石油石化行业阀门选型方案

一、选型总则

1、适用范围

覆盖上游油气开采、中游油气集输储运、下游炼油炼化、成品油库、LNG 装置；介质包含原油、天然气、凝析油、成品油、液化气、含硫酸性油气、临氢介质、工艺污水、蒸汽。

2、核心执行标准

工艺选型依据：SH/T 3059、SH/T 3064

阀门设计制造：API 6D、API 607、API 6FA、ASME B16.34、API 598

酸性含硫工况：NACE MR0175 / ISO 15156（抗硫化应力腐蚀）

安全强制要求：

可燃介质阀门：防火结构 Fire-safe、防静电设计

VOC 管控工况：ISO 15848-1 低逸散阀杆密封

安全联锁 ESD 紧急切断：SIL2/SIL3 功能安全认证

3、选型基础信息清单（选型前必须确认）

1）介质名称、组分（是否含 H₂S、CO₂、氯离子、固体砂粒）

2）设计压力、操作压力、压差；设计温度、操作温度

3）功能需求：切断隔离 / 流量调节 / 单向止回 / 紧急切断 ESD

4）管道通径、连接形式（法兰 / 对焊 / 螺纹）

5）驱动方式：手动、气动、电动、液动；是否需要联锁、阀位反馈

6）特殊要求：防火、低泄漏、低温保冷、抗冲刷、SIL 等级

二、各类阀门适用工况（石化标准选型对照表）

1、固定球球阀（主流首选）

✅适用：原油、天然气、成品油、液化气、罐区根部阀、ESD 紧急切断

推荐结构：DN≥150 固定球；DN≤100 浮动球；双活塞效应阀座、防火防静电、阀腔自泄压

密封：洁净油品软密封 PTFE（VI 级零泄漏）；高温 / 含颗粒介质金属硬密封

标准：API 6D、API 607 防火

❌禁止：长期节流调节

2、闸阀

✅适用：高温蒸汽、渣油、原油主干管线、常开 / 常关隔离；流阻小

常用型号：Z40Y、Z60Y；高温工况 WC6/WC9 铬钼钢，密封面堆焊 Stellite 司太立合金

❌不适用：含大量固体颗粒介质（阀腔积渣卡涩）、频繁操作管路

3、截止阀 / 套筒调节阀

✅适用：压力、流量精准调节；蒸汽、油品、工艺介质节流；换热器进出口、旁路系统

自力式减压阀属于该品类分支，用于管网自动稳压

⚠️截止阀天然存在流阻，不适合大流量主干输送管线

4、三偏心金属硬密封蝶阀

✅适用：大口径 DN300 以上、中低压油品、循环水、烟气；储罐进出管线

优势：重量轻、造价低；金属硬密封天然耐火；替代大口径闸阀

❌高压 Class600 以上工况慎用

5、止回阀

旋塞式 / 旋启式止回阀：大口径原油、天然气主干管线

双瓣对夹止回阀：中低压工艺管线、泵出口

作用：防止介质倒流，保护机泵设备

6、刀型插板阀（平板闸阀）

✅适用：催化剂粉料、灰渣、含固体颗粒原油污泥、污水排渣管线

配置建议：带吹扫孔，防止颗粒卡阻阀板；仅作切断，禁止节流

7、旋塞阀

✅适用：原油计量、油品切换分配、粘稠介质；防堵塞性能优异

三、石化各工段完整选型方案

（一）油气集输 / 长输管线

介质：原油、湿天然气、含硫伴生气

工况：中高压 Class300~900，常温～180℃，部分含砂

主干管线隔离：API6D 固定球球阀（防火防静电，NACE 材质含硫工况）

分输站调压回路：套筒调节阀 + 前后切断球阀

清管器收发装置：全通径球阀、旋塞阀

放空排污：锻钢截止阀

（二）原油 / 成品油储罐区（油库）

介质：原油、汽油、柴油、煤油（甲、乙类易燃液体）

强制性要求：API607 防火、防静电，根部阀优先可靠隔离

储罐进出口根部阀：固定球球阀（ESD 紧急切断可选气动）

罐区大口径输送管线：三偏心硬密封蝶阀

切水、排污管线：小型球阀、截止阀

安全配套：呼吸阀、阻火器配套联动切断阀

报警器联动方案：气体探测超标，自动驱动气动球阀紧急切断

（三）常减压蒸馏装置（炼油龙头装置）

介质：原油、馏分油、渣油，温度 220~360℃

加热炉进出口、塔底高温管线：WC6/WC9 高温闸阀、金属硬密封截止阀

塔顶回流、侧线抽出：套筒调节阀

真空系统：波纹管密封截止阀（防止空气内漏）

（四）加氢装置（临氢工况，高危）

介质：氢气、油气、H₂S，高压 10~20MPa，200~450℃

核心风险：氢脆、硫化应力腐蚀

高压临氢切断：锻钢铬钼钢闸阀、固定球球阀，内件 Stellite 堆焊

反应进料 / 产物调节：迷宫式多级降压调节阀（抑制气蚀噪声）

选材强制符合 NACE 标准，材料硬度≤22HRC

（五）LNG 低温系统

介质：液态天然气 -162℃

选型要点：低温专用材质 LCB、304；加长阀颈保冷设计；超低温球阀、低温截止阀

四、材质选型指南（石化核心）

表格

介质工况 阀体推荐材质 阀内件 备注

洁净原油、成品油（常温） WCB 碳钢 416 不锈钢 + Stellite 堆焊 通用工况

高温油品、蒸汽（≤550℃） WC6(1.25Cr)、WC9(2.25Cr) 铬钼钢 + 硬质合金 常减压、加热炉

含 H₂S 酸性油气（湿酸性） WCB (NACE)、LF2 锻钢 硬化处理，硬度限制 必须执行 NACE MR0175

海水、含氯离子腐蚀介质 316L / 双相钢 2205 316L、哈氏合金 禁止使用 304

临氢高压加氢工况 F22 锻钢（A182 F22） Stellite6 堆焊 抗氢脆

LNG 低温 -196℃：LCB、CF8(304) 奥氏体不锈钢 低温冲击试验

五、密封形式选型规则

软密封（PTFE/RPTFE）

优势：VI 级零泄漏；适用≤200℃洁净油品、天然气

限制：不耐高温、不耐固体颗粒；火灾后密封失效，必须配套防火金属后备密封

金属硬密封（金属对金属）

优势：耐温≤550℃、耐颗粒冲刷、天然耐火

不足：存在微量泄漏；适合渣油、含砂介质、高温工况

石化可燃介质软密封阀门强制要求防火结构（API607）

六、执行机构与安全配套选型

气动执行机构（项目主流）

配套：电磁阀、限位开关；ESD 紧急切断选配储气罐，失气故障安全型（FC/FO）

电动执行机构

适合无气源偏远油库、长输管线；低速切断，不用于快速 ESD 联锁

安全功能配置

易燃介质：防静电、防火填料（柔性石墨）

VOC 环保：低逸散阀杆 ISO15848

SIS 安全系统：ESD 切断阀整体 SIL2/SIL3 认证、支持部分行程测试 PST

七、高频选型误区（现场重点规避）

❌用普通闸阀替代球阀用于罐区紧急切断

闸阀启闭速度慢，无法满足 ESD 快速切断要求；阀腔易积油渣。

❌含硫工况不执行 NACE 标准

材质硬度超标，长期运行发生硫化应力开裂，造成介质泄漏重大隐患。

❌选用无防火结构软密封球阀用于甲类可燃液体

火灾发生后非金属密封烧毁，介质持续外泄扩大火情。

❌调节阀当作切断阀、闸阀长期半开节流

密封面快速冲蚀，短期内出现严重内漏。

❌含固体颗粒原油管线选用普通软密封阀门

颗粒切割密封圈，1~3 个月出现泄漏，优先金属硬密封。

八、SEO 问答模块

Q：石油石化罐区根部阀选球阀还是闸阀？

A：优先固定球防火防静电球阀，启闭迅速，满足 ESD 紧急切断；大口径常温管线可选用三偏心蝶阀。

Q：含硫化氢原油管线阀门有什么硬性要求？

A：材质满足 NACE MR0175 标准，控制材料硬度，防止硫化物应力腐蚀开裂；推荐金属硬密封、防火结构。

Q：炼油高温渣油管线阀门材质怎么选？

A：温度＞300℃选用 WC6/WC9 铬钼合金钢阀体，密封面堆焊 Stellite 司太立硬质合金。

Q：石油装置阀门是否必须防火认证？

A：输送甲、乙类可燃液体、可燃气体工艺管道阀门，按照 SH/T3059 规范，必须具备 API607/API6FA 防火结构。

Q：紧急切断 ESD 阀门可以选用电动执行器吗？

A：关键高危区域推荐气动执行机构（配套储气罐）；电动切断速度慢，一般不用于一级安全联锁 ESD。