天然氣管道閥門的選型分析,閥門的結(jié)構(gòu)特性對照
閥門是燃?xì)獾妮斉?、存儲系統(tǒng)安全運(yùn)行和檢修、改造、發(fā)展*的重要設(shè)備。如果用于燃?xì)夤艿赖拈y門選型不當(dāng)或質(zhì)量不佳就可能引發(fā)泄漏、停產(chǎn)等事故。事故一旦發(fā)生輕則會影響社會的正常生活、生產(chǎn)重則會給國家、人民生命財(cái)產(chǎn)帶來重大損失。因此對燃?xì)夤艿篱y門的選用必須慎重。
隨著燃?xì)馐聵I(yè)的發(fā)展燃?xì)忾y門的需求量越來越大閥門生產(chǎn)廠家不斷地推出新產(chǎn)品以適應(yīng)市場競爭的需要。目前我國埋地使用燃?xì)忾y門按結(jié)構(gòu)形式分主要有閘閥、球閥、蝶閥。閥門的傳動(dòng)方式主要有手動(dòng)、蝸輪傳動(dòng)、電動(dòng)、氣動(dòng)、氣一液聯(lián)動(dòng)等。燃?xì)忾y門的安裝方式有需建閘井和直埋兩種。
天然氣閥門的選型分析
1、埋地天然氣閥門應(yīng)滿足的要求
（1）材料耐腐蝕
管線輸送的天然氣在經(jīng)過脫硫前含有大量的硫化氫(這是一種有毒且腐蝕性*的氣體它和鐵反應(yīng)生成硫化鐵呈片狀剝落，腐蝕機(jī)械設(shè)備)即使經(jīng)過脫硫等工藝處理的天然氣仍有殘存的硫化氫因此管線閥門選材要選抗硫的耐腐蝕材料。
（2）結(jié)構(gòu)合理
埋地燃?xì)夤艿篱y門應(yīng)為全通徑設(shè)計(jì)降低流阻便于通過管道清掃器或管道探測器同時(shí)節(jié)約運(yùn)行成本：盡可能降低結(jié)構(gòu)高度以便節(jié)約安裝成本：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)看清閥門所處狀態(tài)以避免誤操作。
（3）密封性好
天然氣管道閥門的泄漏量要求十分嚴(yán)格CJ3055-95《城鎮(zhèn)燃?xì)忾y門的實(shí)驗(yàn)與檢驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：軟密封閥門在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，硬密封的閥門在1.1倍公稱額定使用壓力下允許的內(nèi)泄漏量小于0.3DNmm3／s。而至于外泄漏是不允許的。通常埋地閥門和較重要的閥門都要采用閥體全焊式結(jié)構(gòu)。為了保證管線上閥門的密封性能要求密封墊具有優(yōu)良的耐腐蝕性、耐磨性、自潤性及彈性。
（4）操作方便
地下管線的閥門絕大多數(shù)為人力啟閉因此要求閥門的啟閉扭矩小全程轉(zhuǎn)圈數(shù)不能太多便于事故發(fā)生后能夠盡快切斷氣源。
（5）維護(hù)簡單
閥門的零部件設(shè)計(jì)應(yīng)考慮采用少維護(hù)或者免維護(hù)的結(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的情況發(fā)生。
幾種常用閥門的對比分析：
目前我國天然氣行業(yè)使用的燃?xì)夤艿篱y門從結(jié)構(gòu)形式上分主要有三個(gè)大類即閘閥、球閥、蝶閥等。
1、工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的比較
閘閥是通過閘板的上下移動(dòng)來達(dá)到啟閉閥門以實(shí)現(xiàn)管線上某一部位系統(tǒng)需要"全開、全關(guān)"控制且滿足介質(zhì)通過只產(chǎn)生微小的壓力降要求。閘閥通常適用于那些不需要經(jīng)常啟閉而且保持著閘板全開或全閉的工況不適用于作為調(diào)節(jié)或者節(jié)流使用。閘閥一般為全通徑設(shè)計(jì)它流通阻力小可通過清掃球和管道探測器。閘閥結(jié)構(gòu)高度較高(一般為管徑的3倍一5倍)，適合管道埋深較深的情況。而球閥是靠旋轉(zhuǎn)球體來使閥門達(dá)到啟閉(開、閉只須旋轉(zhuǎn)900)功能的。球閥開關(guān)輕便體積小可以做成很大口徑，密封可靠密封面與球面常在閉合狀態(tài)不易被介質(zhì)沖蝕在各行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)簡單、維修方便全通徑設(shè)計(jì)，流通阻力小可以通過清掃球和管道探測器。然后蝶閥是根據(jù)管子擋扳的原理設(shè)計(jì)的其流動(dòng)控制元件是一個(gè)有傾角的盤圓盤固定在心軸上。并以旋轉(zhuǎn)心軸來控制啟閉閥座固定于閥體壁上。其閥體為薄餅型適用于調(diào)節(jié)介質(zhì)流量。蝶閥結(jié)構(gòu)體積小、重量輕易操作。但是流通阻力大且不能通過清掃球和管道探測器。從以上的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理來分析閘閥和球閥顯然比較適合應(yīng)用于天然氣管道。
2、安全性比較
隨著技術(shù)水平的不斷提高各種閘閥的安全性也不斷得到提高。平行雙閘板閘閥的內(nèi)部裝有閥桿保護(hù)套使閥桿不受介質(zhì)的侵蝕；殼體采用特殊設(shè)計(jì)的"鼠籠框架式加強(qiáng)筋"，減輕了閥門總體重量增強(qiáng)了殼體強(qiáng)度和剛度：彈性密封閘閥采用彈性硬密封閥門全開或全關(guān)時(shí)密封圈*把介質(zhì)同閥門內(nèi)腔隔離開來使閘閥具有耐火、耐高溫、耐腐蝕的特點(diǎn)。閘閥帶有全封閉的啟閉指示器使操作者能清楚的了解閥門所處的狀態(tài)。球閥也具有耐火性、耐高溫的特性?；馂?zāi)的高溫?zé)龤芊庾系木鬯姆蚁┎牧虾蠼饘倜芊庾案鱾€(gè)密封部位均能形成金屬對金屬的密封結(jié)構(gòu)阻止燃?xì)饨橘|(zhì)擴(kuò)散防止災(zāi)情繼續(xù)擴(kuò)大：另外它還具有防靜電結(jié)構(gòu)使球閥在啟閉過程中形成的靜電導(dǎo)人地下，避免靜電積聚點(diǎn)燃介質(zhì)確保設(shè)備安全；球閥有限位加鎖機(jī)構(gòu)可防止操作員誤操作或非法操作。蝶閥的密封墊隔離寬度太窄容易造成閥瓣關(guān)閉過程中過頭或不到位而影響密封；另外由于密封圈中部分是橡膠或聚四氟乙烯在氣體沖刷中也易損壞或脫落，而且遇火遇高溫易損壞使用的年限短。從以上的這些分析結(jié)果我們可以看出無論從哪個(gè)角度來說蝶閥都是不太適用于埋地燃?xì)夤艿赖?。但因空間條件限制時(shí)只能選用蝶閥。選用蝶閥的時(shí)候應(yīng)選用多偏心的蝶閥。密封材料選用聚四氟乙烯或者硬密封蝶閥，調(diào)試蝶閥時(shí)必須準(zhǔn)確調(diào)整到關(guān)閉位置。
閘閥和球閥無論從結(jié)構(gòu)特性還是安全性來說都比較適用于埋地天然氣管道的但它們也都有各自的缺點(diǎn)。球閥從設(shè)計(jì)到制造都是需要較高的技術(shù)水平因此其造價(jià)較高。閘閥在啟閉的時(shí)候需要旋轉(zhuǎn)很多圈啟閉用時(shí)較長。所以我們在選用燃?xì)夤艿篱y門時(shí)應(yīng)綜合各方面的因素在保證安全可靠的情況下盡量地節(jié)約成本，從這個(gè)角度出發(fā)我們應(yīng)根據(jù)燃?xì)馓匦院凸芫€的使用壓力合理選用閥門，既要能滿足管線的安全運(yùn)行又要能達(dá)到減少造價(jià)達(dá)到物盡其用的目的。我們將閘閥和球閥的結(jié)構(gòu)特性及適用工況列如下表(表中尺寸為DN200閥門尺寸)。
閥門的結(jié)構(gòu)特性對照表：
閥門 類別 | 型號 | 密封形式及性能 | 材質(zhì) | 結(jié)構(gòu)尺寸 | PN(MPa) | 安裝方式 |
高(mm) | 長(mm) |
閘閥 | 平行雙閘板閘閥 | 硬密封性能良好 | 灰鑄鐵 | 778 | 292 | 0.2、0.4 | 閘井直埋 |
球墨鑄鐵 | 734 | 292 | 0.4、0.8 | 閘井直埋 |
彈性密封 平板閘閥 | 彈性密封密封圈能自動(dòng)補(bǔ)償 | 球墨鑄鐵 | 1003 | 292 | 0.8 | 閘井直埋 |
碳鋼 | 1038 | 502 | 1.6、2.5 | 閘井直埋 |
全焊接彈性密封直埋閥 | 彈性密封性能良好 | 碳鋼 | 1000 | 660 | 1.6、2.5 | 直埋 |
球閥 | 蝸輪傳動(dòng) | 硬密封橡膠0型圈密封性能好 | 碳鋼 | 804 | 340 | 1.6-2.5 | 閘井 |
全焊接直埋 | 軟硬兩極密封密封性能良好 | 碳鋼 | 1045 | 521 | 1.6、2.5 | 直埋 |
從表中我們可以看出：
1、地下管網(wǎng)中壓B級以下壓力級制推薦使用直埋式燃?xì)饣诣T鐵平行雙閘板閘閥；
2、地下管網(wǎng)中壓A級以下的壓力級制推薦使用直埋式燃?xì)馇蚰T鐵平行雙閘板閘閥或彈性平板閘閥，關(guān)鍵的部位推薦使用燃?xì)馇蜷y：
3、地下管網(wǎng)高壓B級以下或高壓A級壓力級制推薦使用直埋式燃?xì)鈴椥云桨彘l閥和同定球燃?xì)馇蜷y；
4、地下管網(wǎng)高壓A級以上的壓力級制推薦使用固定球燃?xì)馇蜷y；
城市燃?xì)?/span>2008／11(v01．405)隨著我國燃?xì)馐聵I(yè)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展會有更多新技術(shù)、新材料應(yīng)用于燃?xì)忾y門的制造。因此燃?xì)夤艿篱y門的選用標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)不斷的改進(jìn)同時(shí)在新技術(shù)、新材料應(yīng)用當(dāng)中應(yīng)注重操作人員的培訓(xùn)，掌握應(yīng)用技能以適應(yīng)燃?xì)膺\(yùn)行管理的需要。
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