多晶硅工廠閥門選型的注意事項

張建明

潞安高純硅業(yè)科技有限責任公司，山西長治 046108

因多晶硅工廠既有化工行業(yè)的特性，又有冶金行業(yè)的特性，所以在閥門選型中有一定的特殊性，下邊主要從兩個方面介紹在多晶硅公司閥門選型應注意的問題。

1）從化工行業(yè)特性如何提高可靠性來論述。大多數(shù)化工廠都具有有毒有害、易燃易爆的氣體和液體，而多晶硅廠的主要介質(zhì)為ST，且STC與氧氣反應可生產(chǎn)氫氣，TCS與水劇烈反應產(chǎn)生氯化氫。因此對可靠性要求就更高。能夠適應STC和TCS的材質(zhì)和閥門形式都是當今的研究課題。因此：（1）介質(zhì)為氯硅烷、冷凝劑、廢氣、氫氣、氯化氫的調(diào)節(jié)閥80%以上采用波紋管調(diào)節(jié)閥。圖1為波紋管調(diào)節(jié)閥的內(nèi)部結，其獨特的波紋管內(nèi)部結構杜絕了閥桿處外漏；（2）而如口徑不較大或溫度大于500℃時不能采用金屬波紋管調(diào)節(jié)閥時，可采用氮封形式阻止空氣與閥內(nèi)部介質(zhì)的接觸；（3）而介質(zhì)對人體危害不大，卻對大氣和水有很大危害的工況如冷劑氟利昂時，可采用環(huán)保級密封，來有效阻止介質(zhì)外漏；（4）介質(zhì)為蒸汽時最好采用石墨填料或增強型PTFE填料，最好閥芯閥座采用司太萊堆焊。因蒸汽介質(zhì)的汽蝕現(xiàn)象嚴重，采用堆焊閥門有效調(diào)高閥門壽命；（5）軟密封球閥因結構簡單且泄露等級高也被大量使用，在火災危險場所必須具有防火設計和閥桿防噴出設計，保證在火災發(fā)生時安全可靠運行；（6）在交變工況時，采用的閥門必須保證在低溫時不漏高溫不堵，而不是滿足一個溫度條件。在尾氣吸附工況（在-70℃到300℃兩個工況）采用的閥門材質(zhì)和結構都與其它場合不同；

圖1 波紋管調(diào)節(jié)閥內(nèi)部結構

2）從化工行業(yè)特性如何選用難磨閥門來論述。因為硅粉的硬度為58 HRC～62HRC，且硅粉顆粒由于硅粉顆粒小，比水泥顆粒小 20倍～100倍，此特性決定了閥門選用的特殊性。表1為主要難磨閥門性能的比較。

表1 常用耐磨閥主要性能比較

（1）應根據(jù)介質(zhì)、溫度、開關頻率、cv值、口徑來選擇合適結構的耐磨閥；

（2）而耐磨球閥應結構簡單，價格相對低廉，也廣泛應用于低頻率或還有少量的硅粉顆粒的場所。選用耐磨球閥的注意事項有：

①沒有雙向切斷要求的前提下，盡量采用單閥座浮球切斷結構，這樣閥門會較少出現(xiàn)抱死。閥座結構必須是防顆粒結構；

②閥門的閥座和閥球必須采用高硬度涂層，涂層材料應該高于硅粉硬度，故以碳化鎢（WC）或碳化鉻為主（CrC），兩者的硬度基本上相同，都高于硅粉硬度。不能采用比硅粉硬度小或者相當?shù)乃固┤R或者鎳基合金涂層。如果還有問題，就要嘗試WC+HASC 合金。由于碳化鎢不耐腐蝕，而碳化鉻耐腐蝕，優(yōu)先選擇碳化鉻；

③氣動執(zhí)行機構在滿足設計要求的前提下，盡可能使用雙作用執(zhí)行機構帶手輪，因為萬一硅粉進入閥座腔或其他不適當?shù)奈恢茫瑫е麻y桿扭矩的非線性快速增大，彈簧返回的推力有時無法推動閥球完全回到正確的位置。

（3）選用圓盤閥和耐磨球閥時，應帶返吹結構，防止閥門抱死。

[1]朱舲，張英杰.三氯氫硅氫還原法制多晶硅的自控難點及選型[J].石油化工自動化，2010，5：16-19.