淺談海水淡化中蝶閥的選用
1、海水淡化用蝶閥概述
  中國(guó)的海水淡化技術(shù)經(jīng)過40多年的發(fā)展，目前已進(jìn)入高速產(chǎn)業(yè)化階段，海水淡化市場(chǎng)也步入了快速發(fā)展期。蝶閥是海水淡化裝置的重要配套閥門產(chǎn)品，在海水淡化過程中應(yīng)結(jié)合不同的工藝，選用海水淡化用蝶閥的合理結(jié)構(gòu)和材質(zhì)，以適應(yīng)海水淡化行業(yè)產(chǎn)業(yè)化的工藝流程和特殊要求。

2、海水淡化的主要工藝
  海水淡化(又稱海水脫鹽)是分離海水中鹽和水的過程。從海水中取出水，或除去海水中的鹽，都可以達(dá)到淡化目的。海水淡化的方法，基本上也分為這兩大類。

  ①反滲透法(Reverseosmosis，RO)

  在壓力驅(qū)動(dòng)下，海水中的淡水通過半透膜進(jìn)入膜的低壓側(cè)，而海水中的其他組分(如鹽)被阻擋在膜的高壓側(cè)并隨濃縮海水排出，從而達(dá)到有效的分離。海水淡化時(shí)，在海水一側(cè)施加大于海水滲透壓的外壓，則海水中的純水將反向滲透至淡水中，此即反滲透海水淡化原理(圖1)。為了取得必要的淡化速率，實(shí)際操作壓力大于5.5MPa。

  海水淡化(又稱海水脫鹽)是分離海水中鹽和水的過程。從海水中取出水，或除去海水中的鹽，都可以達(dá)到淡化目的。海水淡化的方法，基本上也分為這兩大類。

  其中得到大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的是反滲透法、電滲析法和蒸餾法。

  ①反滲透法(Reverseosmosis，RO)

  在壓力驅(qū)動(dòng)下，海水中的淡水通過半透膜進(jìn)入膜的低壓側(cè)，而海水中的其他組分(如鹽)被阻擋在膜的高壓側(cè)并隨濃縮海水排出，從而達(dá)到有效的分離。海水淡化時(shí)，在海水一側(cè)施加大于海水滲透壓的外壓，則海水中的純水將反向滲透至淡水中，此即反滲透海水淡化原理。為了取得必要的淡化速率，實(shí)際操作壓力大于5.5MPa。

  ②電滲析法(Electrodialysis，ED)

  在直流電場(chǎng)的作用下，離子透過選擇性離子交換膜而遷移，從而使電解質(zhì)離子自溶液中部分分離出來的過程稱為電滲析。

  ③蒸餾法

  蒸餾法的海水淡化原理簡(jiǎn)單，即將海水加熱，待水蒸汽冷凝后得到淡水。蒸餾法依據(jù)所用能源、設(shè)備及流程的不同，分為多級(jí)閃蒸(Multi-stageflashdistillation，MSF)、低溫多效(Multipleeffectdistillation，MED)和蒸汽壓縮蒸餾(Vaporcom-pression，VC)等。其中，低溫多效在70℃以下進(jìn)行操作，遠(yuǎn)低于多級(jí)閃蒸110℃左右的蒸汽溫度，有效地避免了無(wú)機(jī)鹽的結(jié)垢，是目前最為適用的蒸發(fā)技術(shù)之一。同時(shí)，它可利用各種形式的低位熱源，如與火電廠或核電廠結(jié)合，利用蒸汽輪機(jī)的背壓0.02～0.04MPa(絕對(duì)壓力)抽氣造水，減少發(fā)電損失，提高發(fā)電機(jī)組的效率。

3、淡化工藝中海水蝶閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
  蝶閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和密封形式是由海水的腐蝕性特性和其他工藝參數(shù)決定的。海水的溫度一般在30℃左右，含鹽量約為3%，懸浮物含量為100～150mg/L，海水經(jīng)過處理后(懸浮物約為20mg/L)進(jìn)入淡化裝置。MED裝置的操作溫度在70℃以下。在MED裝置中，主系統(tǒng)的設(shè)備及閥門處于負(fù)壓狀態(tài)。因此，該部分閥門必須是真空設(shè)計(jì)的。

   閥桿具有三重O形圈密封。經(jīng)過填料函的真空試驗(yàn)和密封真空試驗(yàn)完全達(dá)到了阻止大氣漏入的設(shè)計(jì)要求。海水蝶閥的閥體處于膠套的完全包裹中，不會(huì)有海水滲入。閥桿也被膠套和O形圈包裹阻止了海水滲入，保證閥桿不被腐蝕和防止大氣侵入管道。閥桿與蝶板采用方榫結(jié)構(gòu)的連接形式。

4、蝶板材質(zhì)選用
  (1)球墨鑄鐵+尼龍11涂層

  粉末狀尼龍11的熔點(diǎn)為186℃。為保證涂層的穩(wěn)定性及良好的粘和性，將其用在蝶板涂層時(shí)的使用溫度不宜超過100℃，這個(gè)溫度也接近膠套的極限工作溫度。尼龍11涂層的蝶板與膠套之間的摩擦系數(shù)較小，因此開關(guān)時(shí)的力矩也小。尼龍11涂層經(jīng)過了多年的驗(yàn)證，適用于氯離子含量在0.03%(Wt)以下的海水工況蝶板的涂層。

  Halar是乙烯與三氟氯乙烯的交替共聚物，是半結(jié)晶和可熔融加工的含氟聚合物。聚合物粉末只需噴涂幾次就能達(dá)到理想的涂層厚度，每次噴涂最高厚度可達(dá)250μm。在Halar粉末噴涂過程中不需要加入溶濟(jì)或稀釋劑，使用安全，降低成本。還可避免使用有機(jī)溶劑可能帶來的中毒和爆炸的危險(xiǎn)。

  粉末涂層不需要接縫。Halar粉末涂層使用的烘烤溫度在260～290℃之間。通常，Halar粉末涂層應(yīng)用于不銹鋼和碳素鋼表面，在其他金屬、玻璃、碳或陶瓷表面也已得到應(yīng)用。

  涂層從低溫至150℃使用溫度范圍內(nèi)，具有良好的耐化學(xué)性能和絕緣性能。工業(yè)上常用的化學(xué)試劑幾乎都不能對(duì)Halar產(chǎn)生影響。它能夠抵抗的化學(xué)品包括強(qiáng)無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸、強(qiáng)堿、金屬刻蝕劑、液氧，除苯胺和二甲胺以外的所有有機(jī)溶劑。此外，與其他含氟聚合物一樣，Halar會(huì)被金屬鈉和鉀破壞。然而，Halar對(duì)氫氧化鈉和氫氧化鉀具有很強(qiáng)的抵抗作用。

  Halar是一種抗沖擊的韌性材料。它緊密的內(nèi)部結(jié)構(gòu)使其成為耐磨性和防滲透性能最好的含氟聚合物之一。Halar涂層蝶板的涂層厚度可達(dá)600μm以上，涂層抗壓可達(dá)到2.0MPa，還可抗海水中顆粒雜質(zhì)的沖刷。Halar涂層蝶板是最高性價(jià)比的耐海水腐蝕材料，其價(jià)格優(yōu)于316L。氯離子含量在0.04%(Wt)以下的海水工況，可以采用此涂層的蝶板。

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