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燃气阀门选型选用

2013/10/18 20:49:35      点击:
燃气阀门选型选用
来源:http://www.sitsti.com
阀门,选型,设计
发布日期:2013-5-25

一、中国燃气现状
  上世纪八十年代以前,没有燃气专用,只能沿用水。改革开放以来,经济建设的发展促进了燃气制造业的发展,阀门生产厂家注重了研伟燃气专用阀门,当时主要从结构的设计上来克服煤制气中含有较多的杂质,尤其是焦油、芳香烃和粉尘混合形成的"煤气胶"影响阀门密封或"咬死"阀杆的问题。天然气的开发和应用,使燃气的性质发生了变化。天然气较煤制气洁净干燥,但含有砂粒质粉尘,压力也较煤制气高(煤制气压力一般在0.05~0.3MPa,天然气一般在0.4~1.6MPa甚至更高)在高压力用途下砂粒粉尘将对内腔形成较强的冲刷用途,多种气源工况条件下,因此如何在城镇市区、门站、储存设备、地下管道上选用燃气是摆在我们面前的新课题。

二、安装在地下管网上的应满足的要求
  要有足够的"强度"和"刚度"--"强度"是应能承受管线内输配燃气的最大压力,更重要的是必须具备足够的"刚度"即在承受地下管网受到各种外力情况下仍能保持阀门不发生变形,可靠保证的密封性能:
  1、尽可能降低阀门的结构高度(指流通断面中心线到阀顶的高度)以减少埋管深度;
  2、阀门顶部应装有全封闭的启闭指示器,便于操作者随时看清所处状态,是安全操作的重要条件;
  3、全口径设计,降低流阻,便于通过管道清扫器或管道探测器,还应满足不停输封闭式开孔机在管道上开孔;
  4、可靠的密封性能,CJ3055-95《城镇燃气的实验与试验》标准规定:软密封在1.1倍公称额定使用压力下不允许有任何察觉的内泄漏、硬密封在1.1倍公称额定使用压力下允许的内泄漏率小于0.3DNmm3/s,这个要求是比较严格的,例如:500mm公称口径的燃气每分钟的内泄漏率不能大于9毫升(普通饮水杯的容量是200毫升)至于外泄漏是绝对不允许的;
  5、使用于地下管网的燃气阀门的阀体要耐腐蚀,建议根据管线的输送介质和使用压力采用不同的阀体材料;
  6、阀门的零件设计应考虑采用少维护、免维护结构,尽可能减少检修保养的工作量,减少因阀门检修保养而封闭道路,影响交通;
  7、地下管线阀门绝大多数为人力启闭,要求的启闭扭矩小,全程转圈数不能太多,事故发生后能够尽快切断气源;
  8、我国城市道路地下各种管线拥挤,错综复杂,不宜开挖地下室窨井,因此推荐直埋式阀门。

三、燃气的壳体材料选用
  根据燃气管线的使用压力合理选用阀体材料,既宫满足管线的安全运行又能达到减少造价,物尽其用的目的。
       1、中压B级(0.2MPa)以下的输配管线,建议采用灰铸铁制阀门,其最高的特点是防腐蚀性能好,而且价格便宜,非常运用于地下管线;
       2、中压A级(0.4MPa)以下,甚至于高压B级(0.8MPa)以下,建议选用球墨铸铁或铸钢制造,侧重推荐选用球墨铸铁。例如:球墨铸铁牌号QT400--18与铸钢牌号碳钢相比较,前者的机械性能不亚于后者,而防腐蚀性能和铸造工艺都优于铸钢,价格也低于铸钢(一般是铸钢的70%左右)因此球墨铸铁的整体性能和价格都优于铸钢阀门,在上述压力范围内尽可选用球墨铸铁阀门,但是特别要注意对球墨铸铁材料重量的监控;
       3、在高压A级(1.6MPa)或压力级别更高的地方,建议选用铸钢制阀门,制造4MPa压力级别以下的一般选用碳钢牌号;
       4、最近几年,各地煤气公司开始使用PE管,PE管目前使用于0.4MPa压力级别以下。
PE也已问世,该系列可直埋,密封性能较好。但是目前PE价格较高,尤其是大于100mm口径以上的,PE目前处于推广试用阶段。

四、中国燃气行业目前使用的几种燃气简介

1、RX系列油密封式
  上世纪八十年代,我国燃气主要是人工煤制气,人工煤制气中有较多的杂质和"煤气胶",原来传统使用的单阀板契式水越来越不能适应燃气工况的需要,这类普遍存在"关不严"和阀杆咬死的问题,我们参考日本技术研制而成的RX系列燃气用油密封式,解决了关不严和阀杆咬死的问题。其主要性能优点:
采用硬密封结构,使其具有刮胶用途;密封面与煤气杂质不接触,腔内无阀杆,不存在阀杆咬死的问题:专门研制了抗煤气介质侵蚀的密封油脂和O型圈,提高了性能,适应我国燃气工况,得到了同行们的好评。但是,油密封式也有其弱点,第一、不与管线同口径,是管线流通面积的75%左右,增加了流阻和涡流,也无法通过清管器;第二、启闭前需加注油脂,给使用者带来不便;第三、公称口径一般为DN300以下,DN400以制造难度较大,DN600以上太重用户不欢迎;

2、RZ系列燃气用平行双阀板
  随着燃气事业的发展和煤气厂的纷纷建立,需要较大甚至特大公称口径的燃气专用阀门,RZ系列燃气用平行双阀板针对人工煤气形成的问题给予一一解决,最高口径达1600mm。
第一、平行双阀板在启闭过程中能刮去密封面上的"煤气胶",解决了煤气杂质黏附在密封面上影响阀门密封的大问题;
第二、装有阀杆保护套,使阀杆不受"煤气胶"的侵蚀;
第三、下部带有排污孔侧盖,可以清扫落在阀腔底部的垃圾;
第四、全口径设计流阻小,又能通清管器;
第五、壳体采用特殊设计的"鼠笼框架式加强筋"减轻了阀门总体质量,增强了阀体强度和刚度;
第六、RZ系列燃气阀体选用灰铸铁制造,价格低廉;第七、该系列带有全封闭的启闭指示器,使操作者清楚了解阀门所处状态。
  该系列问世以来,迅速在全国煤气行业推广使用,得到了较好的评价,至今仍在各地煤气公司中压管线上使用;

3、RQZ系列球墨铸铁制燃气用平行双阀板
  随着我国天然气进入城镇,笔者与上海煤气总公司、苏州市燃气设备阀门制造有限公司根据天然气的优点又研制了RQZ球墨铸铁制燃气用平行双阀板,该除保留了RZ系列的优点外,选用的材料增强了阀门的耐磨性,同时将压力等级提高到了高压B级;

4、
  相比上述几种轻便,直径大,价格较低,八十年代初期部分煤气公司曾-度采用,经过十年左右的使用,普遍认为效果不好。第一、的密封付隔离宽度太窄,容易造成阀瓣关闭过程中过头或不到位,影响密封;第二、阀瓣在阀腔中部,流阻大,不能通过清扫器;第三、由于密封付中-部分是橡胶或聚四氟乙烯,在气体冲刷中易损坏或脱落,使用年限短。实践证明除特殊位置,燃气管线上不宜采用,一些已经使用的煤气公司正在(或考虑)更换其他;

5、平板
  平板是燃气管道近年来才开始使用的通用阀门,全口径时流阻小,两边的密封由聚四氟乙烯或橡胶O型环压紧在阀板上形成,这种在全关或全开时不能做到中腔无气,不便于用户抢修时迅速判断阀门是否关严,要达到中腔无气则启闭扭矩会迅速增加;有些厂家制成缩径的,列如DN200直径,内径只有150mm,用户特别要注意。因此这种平板运用于压力级制较低,公称口径较小的场合。

6、TRZ系列弹性密封燃气
  TRZ系列弹性密封燃气是区别于平板的一种燃气专用阀门。该阀的优点与固定球的弹性阀座结构相似,阀板两边密封座圈采用弹性浮动式结构,密封面在启闭及启闭过程中始终紧贴在一起,而且能补偿密封付的磨损,运用于高压力级制的场合;该阀在全开、全关时阀腔内可达到无气,即使放散完阀腔中剩余的燃气,阀腔内仍无压力,使用者可放心在下游管道施工,大大缩短了施工前的停气准备工时,得到了用户的首肯。
  TRZ系列弹性密封燃气的连接型式有法兰式和焊接式两种,法兰式是传统的连接方式,焊接式可将阀门与管道直接焊接,节约铺管费用;两种均可直埋,避免了不必要的窨井,给施工带来了方便。
  TRZ系列弹性密封燃气全开时,似管线同口径的一段管道,流阻极小;且所有密封面暗藏,不与介质接触,对人工煤制气来讲,"煤气胶"不可能黏附在密封面上,对天然气来讲粉尘砂砾冲刷不到零件上。
  总而言之,TRZ系列弹性密封燃气运用于燃气管线,特别运用于地下燃气管线,从国外考察的情况来看,许多国家的天然气管线上都采用弹性平板,同公称口径弹性平板与相比,都有防火功能,而价格比低30%左右,使用效果相同。TRZ系列弹性密封燃气的缺点是结构高度较大,有4个公称口径的高度,因为埋在地下,管线中轴线上面的高度与通常相同,其缺点还不明显,主要是下半部高度较通常大-些,施工时埋设深度大些,但-般不影响管线铺设;

7、RQ系列
  是因其流阻小、结构高度小、密封性能好等特点而得到广泛应用,近年来得到迅速发展。
  有两种,一种是浮动,即球体在阀腔内可浮动,依靠两端的密封座压紧球体而稳定。这种只能用于公称口径较小(150mm以下)或压力级制较低(0.8MPa以下)的场合,否则启闭扭矩会很大,给使用者带来困难。
  在公称口径大于DN200或压力级制较高的场合,需用固定球结构,固定在全关时,压在球体上的用途力传递到上下两个球体支撑轴上,大大减少操作力矩,压力增加而扔矩不会明显增加,便于操作者使用。
  RQ系列固定球是专门为燃气行业设计制作的,该阀结合了国内外各类的优点,再根据中国国情开发研制,运用于燃气长输干线、城市燃气设施。该阀除具有一般的特点外还有明显的优点。第一、耐火性,火灾高温烧毁密封座上的聚四氟乙烯材质后,金属密封座及各个密封部位均能形成金属对金属的密封结构,阻止燃气介质扩散,防止灾情继续扩大;第二、防静电,在启闭过程中形成的静电极易点燃燃气,该将静电导入地下,确保设备安全;第三、限位加锁,是旋转机构,容易造成360度旋转,除了有限位机构外再可加锁,防止操作人员误操作或非操作人员擅自操作而引发的事故;第四、阀杆密封设计有防阀杆冲击装置,并采用特殊O型圈密封,力矩比同类小,操作轻便,启闭快速。

五、几种特殊作用的燃气阀门介绍

1、调压器用紧急切断阀
  调压器用紧急切断阀是燃气输配系统中的重要安全保护装置。紧急切断阀是在上位或侧位安装紧急脱扣机构,也有与调压器本体连成一个整体,也有与连成一个整体,其用途是在调压器失灵,造成超压或失压后紧急关闭气源,保证安全。天然气在城市中的大量使用,提高了管网压力级制,调压器的失灵将给城市带来灾难性的后果,国内燃气行业对此越来越重视。国内选用的产品还没有形成一定的趋向,进口的、合资的、国产的,良莠难分,选用需谨慎。RAQ系列燃气紧急切断阀是与连为一体,结构新颖紧凑,灵敏度高,能在设定的超压(300mm/H2O)和失压(180mm/H2O)迅速切断调压器气源,确保用户安全;

2、燃气紧急切断阀
  燃气锅炉、燃气空调、燃气设备在发生燃气泄漏或其他灾情时,紧急切断阀快速切断燃气来源,防止灾情扩大。目前燃气紧急切断阀在国内还没有普及,随着环保意识和安全意识的加强,以及燃气事业的发展,燃气紧急切断阀必定会得到人们的重视。燃气紧急切断阀是保障安全性质的阀门,与自动化监控设备连机,执行关阀指令,因此燃气紧急切断阀都是电动,据现有资料反映该类阀门有两大类型,一类是,一类是电动阀。由于燃气紧急切断阀要求高,主要是快速、密封、流阻小、直径规格安等,现有的、电动阀都有一定的缺陷,不能满足其所有要求。下面对这些阀门逐一进行分析:
第一、,目前大多选用进口,速度快,但是流阻大,是中流阻最高的,压力损失大,而且直径小,大直径的制造困难,一般只能做到DN150以下,价格昂贵,如配备大直径的以满足口径要求,技术经济比指标就很差。有些是靠电磁场吸住开阀,一旦失电,哪怕瞬间失电阀门就关闭,不符合工况实际。脱钩式,通电脱钩关阀,灵敏度很高,速度很快,因为用直流低电压,有一点干扰或电源"晃动"就会产生误动作,影响正常生活和生产;
第二、电动,价格较低,容易做成大直径,启闭速度较快,较慢;流阴较小,较大;密封性较和都差,而且由于密封隔离宽度小,快速启闭的速度冲击容易造成启闭不足或过头的现象;
第三、电动,价格较电动高,流阻小,密封性好,但是速度慢,达不到紧急切断的要求;
第四、,流阻小,密封性好,但是市场上国产或进口的电动,启闭速度一般在15~30秒,还不能满足快速的要求,用户对紧急切断阀启闭速度要求一般在10秒以内,电动有许多特点,只要在启闭速度上改进提高就能成为理想的紧急切断阀。

  RKQ紧急切断电动集合了的特点,启闭速度达到3.75秒,填补了国内外空白,而且在结构上设计有防静电和防火功能,电器设备可与燃气泄漏报警器、灾情控制设备连机,又可与风机等辅助设备连控,整体设计符合DBJ08--65--97《城市天然气管道工程性能规范》价格比同类进口产品低得多。一经问世即被燃气用户所接受,并得到好评。

3、燃气
  燃气储配站的压缩机往往需要配置,防止燃气回流进压缩机。水用在燃气行业已经淘汰,一般燃气的主要缺点是闸板随着压缩机往复运动而颤动,与壳体碰撞发生很大的响声,容易损坏闸板;第二是密封性差。R型系列燃气较好地解决了这些问题。该系列的密封付将其他的90度改为75度,使闸板向阀座形成-个自然压力,同时闸板外结构再加上可调节平衡锤,解决了声响问题;密封付改用聚四氟乙烯改善了密封性能,杜绝了"回气"现象,R型燃气问世以来已逾十年,使用效果很好。

六、燃气有关标准
  燃气阀门在燃气行业中占有重要的地位,建设部十分重视对燃气阀门的规范性建设,燃气阀门的行业标准有CJ3005-1992《城镇燃气用灰铸铁阀门的通用技术要求》、CJ3055-1995《城镇燃气用的检验与试验》、CJ3056--1995《城镇燃气用球墨铸铁和铸钢制的通用性能参数》、2002年6月又通过了《家用手动燃气阀门》的行业标准。这些标准的制订和颁布规范了阀门行业、推动了燃气阀门的进步和发展、促进了燃气事业的发展;为研制、生产、使用单位提供了参考依据;提高了对燃气与通用阀门区别的认识,保证了燃气的安全裕度;受到了燃气同行们的欢迎。

燃气阀门结论

  根据我国国情和燃气现状的分析,可以得出以下基本结论。
1、地下管网中压B级以下压力级制,推荐使用直埋式RZ系列灰铸铁平行双阀板;
2、地下管网中压A级以下压力级制,推荐使用直埋式RZ、RQZ系列平行双阀板或TRZ系列弹性平板;
3、地下管网高压B级以下或高压A级压力级制,推荐使用直埋式TRZ系列弹性平板和固定球燃气;
4、地下管网高压A级以上压力级制,推荐使用固定球燃气;
5、储配站或地面设备上由于压力在0.4MPa以下,大于DN500直径的,尽量使用,可降低价格。
6、在调压器或调压站内,压力级制较低(0.4MPa以下)建议采用RZ或RQZ平行双阀板,燃气可采用浮动型燃气,如压力级制低于1.6MPa,可用固定型燃气和TRZ弹性平板。
7、在调压箱内,因空间条件限制,必须选用时,应选用多偏心优质,密封材质选用聚四氟乙烯或硬密封,调试时必须准确调整到关闭位置。
  我国的燃气事业,尤其是天然气的快速发展和普及,带动了燃气阀门制造业的进步和发展。随着西气东输、海洋天然气上岸、俄罗斯气源的引进,新型的燃气将会问世,以适应广大燃气用户的需要