燃气流体设备阀门应用现状及选型之初探讨

 流体设备阀门是燃气输配、存储系统安全运行和检修、改造、发展必不可少的重要设备。如果燃气阀门选型不当或质量不佳，就可能引发泄漏、停产等事故。事故一旦发生，轻则影响社会正常生活、生产，重则给国家、人民生命财产带来重大损失。因此，对燃气阀门的选用必须慎重。

    1、燃气流体设备阀门应用现状

    随着燃气事业的发展，燃气专用阀门的需求量越来越大，上海流体设备阀门生产厂家不断地推出新产品，以适应市场竞争的需要。目前，我国埋地用燃气阀门从结构形式分主要有闸阀、球阀、蝶阀。传动方式主要有手动、蜗轮传动、电动、气动、气—液联动等。安装方式有需建闸井和直埋两种。据有关资料显示，在城镇煤制气输配系统中应用最广的是手动式闸阀。以天津市为例，我市河北、红桥、北辰三个区共有中压管道120多公里，阀门300多个，其中80%以上是闸阀，其次为流体设备阀门、球阀。在实施气源转换工程之前，上述三个区燃气管道中运行的是人工煤气。人工煤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”经常影响阀门密封甚至"咬死"阀杆。因此在阀门的选用上我们主要选择那些从结构特点能解决这一问题的阀门，从而保证阀门启闭灵活、无泄漏。经过多年的实践摸索和数据分析，我们发现闸阀（包括平行双闸板闸阀和弹性密封单闸板闸阀）比较适用。但随着天代煤工程的结束，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，在高压力作用下砂粒粉尘将对阀门内腔形成较强的冲刷作用且天然气中含有腐蚀性极强硫化氢，因此如何在城镇地下管道上选用天然气阀门是摆在我们面前的新课题。

    2、天然气流体设备阀门选型分析

    2.1埋地天然气阀门应满足的要求

    天然气具有易燃易爆腐蚀性强等特点，所以安装在地下管网上的天然气流体设备阀门应满足以下要求：

    2.1.1材料耐腐蚀

    管线输送的天然气在脱硫前含有大量的硫化氢（这是一种有毒且腐蚀性极强的气体，它和铁反应生成硫化铁，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，仍有残存的硫化氢。因此管线阀门选材要选抗硫的耐腐蚀材料。

    2.1.2流体设备阀门结构合理

    埋地燃气阀门应为全通径设计，降低流阻，便于通过管道清扫器或管道探测器,同时节约运行成本；尽可能降低结构高度以便节约安装成本；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阀门所处状态，以避免误操作。

    2.1.3密封性好

    天然气流体设备阀门的泄漏量要求十分严格，CJ3055-95《城镇燃气阀门的实验与检验》标准规定：软密封阀门在1.1倍公称额定使用压力下不允许有任何察觉的内泄漏、硬密封阀门在1.1倍公称额定使用压力下允许的内泄漏量小于0.3DNmm3/s。至于外泄漏是不允许的。通常埋地和较重要的阀门都采用阀体全焊式结构。为了保证管线流体设备阀门的密封性能，要求密封副具有优良的耐腐蚀性、耐磨性、自润性及弹性。

    2.1.4操作方便

    地下管线阀门绝大多数为人力启闭，因此要求阀门的启闭扭矩小，全程转圈数不能太多，便于事故发生后能够尽快切断气源。

    2.1.5流体设备阀门维护简单

    阀门的零部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，影响交通的情况发生。

    2.2流体设备阀门几种常用阀门的对比分析

    目前我国天然气行业使用的燃气阀门从结构形式上分主要有三个大类，即闸阀、球阀、蝶阀等。下面从三个方面对这几种阀门进行分析比较：

    2.2.1工作原理及结构特点的比较

    闸阀是通过闸板的上下移动，来启闭阀门，以实现管线上某一部位系统需要“全开、全关”控制，且满足介质通过只产生微小的压力降要求。闸阀通常适用于不需要经常启闭，而且保持闸板全开或全闭的工况。不适用于作为调节或节流使用。流体设备阀门一般为全通径设计，流通阻力小，可通过清扫球和管道探测器。闸阀结构高度较高（一般为管径的3—5倍），适合管道埋深较深的情况。

    球阀是靠旋转球体来使阀门启闭（开、闭只须旋转90°）。球阀开关轻便，体积小，可以做成很大口径，密封可靠，密封面与球面常在闭合状态，不易被介质冲蚀，在各行业得到广泛的应用。其结构简单、维修方便，全通径设计，流通阻力小，可通过清扫球和管道探测器。

    蝶阀是根据管子挡扳的原理设计的，其流动控制元件是一个有倾角的盘，圆盘固定在心轴上，并以旋转心轴来控制启闭，阀座固定于阀体壁上。其阀体为薄饼型，适用于调节介质流量。流体设备阀门结构体积小，重量轻，易操作，但流通阻力大且不能通过清扫球和管道探测器。

    从以上流体设备阀门结构特点及工作原理来分析，闸阀和球阀比较适合应用于天然气管道。