎流体流束中的气泡，减少对阀体内壁的损坏。°角延长阀座。
(2)上阀盖与阀体之间的端面密封采用径向密封圈，在弹簧上采用介质压力，使密封材料膨胀，起到端面密封的作用。
(3)阀内部件结构改为带分流孔的多层套筒结构:该结构可大大减少闪蒸对阀内部件的损坏，可用于极高能耗的场合。这种结构会在小孔内引起流体的干扰，导致流体本身内部的相互碰撞，阀芯和阀座的通道内会有较大的干扰。阀门上游的能量被流体相互碰撞产生的摩擦转化为热能，基本可以降低阀内的压力，基本没有压力恢复，可以大大降低气泡形成区域的面积，使下游增压引起的气泡破裂的冲击不出现在阀体内壁，从而进一步减少对阀体的损伤。
(4)改进阀内件材料和工艺:哈氏阀内件材料C-276基体喷焊一层合金(见图3、4)，硬度高，硬度可达HRC52~58，耐弱酸腐蚀性好(工况介质为弱酸，PH值为5.6～6.1）。合金喷焊时需保温喷焊，喷焊时要求速度均匀，力求与哈氏C-276基体的最高融合程度。喷焊后精车阀芯部件和阀座时，应注意设备的选择、切割参数和刀具的选择。加工精度高的数控车床应进行车削，速度应控制在较低速度100r/min，吃刀量选择0.5～0.7mm，刀具选择数控成型刀片YG类别。在选择此类刀片和切削参数时，是加工喷焊等合金零件的更好选择。
图3
4 阀座喷焊合金图
（5）阀座密封圈结构改进：将阀座密封圈结构由进口径向密封圈改为金属缠绕垫圈，采用哈氏C-276和石墨缠绕形成的垫圈密封位于内部部件的节流位置，容易丢失，需要备件。长期更换不可避免地会给用户的维护成本带来压力。更换密封圈结构后，可以获得相同的密封性能效果，降低使用成本，降低用户的经济压力。
（6）供应阀现场使用效果概述：结构阀供应后，安装在现场管道上可总结为：使用时间长，可达3个月以上。能更好地满足用户的日常驾驶生产。培训用户现场阀门维修人员，掌握配件更换操作，受到用户的好评。
5 国外工况阀门介绍
5.1 国外蛋氨酸生产项目闪蒸位置的阀门选择基本如下：
根据设计院的管道设计，选择适用于压差大、流量大的角阀。
①阀体材料:为保证阀体的使用寿命和效果，采用耐腐蚀性极佳的锆金属Zr705.该材料具有成功率相对较高的铸造成型性，不易产生常见的气孔、沙眼等铸造缺陷。当介质中有少量水时，足以在表面形成耐腐蚀性强的抗氧化保护膜。优越的强度和耐腐蚀性。此外，该材料可以正常焊接，焊接后无需热处理即可保证良好的耐腐蚀性。
②阀内件材料：具有陶瓷物理性能的硬化材料，具有高硬度、耐腐蚀、耐高温的特点。
③阀门口径：选型为DN40.IN40/OUT80)阀门出口接入闪蒸罐。
5.2 上述闪蒸条件选用该阀门，具有以下优缺点：
优点：阀体耐腐蚀，内部硬度高，耐冲刷，使用寿命长达6个月。
缺点：成本高，国外垄断，交货期长。
6 总结
目前，随着国内蛋氨酸工业的发展，防闪蒸角阀作为蛋氨酸生产的关键控制装置，要求具有优异的密封性能和防闪蒸损伤能力。在开发、设计和制造过程中，应考虑阀门结构设计、材料选择、密封材料选择，结合现场使用条件，努力满足设计条件的使用要求。国内阀门制造商应决心扩大国内阀门的使用领域，尽快打破国外阀门在该行业的垄断。
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