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进口燃气阀门应用现状及选型初探

作者: 美国MILLER米勒阀门中国运营中心 时间:2022-09-27 11:34:22 阅读:129

        它是阀门式燃气输配和储存系统安全运行、检修、改造和发展的必不可少的重要设备。如果气阀选择不当或质量不好,可能会造成泄漏、停机等事故。一旦发生事故,将会影响社会的正常生活和生产,或者给国家和人民的生命财产带来重大损失。因此,选择燃气阀门必须谨慎。

1.燃气阀的应用现状

        随着燃气行业的发展,特种燃气阀门的需求量越来越大,阀门制造商也在不断推出新产品以适应市场竞争的需要。目前国内埋地燃气阀门主要有闸阀、球阀和蝶阀。传动方式主要有手动、蜗轮传动、电动、气动和气动液体连接等。安装方式有两种:建闸井和直埋。根据相关资料,手动闸阀是城市煤制气输配系统中应用最广泛的阀门。以天津为例,河北、虹桥、北辰等地中压管道120多公里,阀门300多个,其中80%以上是闸阀,其次是蝶阀和球阀。在气源转换工程实施前,上述三个区的输气管道均使用人工煤气。人工煤气含有许多杂质,特别是焦油、芳香烃和灰尘气经常影响气门密封,甚至“咬”气门杆。所以在阀门的选择上,主要是从结构特点上选择那些能解决这个问题的阀门,以保证阀门启闭灵活,无泄漏。经过多年的实践和数据分析,我们发现闸阀(包括平行双闸阀和弹性密封单闸阀)更适合。然而,随着煤炭发电项目的结束,天然气的性质发生了变化。与煤气化相比,天然气更清洁、更干燥,但含有沙尘,压力比煤气化高。在高压作用下,砂质粉尘会对阀腔形成强烈的冲刷作用,天然气中含有强腐蚀性的硫化氢。因此,如何选择城市地下管道中的天然气阀门是摆在我们面前的新课题。

天然气阀门选型分析

2.1埋地天然气阀门的要求

        天然气具有易燃、易爆和腐蚀性,因此安装在地下管网上的天然气阀门应符合下列要求:
材料耐腐蚀性。
        脱硫前管道输送的天然气中含有大量的硫化氢(这是一种有毒的强腐蚀性气体,与铁反应生成硫化铁,呈片状剥落,腐蚀机械设备)。即使经过脱硫等工艺处理的天然气,仍有硫化氢残留。因此,管道阀门的材料选择应是抗硫、耐腐蚀的材料。

2.1.2结构合理
        埋地燃气阀门应设计成全直径,这样可以减小流动阻力,便于管道清扫机或管道检测器通过,节省运行费用。尽可能降低结构高度,以节省安装成本;阀门顶部应装有全封闭的启闭指示器,便于操作人员随时看到阀门的状态,避免误操作。
2.1.3密封性好。

        对天然气阀门泄漏的要求非常严格。CJ3055-95《城镇燃气阀门的试验和检验》规定,软密封阀门在1.1倍公称额定工作压力下不允许有任何可察觉的内漏,硬密封阀门在1.1倍公称额定工作压力下的允许内漏小于0.3 dnmm3/s,至于外漏,是绝对不允许的。埋地阀门和重要阀门一般采用阀体全焊接结构。为了保证管道阀门的密封性能,要求密封副具有优良的耐腐蚀性、耐磨性、自润滑性和弹性。
易于操作
绝大多数地下管道阀门的启闭都是靠人力来完成的,所以要求阀门的启闭力矩要小,整个过程的圈数不能太多,以便事故发生后能尽快切断气源。
简单的维护
阀门部件的设计应考虑少维修、免维护的结构,尽可能减少维修的工作量,减少阀门维修造成的道路封闭和交通影响。


2.2几种常用阀门的对比分析
目前,我国天然气行业使用的气阀主要有三种,即闸阀、球阀、蝶阀等。从以下三个方面对这些阀门进行分析和比较:


2.2.1工作原理和结构特点对比

        闸阀是通过上下移动闸门来开启和关闭阀门,从而满足管道某一部分的系统需要完全打开和完全关闭控制,并满足介质只产生微小压降的要求。闸阀通常适用于不需要经常开启和关闭的工况,闸阀保持全开或全关。不适合调节或者节流。闸阀一般为全通径设计,流阻小,能通过清洁球和管道检测器。闸阀结构高度高(一般为管径的3-mdash;5倍),适用于深埋管道。
球阀通过旋转球来开启和关闭(开启和关闭只需要旋转90 & deg)。球阀重量轻,体积小,可做成大直径,密封可靠,其密封面和球面始终处于封闭状态,不易被介质腐蚀,广泛应用于各行业。本实用新型结构简单,维护方便,全直径设计,流阻低,可通过清洁球和管道探测器。
蝶阀是根据管道挡板原理设计的。其流量控制元件是具有倾斜角的圆盘。圆盘固定在主轴上,通过旋转主轴来控制开闭。阀座固定在阀体壁上。阀体为煎饼状,适用于调节介质的流量。蝶阀体积小,重量轻,操作方便,但流通阻力大,不能通过清洁球和管道检测器。
从以上结构特点和工作原理来看,闸阀和球阀更适合天然气管道。


2.2.2经济比较

        我们从经济上比较了安装一个额定压力为4kg,公称直径为DN200的阀门的成本,得出使用球阀的成本最高,大约是闸阀和蝶阀成本的三倍。虽然闸阀的价格比蝶阀高很多(大约是蝶阀的4倍),但是可以直埋,所以节省了很多安装费用,使得闸阀和蝶阀的整体成本差不多。从多年的使用结果来看,闸阀的性能和使用寿命远远优于蝶阀。所以从这个方面来说,闸阀应该是首选。


2.2.3安全性比较
        随着技术水平的不断提高,各种闸阀的安全性得到了提高。双闸板阀内设有阀杆保护套,防止介质对阀杆的侵蚀;外壳采用特别设计的“鼠笼框架加强筋”,减轻了阀门的整体重量,增强了外壳的强度和刚度;弹性闸阀采用弹性硬密封。当阀门全开或全关时,密封副将介质与阀腔完全隔绝,使闸阀具有耐火、耐高温、耐腐蚀的特点。闸阀配有完全关闭的启闭指示器,以便操作者能清楚地了解阀门的状态。
球阀还具有耐火、耐高温的特点。密封座上的聚四氟乙烯材料经高温燃烧后,金属密封座与所有密封部件可形成金属对金属的密封结构,可阻止气体介质扩散,防止灾害扩大。此外,具有防静电结构,使球阀在启闭过程中形成的静电可以导入地下,防止静电积聚引燃介质,确保设备安全;球阀的有限锁紧机构可防止操作人员误操作或非法操作。
蝶阀密封副的隔离宽度过窄,容易造成阀瓣在关闭过程中关闭过度或不到位,从而影响密封;另外,由于密封副的中间部分是橡胶或聚四氟乙烯,在气体冲洗时容易损坏或脱落,遇火高温时容易损坏,使用寿命短。
        从以上分析结果可以看出,无论从哪个角度看,蝶阀都不适合埋地燃气管道。但由于空间限制,只能使用蝶阀。蝶阀选型时,应选用多偏心优质蝶阀,密封材料采用聚四氟乙烯或硬密封,调试时必须准确调整到关闭位置。
        闸阀和球阀从结构特点和安全性上更适合埋地天然气管道。但都有各自的缺点。球阀从设计到制造都需要很高的技术水平,因此其成本较高。闸阀在启闭时需要多次旋转,耗时较长。所以在选择阀门时,要综合考虑各方面因素,在保证安全可靠的前提下,尽量节约成本。从这个角度来说,应该根据气体的特性和管道的运行压力来合理选择阀门,既能满足管道的安全运行,又能达到降低成本、物尽其用的目的。


四.结束语
随着我国燃气工业和科学技术的不断发展,更多的新技术和新材料将应用于燃气阀门的制造。因此,燃气阀门的选择标准应不断提高,以满足燃气用户的需求。