造紙（zhǐ）工業中閥門的選型原（yuán）則

1 概述

造紙生產過程分（fèn）為製漿和造紙兩部分。

製漿過程是將木材等含有豐富纖維的原材料經過（guò）備料、蒸煮、洗篩、漂白等工序製成（chéng）可（kě）以造紙的漿（jiāng）料。造紙過（guò）程（chéng）將由製漿部門送來的漿料經過（guò）配漿、流送、壓榨、幹 燥、卷取等工序後生產出成品紙。另外堿（jiǎn）回收部門回收（shōu）製漿後排出（chū）的黑液中的（de）堿液（yè），以作（zuò）再用（yòng）。廢水處理部門是處理（lǐ）造紙（zhǐ）後的（de）廢水（shuǐ），使之達到國家的有關排放標準。

上（shàng）述造紙（zhǐ）生產的各個（gè）過程，都（dōu）需要閥門（mén）對它（tā）的控製。

2 適用於造紙工業的閥（fá）的類型

對於造紙行業，在生產中所碰到的主要介質有：漿液、蒸汽、水、汙水和黑液（yè）等。

這些介質中，除漂白工段中的漿含（hán）少（shǎo）量氯離子，洗篩（shāi）和堿回收部門的黑液含有堿外，其它介質少有腐蝕性（xìng）。在整個（gè）生產過（guò）程中上述介質在管道（dào）、容器中的（de）壓力一般不超過 1.6MPa。所有介質中蒸汽溫度，就 1.6MPa 蒸汽來說，其飽和時溫度為 203℃。

從（cóng）上述對介質性能的（de）分析可知，用（yòng）於生產（chǎn）中介質（zhì）控製的調節閥不用專門（mén）去考（kǎo）慮耐高溫、高壓、抗強腐蝕、抗爆等因素，在選型和計算（suàn）中也（yě）可略（luè）去諸如液體的閃蒸、阻塞以（yǐ）及高壓差引起的噪聲等複（fù）雜情況。這些有利於調節（jiē）閥的選擇。

在其它行業應用廣泛的（de）單座、雙座、套筒調節閥也適用於造紙行業對水、蒸汽、氣體的控製。而對於（yú）漿（jiāng）、黑液等的控製則普遍應用旋（xuán）轉（zhuǎn）式的 V 型調節球閥、O 型控製球閥及控製（zhì）碟閥，這是造紙工業的特點。

製漿造紙部門的漿液為水和纖維的混合物，它類同於液體又區（qū）別於液體。如（rú）將（jiāng）單、雙座閥用於漿液，由（yóu）於此類閥流路較曲折（shé），在轉角處易將漿（jiāng）液中的（de）漿掛留在該處，長期下去就會堵塞閥流通通道，終使閥（fá）無法開（kāi）關。即使在先期閥芯能開（kāi）關，但在閥座上掛結的漿纖維使閥座、芯關閉不嚴，增加泄漏（lòu）量。

球閥彌補了（le）單、雙座閥用在漿中的不足。球閥的流（liú）路直爽暢通，不會 產生掛漿現象。它通過對球體（tǐ）的旋轉改變（biàn）流體流通而積，使球體和閥座產生剪切（qiē）作用，切斷硬物、雜物。它還具（jù）有流（liú）通量大，密封性好，流量可調範圍達（dá） 1:300 等（děng）特點。球閥中，V 型球閥（fá）用（yòng）於對漿（jiāng）量的調節，O 型（xíng）球閥用於對漿流量的開關（guān）控製。

堿（jiǎn）回收部（bù）門的黑液既具有（yǒu）顆粒（lì）固體，又具有易結晶（jīng）的化學藥品，所以 V、O 型球閥同樣也（yě）是很理想的控製裝（zhuāng）置。

3 調節（jiē）閥尺寸的選擇

造紙工業中的紙漿是由液（yè）體水和固體纖維相混合的二相流，它不同於純（chún）粹液體或氣體（tǐ）的單相流。對於單純的液體或氣體用已有的標準計算公（gōng）式就可以計（jì）算（suàn）出調節閥所（suǒ） 需（xū）的流量係數（shù）和口徑，而對於紙漿這樣的二相流，不能用標準的計算（suàn）式（shì）進行計算，事實上漿液中的液體和固體不能同時簡單（dān）、準確地進行數學描述（shù）。對於這種混合（hé）液 體，芬（fēn）蘭耐萊斯—詹姆斯伯雷公司（sī）做了大量（liàng）的研究工（gōng）作。下麵結合他們的研究作一分析。

漿液不同（tóng）於（yú）水，它們在不同流速（sù）下在管道中的壓損不一樣。當流速很小時壓力損失較（jiào）穩定（dìng），當流速增加時壓損甚到出現一個不穩定（dìng）的值。上述情況（kuàng）中漿液的壓損均大 於水。需要說明的是，在高速時漿液的壓力損失反而低於水的壓損。從漿液所具有的這種特性可知，用計算水的標準公（gōng）式來確定漿液閥流量係數是（shì）不恰當的。過去，采用粗略的校正表明與水相比（bǐ），對漿液需要較大的流量係數。

那麽如何來計算漿（jiāng）液閥的流量係數呢？經過無數次的測量（liàng）從（cóng）被（bèi）測（cè）數據中得出了經驗校正係數 K，它由下麵方程求出：

K＝Q_漿/Q_水
式中，Q_漿——漿液流（liú）量的實測值，Q_水——與漿液相當的水流量。

從測試結果發現，每種濃度的漿都有一組校正曲線。校正曲線見圖 1。

圖 1 校正曲線

從（cóng）校正曲線可知，K 值隨（suí）壓差的增加而增加，隨紙漿濃度（dù）的增加而減小。從壓差（chà）角度看，控（kòng）製閥上的壓差對校正（zhèng）係數 K 有極大的影（yǐng）響（xiǎng），尤其在很小的壓差時需很大的校正係數（shù）。對（duì）濃度而言，當濃度小於 2% 時，漿（jiāng）液狀況與水相似，濃（nóng）度增到 14% 時，不同的（de）漿種校正係數 K 在 0.3~0.6 之間。所有閥徑保持幾乎相同的數值。K 係數對在造紙生產中用的球閥、球缺閥（fá）、蝶閥等旋轉型式（shì）的閥是相同的。

從上述的測試和分析看，校正係數 K 是壓降、漿液濃度和漿液種類的函數。因此我們可以這樣來考慮對漿液控製閥的計算：

1. 當濃度低於（yú） 2% 時，漿液的狀況與水很（hěn）相像，可用水的計算方式來（lái）計算漿液控製閥，無須（xū）作校正。

2. 當濃度大於 2%，根據（jù）每組漿的校正曲線查出 K。先（xiān）按上麵提到的 K 的公式，求出相當於漿的水流量：

Q_水＝Q_漿/K

然後用標準的液體控製閥口徑計算公式來計算。

在生產實際使（shǐ）用中漿的濃度，漿閥的壓差，總不可能固定不變而會有上下變化，因而讓人懷疑所選調節閥流通能力是（shì）否包容了所引起的流量變化（huà）。事實上在工（gōng）程中我 們選用的為 V 型調節球閥，並在設（shè）計中根據正常工（gōng）藝數據（jù）計算（suàn）出的閥徑讓其開（kāi）度在 60% 左右，由（yóu）於該閥的可調比高達 1:300，且它具有（yǒu）優良（liáng）的等百分比流量特性，所以盡管上述參數的（de）變化引起（qǐ）所需流通能力的大小變化，但該閥還是（shì）足以適應（yīng）這種（zhǒng）變化。實際（jì）的使用也說明了這一 點。