燃?xì)忾y門選型選用
一、中國(guó)燃?xì)猬F(xiàn)狀
上世紀(jì)八十年代以前，沒有燃?xì)鈱Ｓ�，只能沿用水。改革開放以來，經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展促進(jìn)了燃?xì)庵圃鞓I(yè)的發(fā)展，閥門生產(chǎn)廠家注重了研偉燃?xì)鈱Ｓ瞄y門，當(dāng)時(shí)主要從結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上來克服煤制氣中含有較多的雜質(zhì)，尤其是焦油、芳香烴和粉塵混合形成的"煤氣膠"影響閥門密封或"咬死"閥桿的問題。天然氣的開發(fā)和應(yīng)用，使燃?xì)獾男再|(zhì)發(fā)生了變化。天然氣較煤制氣潔凈干燥，但含有砂粒質(zhì)粉塵，壓力也較煤制氣高(煤制氣壓力一般在0.05～0.3MPa，天然氣一般在0.4～1.6MPa甚至更高)在高壓力用途下砂粒粉塵將對(duì)內(nèi)腔形成較強(qiáng)的沖刷用途，多種氣源工況條件下，因此如何在城鎮(zhèn)市區(qū)、門站、儲(chǔ)存設(shè)備、地下管道上選用燃?xì)馐菙[在我們面前的新課題。
二、安裝在地下管網(wǎng)上的應(yīng)滿足的要求
要有足夠的"強(qiáng)度"和"剛度"--"強(qiáng)度"是應(yīng)能承受管線內(nèi)輸配燃?xì)獾淖畲髩毫Γ匾氖潜仨毦邆渥銐虻?剛度"即在承受地下管網(wǎng)受到各種外力情況下仍能保持閥門不發(fā)生變形，可靠保證的密封性能：
1、盡可能降低閥門的結(jié)構(gòu)高度(指流通斷面中心線到閥頂?shù)母叨?以減少埋管深度；
2、閥門頂部應(yīng)裝有全封閉的啟閉指示器，便于操作者隨時(shí)看清所處狀態(tài)，是安全操作的重要條件；
3、全口徑設(shè)計(jì)，降低流阻，便于通過管道清掃器或管道探測(cè)器，還應(yīng)滿足不停輸封閉式開孔機(jī)在管道上開孔；
4、可靠的密封性能，CJ3055-95《城鎮(zhèn)燃?xì)獾膶?shí)驗(yàn)與試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：軟密封在1.1倍公稱額定使用壓力下不允許有任何察覺的內(nèi)泄漏、硬密封在1.1倍公稱額定使用壓力下允許的內(nèi)泄漏率小于0.3DNmm3/s，這個(gè)要求是比較嚴(yán)格的，例如：500mm公稱口徑的燃?xì)饷糠昼姷膬?nèi)泄漏率不能大于9毫升(普通飲水杯的容量是200毫升)至于外泄漏是絕對(duì)不允許的；
5、使用于地下管網(wǎng)的燃?xì)忾y門的閥體要耐腐蝕，建議根據(jù)管線的輸送介質(zhì)和使用壓力采用不同的閥體材料；
6、閥門的零件設(shè)計(jì)應(yīng)考慮采用少維護(hù)、免維護(hù)結(jié)構(gòu)，盡可能減少檢修保養(yǎng)的工作量，減少因閥門檢修保養(yǎng)而封閉道路，影響交通；
7、地下管線閥門絕大多數(shù)為人力啟閉，要求的啟閉扭矩小，全程轉(zhuǎn)圈數(shù)不能太多，事故發(fā)生后能夠盡快切斷氣源；
8、我國(guó)城市道路地下各種管線擁擠，錯(cuò)綜復(fù)雜，不宜開挖地下室窨井，因此推薦直埋式閥門。
三、燃?xì)獾臍んw材料選用
根據(jù)燃?xì)夤芫�的使用壓力合理選用閥體材料，既宮滿足管線的安全運(yùn)行又能達(dá)到減少造價(jià)，物盡其用的目的。
1、中壓B級(jí)(0.2MPa)以下的輸配管線，建議采用灰鑄鐵制閥門，其最高的特點(diǎn)是防腐蝕性能好，而且價(jià)格便宜，非常運(yùn)用于地下管線；
2、中壓A級(jí)(0.4MPa)以下，甚至于高壓B級(jí)(0.8MPa)以下，建議選用球墨鑄鐵或鑄鋼制造，側(cè)重推薦選用球墨鑄鐵。例如：球墨鑄鐵牌號(hào)QT400--18與鑄鋼牌號(hào)碳鋼相比較，前者的機(jī)械性能不亞于后者，而防腐蝕性能和鑄造工藝都優(yōu)于鑄鋼，價(jià)格也低于鑄鋼(一般是鑄鋼的70%左右)因此球墨鑄鐵的整體性能和價(jià)格都優(yōu)于鑄鋼閥門，在上述壓力范圍內(nèi)盡可選用球墨鑄鐵閥門，但是特別要注意對(duì)球墨鑄鐵材料重量的監(jiān)控；
3、在高壓A級(jí)(1.6MPa)或壓力級(jí)別更高的地方，建議選用鑄鋼制閥門，制造4MPa壓力級(jí)別以下的一般選用碳鋼牌號(hào)；
4、最近幾年，各地煤氣公司開始使用PE管，PE管目前使用于0.4MPa壓力級(jí)別以下。
PE也已問世，該系列可直埋，密封性能較好。但是目前PE價(jià)格較高，尤其是大于100mm口徑以上的，PE目前處于推廣試用階段。
四、中國(guó)燃?xì)庑袠I(yè)目前使用的幾種燃?xì)夂?jiǎn)介
1、RX系列油密封式
上世紀(jì)八十年代，我國(guó)燃?xì)庵饕侨斯っ褐茪�，人工煤制氣中有較多的雜質(zhì)和"煤氣膠"，原來傳統(tǒng)使用的單閥板契式水越來越不能適應(yīng)燃?xì)夤r的需要，這類普遍存在"關(guān)不嚴(yán)"和閥桿咬死的問題，我們參考日本技術(shù)研制而成的RX系列燃?xì)庥糜兔芊馐�，解決了關(guān)不嚴(yán)和閥桿咬死的問題。其主要性能優(yōu)點(diǎn)：
采用硬密封結(jié)構(gòu)，使其具有刮膠用途；密封面與煤氣雜質(zhì)不接觸，腔內(nèi)無閥桿，不存在閥桿咬死的問題：專門研制了抗煤氣介質(zhì)侵蝕的密封油脂和O型圈，提高了性能，適應(yīng)我國(guó)燃?xì)夤r，得到了同行們的好評(píng)。但是，油密封式也有其弱點(diǎn)，第一、不與管線同口徑，是管線流通面積的75%左右，增加了流阻和渦流，也無法通過清管器；第二、啟閉前需加注油脂，給使用者帶來不便；第三、公稱口徑一般為DN300以下，DN400以制造難度較大，DN600以上太重用戶不歡迎；
2、RZ系列燃?xì)庥闷叫须p閥板
隨著燃?xì)馐聵I(yè)的發(fā)展和煤氣廠的紛紛建立，需要較大甚至特大公稱口徑的燃?xì)鈱Ｓ瞄y門，RZ系列燃?xì)庥闷叫须p閥板針對(duì)人工煤氣形成的問題給予一一解決，最高口徑達(dá)1600mm。
第一、平行雙閥板在啟閉過程中能刮去密封面上的"煤氣膠"，解決了煤氣雜質(zhì)黏附在密封面上影響閥門密封的大問題；
第二、裝有閥桿保護(hù)套，使閥桿不受"煤氣膠"的侵蝕；
第三、下部帶有排污孔側(cè)蓋，可以清掃落在閥腔底部的垃圾；
第四、全口徑設(shè)計(jì)流阻小，又能通清管器；
第五、殼體采用特殊設(shè)計(jì)的"鼠籠框架式加強(qiáng)筋"減輕了閥門總體質(zhì)量，增強(qiáng)了閥體強(qiáng)度和剛度；
第六、RZ系列燃?xì)忾y體選用灰鑄鐵制造，價(jià)格低廉；第七、該系列帶有全封閉的啟閉指示器，使操作者清楚了解閥門所處狀態(tài)。
該系列問世以來，迅速在全國(guó)煤氣行業(yè)推廣使用，得到了較好的評(píng)價(jià)，至今仍在各地煤氣公司中壓管線上使用；
3、RQZ系列球墨鑄鐵制燃?xì)庥闷叫须p閥板
隨著我國(guó)天然氣進(jìn)入城鎮(zhèn)，筆者與上海煤氣總公司、蘇州市燃?xì)庠O(shè)備閥門制造有限公司根據(jù)天然氣的優(yōu)點(diǎn)又研制了RQZ球墨鑄鐵制燃?xì)庥闷叫须p閥板，該除保留了RZ系列的優(yōu)點(diǎn)外，選用的材料增強(qiáng)了閥門的耐磨性，同時(shí)將壓力等級(jí)提高到了高壓B級(jí)；
4、
相比上述幾種輕便，直徑大，價(jià)格較低，八十年代初期部分煤氣公司曾-度采用，經(jīng)過十年左右的使用，普遍認(rèn)為效果不好。第一、的密封付隔離寬度太窄，容易造成閥瓣關(guān)閉過程中過頭或不到位，影響密封；第二、閥瓣在閥腔中部，流阻大，不能通過清掃器；第三、由于密封付中-部分是橡膠或聚四氟乙烯，在氣體沖刷中易損壞或脫落，使用年限短。實(shí)踐證明除特殊位置，燃?xì)夤芫�上不宜采用，一些已經(jīng)使用的煤氣公司正在(或考慮)更換其他；
5、平板
平板是燃?xì)夤艿澜陙聿砰_始使用的通用閥門，全口徑時(shí)流阻小，兩邊的密封由聚四氟乙烯或橡膠O型環(huán)壓緊在閥板上形成，這種在全關(guān)或全開時(shí)不能做到中腔無氣，不便于用戶搶修時(shí)迅速判斷閥門是否關(guān)嚴(yán)，要達(dá)到中腔無氣則啟閉扭矩會(huì)迅速增加；有些廠家制成縮徑的，列如DN200直徑，內(nèi)徑只有150mm，用戶特別要注意。因此這種平板運(yùn)用于壓力級(jí)制較低，公稱口徑較小的場(chǎng)合。
6、TRZ系列彈性密封燃?xì)?br />
TRZ系列彈性密封燃?xì)馐菂^(qū)別于平板的一種燃?xì)鈱Ｓ瞄y門。該閥的優(yōu)點(diǎn)與固定球的彈性閥座結(jié)構(gòu)相似，閥板兩邊密封座圈采用彈性浮動(dòng)式結(jié)構(gòu)，密封面在啟閉及啟閉過程中始終緊貼在一起，而且能補(bǔ)償密封付的磨損，運(yùn)用于高壓力級(jí)制的場(chǎng)合；該閥在全開、全關(guān)時(shí)閥腔內(nèi)可達(dá)到無氣，即使放散完閥腔中剩余的燃?xì)�，閥腔內(nèi)仍無壓力，使用者可放心在下游管道施工，大大縮短了施工前的停氣準(zhǔn)備工時(shí)，得到了用戶的首肯。
TRZ系列彈性密封燃?xì)獾倪B接型式有法蘭式和焊接式兩種，法蘭式是傳統(tǒng)的連接方式，焊接式可將閥門與管道直接焊接，節(jié)約鋪管費(fèi)用；兩種均可直埋，避免了不必要的窨井，給施工帶來了方便。
TRZ系列彈性密封燃?xì)馊_時(shí)，似管線同口徑的一段管道，流阻極小；且所有密封面暗藏，不與介質(zhì)接觸，對(duì)人工煤制氣來講，"煤氣膠"不可能黏附在密封面上，對(duì)天然氣來講粉塵砂礫沖刷不到零件上。
總而言之，TRZ系列彈性密封燃?xì)膺\(yùn)用于燃?xì)夤芫�，特別運(yùn)用于地下燃?xì)夤芫�，從國(guó)外考察的情況來看，許多國(guó)家的天然氣管線上都采用彈性平板，同公稱口徑彈性平板與相比，都有防火功能，而價(jià)格比低30%左右，使用效果相同。TRZ系列彈性密封燃?xì)獾娜秉c(diǎn)是結(jié)構(gòu)高度較大，有4個(gè)公稱口徑的高度，因?yàn)槁裨诘叵�，管線中軸線上面的高度與通常相同，其缺點(diǎn)還不明顯，主要是下半部高度較通常大-些，施工時(shí)埋設(shè)深度大些，但-般不影響管線鋪設(shè)；
7、RQ系列
是因其流阻小、結(jié)構(gòu)高度小、密封性能好等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用，近年來得到迅速發(fā)展。
有兩種，一種是浮動(dòng)，即球體在閥腔內(nèi)可浮動(dòng)，依靠?jī)啥说拿芊庾鶋壕o球體而穩(wěn)定。這種只能用于公稱口徑較小(150mm以下)或壓力級(jí)制較低(0.8MPa以下)的場(chǎng)合，否則啟閉扭矩會(huì)很大，給使用者帶來困難。
在公稱口徑大于DN200或壓力級(jí)制較高的場(chǎng)合，需用固定球結(jié)構(gòu)，固定在全關(guān)時(shí)，壓在球體上的用途力傳遞到上下兩個(gè)球體支撐軸上，大大減少操作力矩，壓力增加而扔矩不會(huì)明顯增加，便于操作者使用。
RQ系列固定球是專門為燃?xì)庑袠I(yè)設(shè)計(jì)制作的，該閥結(jié)合了國(guó)內(nèi)外各類的優(yōu)點(diǎn)，再根據(jù)中國(guó)國(guó)情開發(fā)研制，運(yùn)用于燃?xì)忾L(zhǎng)輸干線、城市燃?xì)庠O(shè)施。該閥除具有一般的特點(diǎn)外還有明顯的優(yōu)點(diǎn)。第一、耐火性，火災(zāi)高溫?zé)龤芊庾系木鬯姆蚁┎馁|(zhì)后，金屬密封座及各個(gè)密封部位均能形成金屬對(duì)金屬的密封結(jié)構(gòu)，阻止燃?xì)饨橘|(zhì)擴(kuò)散，防止災(zāi)情繼續(xù)擴(kuò)大；第二、防靜電，在啟閉過程中形成的靜電極易點(diǎn)燃燃?xì)�，該將靜電導(dǎo)入地下，確保設(shè)備安全；第三、限位加鎖，是旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，容易造成360度旋轉(zhuǎn)，除了有限位機(jī)構(gòu)外再可加鎖，防止操作人員誤操作或非操作人員擅自操作而引發(fā)的事故；第四、閥桿密封設(shè)計(jì)有防閥桿沖擊裝置，并采用特殊O型圈密封，力矩比同類小，操作輕便，啟閉快速。
五、幾種特殊作用的燃?xì)忾y門介紹
1、調(diào)壓器用緊急切斷閥
調(diào)壓器用緊急切斷閥是燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中的重要安全保護(hù)裝置。緊急切斷閥是在上位或側(cè)位安裝緊急脫扣機(jī)構(gòu)，也有與調(diào)壓器本體連成一個(gè)整體，也有與連成一個(gè)整體，其用途是在調(diào)壓器失靈，造成超壓或失壓后緊急關(guān)閉氣源，保證安全。天然氣在城市中的大量使用，提高了管網(wǎng)壓力級(jí)制，調(diào)壓器的失靈將給城市帶來災(zāi)難性的后果，國(guó)內(nèi)燃?xì)庑袠I(yè)對(duì)此越來越重視。國(guó)內(nèi)選用的產(chǎn)品還沒有形成一定的趨向，進(jìn)口的、合資的、國(guó)產(chǎn)的，良莠難分，選用需謹(jǐn)慎。RAQ系列燃?xì)饩o急切斷閥是與連為一體，結(jié)構(gòu)新穎緊湊，靈敏度高，能在設(shè)定的超壓(300mm/H2O)和失壓(180mm/H2O)迅速切斷調(diào)壓器氣源，確保用戶安全；
2、燃?xì)饩o急切斷閥
燃?xì)忮仩t、燃?xì)饪照{(diào)、燃?xì)庠O(shè)備在發(fā)生燃?xì)庑孤┗蚱渌麨?zāi)情時(shí)，緊急切斷閥快速切斷燃?xì)鈦碓�，防止�?zāi)情擴(kuò)大。目前燃?xì)饩o急切斷閥在國(guó)內(nèi)還沒有普及，隨著環(huán)保意識(shí)和安全意識(shí)的加強(qiáng)，以及燃?xì)馐聵I(yè)的發(fā)展，燃?xì)饩o急切斷閥必定會(huì)得到人們的重視。燃?xì)饩o急切斷閥是保障安全性質(zhì)的閥門，與自動(dòng)化監(jiān)控設(shè)備連機(jī)，執(zhí)行關(guān)閥指令，因此燃?xì)饩o急切斷閥都是電動(dòng)，據(jù)現(xiàn)有資料反映該類閥門有兩大類型，一類是，一類是電動(dòng)閥。由于燃?xì)饩o急切斷閥要求高，主要是快速、密封、流阻小、直徑規(guī)格安等，現(xiàn)有的、電動(dòng)閥都有一定的缺陷，不能滿足其所有要求。下面對(duì)這些閥門逐一進(jìn)行分析：
第一、，目前大多選用進(jìn)口，速度快，但是流阻大，是中流阻最高的，壓力損失大，而且直徑小，大直徑的制造困難，一般只能做到DN150以下，價(jià)格昂貴，如配備大直徑的以滿足口徑要求，技術(shù)經(jīng)濟(jì)比指標(biāo)就很差。有些是靠電磁場(chǎng)吸住開閥，一旦失電，哪怕瞬間失電閥門就關(guān)閉，不符合工況實(shí)際。脫鉤式，通電脫鉤關(guān)閥，靈敏度很高，速度很快，因?yàn)橛弥绷鞯碗妷�，有一點(diǎn)干擾或電源"晃動(dòng)"就會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作，影響正常生活和生產(chǎn)；
第二、電動(dòng)，價(jià)格較低，容易做成大直徑，啟閉速度較快，較慢；流陰較小，較大；密封性較和都差，而且由于密封隔離寬度小，快速啟閉的速度沖擊容易造成啟閉不足或過頭的現(xiàn)象；
第三、電動(dòng)，價(jià)格較電動(dòng)高，流阻小，密封性好，但是速度慢，達(dá)不到緊急切斷的要求；
第四、，流阻小，密封性好，但是市場(chǎng)上國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口的電動(dòng)，啟閉速度一般在15～30秒，還不能滿足快速的要求，用戶對(duì)緊急切斷閥啟閉速度要求一般在10秒以內(nèi)，電動(dòng)有許多特點(diǎn)，只要在啟閉速度上改進(jìn)提高就能成為理想的緊急切斷閥。
RKQ緊急切斷電動(dòng)集合了的特點(diǎn)，啟閉速度達(dá)到3.75秒，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外空白，而且在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)有防靜電和防火功能，電器設(shè)備可與燃?xì)庑孤﹫?bào)警器、災(zāi)情控制設(shè)備連機(jī)，又可與風(fēng)機(jī)等輔助設(shè)備連控，整體設(shè)計(jì)符合DBJ08--65--97《城市天然氣管道工程性能規(guī)范》價(jià)格比同類進(jìn)口產(chǎn)品低得多。一經(jīng)問世即被燃?xì)庥脩羲邮埽⒌玫胶迷u(píng)。
3、燃?xì)?br /> 燃?xì)鈨?chǔ)配站的壓縮機(jī)往往需要配置，防止燃?xì)饣亓鬟M(jìn)壓縮機(jī)。水用在燃?xì)庑袠I(yè)已經(jīng)淘汰，一般燃?xì)獾闹饕秉c(diǎn)是閘板隨著壓縮機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)而顫動(dòng)，與殼體碰撞發(fā)生很大的響聲，容易損壞閘板；第二是密封性差。R型系列燃?xì)廨^好地解決了這些問題。該系列的密封付將其他的90度改為75度，使閘板向閥座形成-個(gè)自然壓力，同時(shí)閘板外結(jié)構(gòu)再加上可調(diào)節(jié)平衡錘，解決了聲響問題；密封付改用聚四氟乙烯改善了密封性能，杜絕了"回氣"現(xiàn)象，R型燃?xì)鈫柺酪詠硪延馐辏褂眯Ч芎谩?/p>
六、燃?xì)庥嘘P(guān)標(biāo)準(zhǔn)
燃?xì)忾y門在燃?xì)庑袠I(yè)中占有重要的地位，建設(shè)部十分重視對(duì)燃?xì)忾y門的規(guī)范性建設(shè)，燃?xì)忾y門的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有CJ3005-1992《城鎮(zhèn)燃?xì)庥没诣T鐵閥門的通用技術(shù)要求》、CJ3055-1995《城鎮(zhèn)燃?xì)庥玫臋z驗(yàn)與試驗(yàn)》、CJ3056--1995《城鎮(zhèn)燃?xì)庥们蚰T鐵和鑄鋼制的通用性能參數(shù)》、2002年6月又通過了《家用手動(dòng)燃?xì)忾y門》的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)的制訂和頒布規(guī)范了閥門行業(yè)、推動(dòng)了燃?xì)忾y門的進(jìn)步和發(fā)展、促進(jìn)了燃?xì)馐聵I(yè)的發(fā)展；為研制、生產(chǎn)、使用單位提供了參考依據(jù)；提高了對(duì)燃?xì)馀c通用閥門區(qū)別的認(rèn)識(shí)，保證了燃?xì)獾陌踩６龋皇艿搅巳細(xì)馔袀兊臍g迎。
燃?xì)忾y門結(jié)論
根據(jù)我國(guó)國(guó)情和燃?xì)猬F(xiàn)狀的分析，可以得出以下基本結(jié)論。
1、地下管網(wǎng)中壓B級(jí)以下壓力級(jí)制，推薦使用直埋式RZ系列灰鑄鐵平行雙閥板；
2、地下管網(wǎng)中壓A級(jí)以下壓力級(jí)制，推薦使用直埋式RZ、RQZ系列平行雙閥板或TRZ系列彈性平板；
3、地下管網(wǎng)高壓B級(jí)以下或高壓A級(jí)壓力級(jí)制，推薦使用直埋式TRZ系列彈性平板和固定球燃?xì)猓?br />
4、地下管網(wǎng)高壓A級(jí)以上壓力級(jí)制，推薦使用固定球燃?xì)猓?br />
5、儲(chǔ)配站或地面設(shè)備上由于壓力在0.4MPa以下，大于DN500直徑的，盡量使用，可降低價(jià)格。
6、在調(diào)壓器或調(diào)壓站內(nèi)，壓力級(jí)制較低(0.4MPa以下)建議采用RZ或RQZ平行雙閥板，燃?xì)饪刹捎酶?dòng)型燃?xì)猓鐗毫?jí)制低于1.6MPa，可用固定型燃?xì)夂蚑RZ彈性平板。
7、在調(diào)壓箱內(nèi)，因空間條件限制，必須選用時(shí)，應(yīng)選用多偏心優(yōu)質(zhì)，密封材質(zhì)選用聚四氟乙烯或硬密封，調(diào)試時(shí)必須準(zhǔn)確調(diào)整到關(guān)閉位置。
我國(guó)的燃?xì)馐聵I(yè)，尤其是天然氣的快速發(fā)展和普及，帶動(dòng)了燃?xì)忾y門制造業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。隨著西氣東輸、海洋天然氣上岸、俄羅斯氣源的引進(jìn)，新型的燃?xì)鈱?huì)問世，以適應(yīng)廣大燃?xì)庥脩舻男枰?/p>
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