地下管網(wǎng)閥門選型分析

地下管網(wǎng)閥門選型分析

在流體管道系統(tǒng)中，閥門是控制元件，其主要作用是隔離設(shè)備和管道系統(tǒng)、調(diào)節(jié)流量、防止回流、調(diào)節(jié)和排泄壓力。閥門可用于控制空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質(zhì)、泥漿、油品、液態(tài)金屬和放射性介質(zhì)等各種類型流體的流動。由于管道系統(tǒng)選擇的閥門顯得非常重要，所以，了解閥門的特性及選擇閥門的步驟和依據(jù)也變得至關(guān)重要起來。地下管網(wǎng)改造，是市政工程，更是民生工程。據(jù)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部消息，未來，我國將每年改造10萬公里以上地下管線。

住房城鄉(xiāng)建設(shè)部相關(guān)司局負(fù)責(zé)人表示，地下管網(wǎng)包括城市范圍內(nèi)為滿足生活、生產(chǎn)需要的給水、雨水、污水、再生水、天然氣、熱力、電力、通信等市政公用管線。目前，全國城市的供水管道長度達(dá)110.30萬公里，排水管道長度91.35萬公里，天然氣管道長度98.04萬公里，供熱管道長度49.34萬公里。據(jù)了解，今年我國將大力推進(jìn)城市地下管網(wǎng)改造，實(shí)施城市排水防澇能力提升工程，深入推進(jìn)城市生命線安全工程建設(shè)。




一、地下管網(wǎng)閥門選型分析閥門的分類

閥門總的可分兩大類：

1、自動閥門

依靠介質(zhì)（液體、氣體）本身的能力而自行動作的閥門。

如止回閥、安全閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、減壓閥等。

2、驅(qū)動閥門

借助手動、電動、液動、氣動來操縱動作的閥門。

如閘閥，截止閥、節(jié)流閥、蝶閥、球閥、旋塞閥等。

按結(jié)構(gòu)特征，根據(jù)關(guān)閉件相對于閥座移動的方向可分為：

截門形：關(guān)閉件沿著閥座中心移動；

閘門形：關(guān)閉件沿著垂直閥座中心移動；

旋塞和球形：關(guān)閉件是柱塞或球，圍繞本身的中心線旋轉(zhuǎn)；

旋啟形：關(guān)閉件圍繞閥座外的軸旋轉(zhuǎn)；

碟形：關(guān)閉件的圓盤，圍繞閥座內(nèi)的軸旋轉(zhuǎn)；

滑閥形：關(guān)閉件在垂直于通道的方向滑動。

按用途，根據(jù)閥門的不同用途可分為：

開斷用：用來接通或切斷管路介質(zhì)，如截止閥、閘閥、球閥、蝶閥等。

止回用：用來防止介質(zhì)倒流，如止回閥。

調(diào)節(jié)用：用來調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力和流量，如調(diào)節(jié)閥、減壓閥。

分配用：用來改變介質(zhì)流向、分配介質(zhì)，如三通旋塞、分配閥、滑閥等。

安全閥：在介質(zhì)壓力超過規(guī)定值時，用來排放多余的介質(zhì)，保證管路系統(tǒng)及設(shè)備安全，如安全閥、事故閥。

其它特殊用途：如疏水閥、放空閥、排污閥等。



按驅(qū)動方式，根據(jù)不同的驅(qū)動方式可分為：

手動：借助手輪、手柄、杠桿或鏈輪等，有人力驅(qū)動，傳動較大力矩時裝有蝸輪、齒輪等減速裝置。

電動：借助電機(jī)或其他電氣裝置來驅(qū)動。

液動：借助（水、油）來驅(qū)動。

氣動：借助壓縮空氣來驅(qū)動。

按壓力，根據(jù)閥門的公稱壓力可分為：

真空閥：絕對壓力

低壓閥：公稱壓力PN≤1.6Mpa的閥門（包括PN≤1.6MPa的鋼閥）

中壓閥：公稱壓力PN2.5—6.4MPa的閥門。

高壓閥：公稱壓力PN10.0—80.0MPa的閥門。

超高壓閥：公稱壓力PN≥100.0MPa的閥門。

按介質(zhì)的溫度分，根據(jù)閥門工作時的介質(zhì)溫度可分為：

普通閥門：適用于介質(zhì)溫度-40℃～425℃的閥門。

高溫閥門：適用于介質(zhì)溫度425℃～600℃的閥門。

耐熱閥門：適用于介質(zhì)溫度600℃以上的閥門。

低溫閥門：適用于介質(zhì)溫度-150℃～ -40℃的閥門。

超低溫閥門：適用于介質(zhì)溫度-150℃以下的閥門。



按公稱通徑分，根據(jù)閥門的公稱通徑可分為：

小口徑閥門：公稱通徑DN

中口徑閥門：公稱通徑DN50～300mm的閥門。

大口徑閥門：公稱通徑DN350～1200mm的閥門。

特大口徑閥門：公稱通徑DN≥1400mm的閥門。

按與管道連接方式分，根據(jù)閥門與管道連接方式可分為：

法蘭連接閥門：閥體帶有法蘭，與管道采用法蘭連接的閥門。

螺紋連接閥門：閥體帶有內(nèi)螺紋或外螺紋，與管道采用螺紋連接的閥門。

焊接連接閥門：閥體帶有焊口，與管道采用焊接連接的閥門。

夾箍連接閥門：閥體上帶有夾口，與管道采用夾箍連接的閥門。

卡套連接閥門：采用卡套與管道連接的閥門。



二、地下管網(wǎng)閥門選型分析閥門的特性

閥門的特性一般有兩種，使用特性和結(jié)構(gòu)特性。

1、使用特性

它確定了閥門的主要使用性能和使用范圍，屬于閥門使用特性的有：

閥門的類別（閉路閥門、調(diào)節(jié)閥門、安全閥門等）；

產(chǎn)品類型（閘閥、截止閥、蝶閥、球閥等）；

閥門主要零件（閥體、閥蓋、閥桿、閥瓣、密封面）的材料；

閥門傳動方式等。

2、結(jié)構(gòu)特性

它確定了閥門的安裝、維修、保養(yǎng)等方法的一些結(jié)構(gòu)特性，屬于結(jié)構(gòu)特性的有：

閥門的結(jié)構(gòu)長度和總體高度、與管道的連接形式（法蘭連接、螺紋連接、夾箍連接、外螺紋連接、焊接端連接等）；

密封面的形式（鑲?cè)?、螺紋圈、堆焊、噴焊、閥體本體）；

閥桿結(jié)構(gòu)形式（旋轉(zhuǎn)桿、升降桿）等。



三、地下管網(wǎng)閥門選型分析選擇閥門的步驟和依據(jù)

1、選擇步驟

（1）明確閥門在設(shè)備或裝置中的用途，確定閥門的工作條件：適用介質(zhì)、工作壓力、工作溫度等等。

（2）確定與閥門連接管道的公稱通徑和連接方式：法蘭、螺紋、焊接等。

（3）確定操作閥門的方式：手動、電動、電磁、氣動或液動、電氣聯(lián)動或電液聯(lián)動等。

（4）根據(jù)管線輸送的介質(zhì)、工作壓力、工作溫度確定所選閥門的殼體和內(nèi)件的材料：灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、碳素鋼、合金鋼、不銹耐酸鋼、銅合金等。

（5）選擇閥門的種類：閉路閥門、調(diào)節(jié)閥門、安全閥門等。

（6）確定閥門的型式：閘閥、截止閥、球閥、蝶閥、節(jié)流閥、安全閥、減壓閥、蒸汽疏水閥等。

（7）確定閥門的參數(shù)：對于自動閥門，根據(jù)不同需要先確定允許流阻、排放能力、背壓等，再確定管道的公稱通徑和閥座孔的直徑。

（8）確定所選用閥門的幾何參數(shù)：結(jié)構(gòu)長度、法蘭連接形式及尺寸、開啟和關(guān)閉后閥門高度方向的尺寸、連接的螺栓孔尺寸和數(shù)量、整個閥門外型尺寸等。

（9）利用現(xiàn)有的資料：閥門產(chǎn)品目錄、閥門產(chǎn)品樣本等選擇適當(dāng)?shù)拈y門產(chǎn)品。

2、選擇閥門的依據(jù)

在了解掌握選擇閥門步驟的同時，還應(yīng)進(jìn)一步了解選擇閥門的依據(jù)。

（1）所選用閥門的用途、使用工況條件和操縱控制方式。

（2）工作介質(zhì)的性質(zhì)：工作壓力、工作溫度、腐蝕性能，是否含有固體顆粒，介質(zhì)是否有毒，是否是易燃、易爆介質(zhì)，介質(zhì)的黏度等等。

（3）對閥門流體特性的要求：流阻、排放能力、流量特性、密封等級等等。

（4）安裝尺寸和外形尺寸要求：公稱通徑、與管道的連接方式和連接尺寸、外形尺寸或重量限制等。

（5）對閥門產(chǎn)品的可靠性、使用壽命和電動裝置的防爆性能等的附加要求。



地下管網(wǎng)閥門選型分析在選定參數(shù)時應(yīng)注意：

如果閥門要用于控制目的，必須確定如下額外參數(shù)：操作方法、最大和最小流量要求、正常流動的壓力降、關(guān)閉時的壓力降、閥門的最大和最小進(jìn)口壓力。

根據(jù)上述選擇閥門的依據(jù)和步驟，合理、正確地選擇閥門時還必須對各種類型閥門的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)了解，以便能對優(yōu)先選用的閥門做出正確的抉擇。

管道的最終控制是閥門。閥門啟閉件控制著介質(zhì)在管道內(nèi)的流束方式，閥門流道的形狀使閥門具備一定的流量特性，在選擇管道系統(tǒng)安裝的閥門時必須考慮到這一點(diǎn)。




地下管網(wǎng)閥門選型分析選擇閥門應(yīng)遵循的原則：

1、截止和開放介質(zhì)用的閥門

流道為直通式的閥門，其流阻較小，通常選擇作為截止和開放介質(zhì)用的閥門。向下閉合式閥門（截止閥、柱塞閥）由于其流道曲折，流阻比其他閥門高，故較少選用。在允許有較高流阻的場合，可選用閉合式閥門。

2、控制流量用的閥門

通常選擇易于調(diào)節(jié)流量的閥門作為控制流量用。向下閉合式閥門（如截止閥）適于這一用途，因?yàn)樗拈y座尺寸與關(guān)閉件的行程之間成正比關(guān)系。旋轉(zhuǎn)式閥門（旋塞閥、蝶閥、球閥）和撓曲閥體式閥門（夾緊閥、隔膜閥）也可用于節(jié)流控制，但通常只能在有限的閥門口徑范圍內(nèi)適用。閘閥是以圓盤形閘板對圓形閥座口做橫切運(yùn)動，它只有在接近關(guān)閉位置時，才能較好地控制流量，故通常不用于流量控制。

3、換向分流用的閥門

根據(jù)換向分流的需要，這種閥門可有三個或更多的通道。旋塞閥和球閥較適用于這一目的，因此，大部分用于換向分流的閥門都選取這類閥門中的一種。但是在有些情況下，其他類型的閥門，只要把兩個或更多個閥門適當(dāng)?shù)叵嗷ミB接起來，也可作換向分流用。

4、帶有懸浮顆粒的介質(zhì)用閥門

當(dāng)介質(zhì)中帶有懸浮顆粒時，采用其關(guān)閉件沿密封面的滑動帶有擦拭作用的閥門。如果關(guān)閉件對閥座的來回運(yùn)動是豎直的，那末就可能夾持顆粒，因此這種閥門除非密封面材料可以允許嵌入顆粒，否則只適用于基本清潔的介質(zhì)。球閥和旋塞閥在啟閉過程中對密封面均有擦拭作用，故適宜用在帶有懸浮顆粒的介質(zhì)中。



四、地下管網(wǎng)閥門選型分析閥門選型說明

1、閘閥的選型

一般情況下，應(yīng)閘閥。閘閥除適用于蒸汽、油品等介質(zhì)外，還適用于含有粒狀固體及粘度較大的介質(zhì)，并適用于放空和低真空系統(tǒng)的閥門。對帶有固體顆粒的介質(zhì)，閘閥閥體上應(yīng)帶有一個或兩個吹掃孔。對低溫介質(zhì)，應(yīng)選用低溫專用閘閥。

2、截止閥選型說明

截止閥適用于對流體阻力要求不嚴(yán)的管路上，即對壓力損失考慮不大，以及高溫、高壓介質(zhì)的管路或裝置，適用于DN＜200mm的蒸汽等介質(zhì)管道上；小型閥門可選用截止閥，如針形閥、儀表閥、取樣閥、壓力計(jì)閥等；截止閥有流量調(diào)節(jié)或壓力調(diào)節(jié)，但對調(diào)節(jié)精度要求不高，而且管路直徑又比較小時，宜選用截止閥或節(jié)流閥；對于劇毒介質(zhì)，宜選用波紋管密封的截止閥；但截止閥不宜用于粘度較大的介質(zhì)和含有顆粒易沉淀的介質(zhì)，也不宜作放空閥及低真空系統(tǒng)的閥門。

3、球閥選型說明

球閥適用于低溫、高壓、粘度大的介質(zhì)。大多數(shù)球閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)中，依據(jù)密封的材料要求也可用于粉狀和顆粒狀的介質(zhì)；全通道球閥不適用于流量調(diào)節(jié)，但適用于要求快速啟閉的場合，便于實(shí)現(xiàn)事故緊急切斷；通常在密封性能嚴(yán)格、磨損、縮口通道、啟閉動作迅速、高壓截止（壓差大）、低噪音、有氣化現(xiàn)象、操作力矩小、流體阻力小的管路中，推薦使用球閥；球閥適用于輕型結(jié)構(gòu)、低壓截止、腐蝕性介質(zhì)中；球閥還是低溫、深冷介質(zhì)的閥門，低溫介質(zhì)的管路系統(tǒng)和裝置上，宜選用加上閥蓋的低溫球閥；（閥門生產(chǎn)廠家推薦：山東國威閥門制造有限公司）選用浮動球球閥時其閥座材料應(yīng)承接球體和工作介質(zhì)的載荷，大口徑的球閥在操作時需要較大的力，DN≥200mm的球閥應(yīng)選用蝸輪傳動形式；固定球球閥適用于較大口徑及壓力較高的場合；另外，用于工藝劇毒物料、可燃介質(zhì)管道的球閥，應(yīng)具有防火、防靜電結(jié)構(gòu)。

4、節(jié)流閥選型說明

節(jié)流閥適用于介質(zhì)溫度較低、壓力較高的場合，適用于需要調(diào)節(jié)流量和壓力的部位，不適用于粘度大和含有固體顆粒的介質(zhì)，不宜作隔斷閥。

5、旋塞閥選型說明

旋塞閥適用于要求快速啟閉的場合，一般不適用于蒸汽及溫度較高的介質(zhì)，用于溫度較低、粘度大的介質(zhì)，也適用于帶懸浮顆粒的介質(zhì)。

6、蝶閥選型說明

蝶閥適用于口徑較大（如DN>600mm）及結(jié)構(gòu)長度要求短，以及需要進(jìn)行流量調(diào)節(jié)及啟閉要求快速的場合，一般用于溫度≤80℃、壓力≤1.0MPa的水、油品和壓縮空氣等介質(zhì)；由于蝶閥相對于閘閥、球閥壓力損失比較大，故蝶閥適用于壓力損失要求不嚴(yán)的管路系統(tǒng)中。

7、止回閥選型說明

止回閥一般適用于清凈介質(zhì)，不宜用于含有固體顆粒和粘度較大的介質(zhì)。

當(dāng)DN≤40mm時，宜采用升降止回閥（僅允許安裝在水平管道上）；

當(dāng)DN＝50～400mm時，宜采用旋啟式升降止回閥（在水平和垂直管道上都可安裝，如安裝在垂直管道上，介質(zhì)流向要由下而上）；

當(dāng)DN≥450mm時，宜采用緩沖型止回閥；

當(dāng)DN＝100～400mm也可選用對夾式止回閥；

旋啟式止回閥可以做成很高的工作壓力，PN可以達(dá)到42MPa，根據(jù)殼體及密封件的材質(zhì)不同可適用于任何工作介質(zhì)和任何工作溫度范圍。介質(zhì)為水、蒸汽、氣體、腐蝕性介質(zhì)、油品、藥品等。介質(zhì)工作溫度范圍在 -196～800℃之間。

8、隔膜閥選型說明

隔膜閥適用于工作溫度小于200℃、壓力小于1.0MPa的油品、水、酸性介質(zhì)和含懸浮物的介質(zhì)，不適用于有機(jī)溶劑和強(qiáng)氧化劑介質(zhì)；研磨顆粒性介質(zhì)宜選堰式隔膜閥，選用堰式隔膜閥要參照它的流量特性表；粘性流體、水泥漿以及沉淀性介質(zhì)宜選用直通式隔膜閥；除特定要求，隔膜閥不宜用于真空管路和真空設(shè)備上。

閥門應(yīng)用、操作頻率和服務(wù)千變?nèi)f化，要控制或杜絕那怕是低微的泄漏，最重要、最關(guān)鍵的設(shè)備還數(shù)閥門。學(xué)會正確選擇閥門至關(guān)重要。