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埋地燃?xì)忾y門應(yīng)用選型

燃?xì)忾y門被廣泛應(yīng)用城市供氣管網(wǎng)系統(tǒng)煤氣、液化石油氣、天然氣等多種燃?xì)饨橘|(zhì)管路上。閥門是燃?xì)廨斉?、存?chǔ)系統(tǒng)安全運(yùn)行和檢修、改造、發(fā)展必不可少的重要設(shè)備。如果燃?xì)忾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，輕則影響社會(huì)正常生活、生產(chǎn)，重則給國(guó)家、人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)重大損失。因此，對(duì)燃?xì)忾y門的選用必須慎重。

燃?xì)忾y門應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著燃?xì)馐聵I(yè)的發(fā)展，燃?xì)鈱Ｓ瞄y門的需求量越來(lái)越大，各廠家不斷地推出閥門新產(chǎn)品，以適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要。

目前，市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的燃?xì)忾y門按結(jié)構(gòu)形式分主要有閘閥、球閥、蝶閥。閥門傳動(dòng)方式主要有手動(dòng)、蝸輪傳動(dòng)、電動(dòng)、氣動(dòng)、氣-液聯(lián)動(dòng)等。燃?xì)夤艿酪话懵裨诘叵?，故一般燃?xì)忾y門都采用埋地式或者做閥門井。

據(jù)有關(guān)資料顯示，在城鎮(zhèn)煤制氣輸配系統(tǒng)中應(yīng)用最廣的是手動(dòng)式閘閥，其次為球閥、蝶閥。在目前有些地區(qū)燃?xì)夤艿乐羞\(yùn)行的是人工煤氣。人工煤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”經(jīng)常影響閥門密封甚至“咬死”閥桿。因此，在閥門的選用上我們主要選擇那些從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)能解決這一問(wèn)題的閥門，從而保證閥門啟閉靈活、無(wú)泄漏。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐摸索和數(shù)據(jù)分析，我們發(fā)現(xiàn)閘閥(包括平行雙閘板閘閥和彈性密封單閘板閘閥)比較適用。但隨著天然氣替代煤氣工程的結(jié)束，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，在高壓力作用下砂粒粉塵將對(duì)閥門內(nèi)腔形成較強(qiáng)的沖刷作用且天然氣中含有硫化氫，因此如何在城鎮(zhèn)地下管道上選用天然氣閥門是擺在我們面前的新課題。

天然氣閥門選型分析

1. 埋地天然氣閥門應(yīng)滿足的選型要求

1.1 材料耐腐蝕

管線輸送的天然氣在脫硫前含有大量的硫化氫(這是一種有毒且腐蝕性極強(qiáng)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(guò)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。 

1.2 結(jié)構(gòu)合理

埋地燃?xì)忾y門應(yīng)為全通徑設(shè)計(jì)，降低流阻，便于通過(guò)管道清掃器或管道探測(cè)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。

1.3 密封性好

天然氣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(jué)的內(nèi)泄漏、硬密封閥門在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。至于外泄漏是絕對(duì)不允許的。通常埋地和較重要的閥門都采用閥體全焊式結(jié)構(gòu)。為了保證管線閥門的密封性能，要求密封墊具有優(yōu)良的耐腐蝕性、耐磨性、自潤(rùn)性及彈性。

1.4 操作方便

地下管線閥門絕大多數(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。

1.5 維護(hù)簡(jiǎn)單

閥門的零部件設(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，影響交通的情況發(fā)生。

2. 幾種常用閥門的對(duì)比分析

目前我國(guó)天然氣行業(yè)使用的燃?xì)忾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。下面從三個(gè)方面對(duì)這幾種天然氣閥門進(jìn)行分析比較。

2.1 工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的比較

閘閥是通過(guò)閘板的上下移動(dòng)，來(lái)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(guò)只產(chǎn)生微小的壓力降要求。閘閥通常適用于不需要經(jīng)常啟閉，而且保持閘板全開或全閉的工況。不適用于作為調(diào)節(jié)或節(jié)流使用。閘閥一般為全通徑設(shè)計(jì)，流通阻力小，可通過(guò)清掃球和管道探測(cè)器。閘閥結(jié)構(gòu)高度較高(一般為管徑的3倍-5倍)，適合管道埋深較深的情況。

球閥是靠旋轉(zhuǎn)球體來(lái)使閥門啟閉(開、閉只須旋轉(zhuǎn)90°)。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(jiǎn)單、維修方便，全通徑設(shè)計(jì)，流通阻力小，可通過(guò)清掃球和管道探測(cè)器。

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(lái)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，但流通阻力大且不能通過(guò)清掃球和管道探測(cè)器。

從以上結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理來(lái)分析，閘閥和球閥比較適合應(yīng)用于天然氣管道。

2.2 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)，密封圈完全把介質(zhì)同閥門內(nèi)腔隔離開來(lái)，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，使操作者清楚了解閥門所處狀態(tài)。

球閥也具有耐火性，耐高溫的特性?；馂?zāi)高溫?zé)龤芊庾系木鬯姆蚁┎牧虾?，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；另外它還具有防靜電結(jié)構(gòu)，使球閥在啟閉過(guò)程中形成的靜電導(dǎo)入地下，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(guò)程中過(guò)頭或不到位，影響密封；另外，由于密封圈中部分是橡膠或聚四氟乙烯，在氣體沖刷中易損壞或脫落，且遇火遇高溫易損壞，使用年限短。

從以上的分析結(jié)果我們可以看出，無(wú)論從哪個(gè)角度來(lái)說(shuō)蝶閥都不太適用于埋地燃?xì)夤艿馈５蚩臻g條件限制時(shí)，只能選用蝶閥。選蝶閥時(shí)應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)多偏心蝶閥，密封材料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。

閘閥和球閥從結(jié)構(gòu)特性和安全性來(lái)說(shuō)都比較適用于埋地天然氣管道。但它們也都有各自的缺點(diǎn)。球閥從設(shè)計(jì)到制造都需要較高的技術(shù)水平，因此其造價(jià)較高。閘閥啟閉時(shí)需要旋轉(zhuǎn)很多圈，啟閉用時(shí)較長(zhǎng)。所以我們?cè)谶x用閥門時(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，既能滿足管線的安全運(yùn)行又能達(dá)到減少造價(jià)，物盡其用的目的。

綜上所述、幾款燃?xì)忾y選型可見(jiàn)以下幾點(diǎn)：

(1) 地下管網(wǎng)中壓B級(jí)以下壓力級(jí)制，推薦使用直埋式燃?xì)饣诣T鐵平行雙閘板閘閥；

(2) 地下管網(wǎng)中壓A級(jí)以下壓力級(jí)制，推薦使用直埋式燃?xì)馇蚰T鐵平行雙閘板閘閥或彈性平板閘閥，關(guān)鍵部位推薦使用燃?xì)馇蜷y；

(3) 地下官網(wǎng)高壓B級(jí)以下或高壓A級(jí)壓力級(jí)制，推薦使用直埋式燃?xì)鈴椥云桨彘l閥和固定球閥燃?xì)馇蜷y；

(4) 地下管網(wǎng)高壓A級(jí)以下壓力級(jí)制，推薦使用固定球燃?xì)馇蜷y；

隨著我國(guó)燃?xì)馐聵I(yè)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，會(huì)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)忾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。