燃?xì)忾y門(mén)選型技術(shù)的研究
上世紀(jì)八十年代以來(lái)，隨著國(guó)家環(huán)境意識(shí)的加強(qiáng)和能源結(jié)構(gòu)的改變，我國(guó)城市燃?xì)馐聵I(yè)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，燃?xì)夥N類(lèi)從單純煤制發(fā)展到多種氣源并舉，九十年代后期，我國(guó)天然氣資源的連續(xù)開(kāi)發(fā)、建設(shè)和利用，促使我國(guó)城鎮(zhèn)天然氣發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期。
天然氣輸配儲(chǔ)存的壓力相對(duì)人工制燃?xì)飧撸谌丝诿芗某擎?zhèn)中安全儲(chǔ)存和輸送是極為重要的。試想如果因燃?xì)忾y門(mén)選型不當(dāng)或質(zhì)量不佳，以至引發(fā)的泄漏、停產(chǎn)事故，輕者影響社會(huì)正常生活、生產(chǎn)，重者給國(guó)家、人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)重大損失。因此筆者認(rèn)為：閥門(mén)是燃?xì)廨斉洹⒋鎯?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，從事燃?xì)庑袠I(yè)的領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員對(duì)燃?xì)忾y門(mén)的選用必須引起足夠的重視。
筆者從事燃?xì)忾y門(mén)的研制工作已近20年，本文將對(duì)燃?xì)忾y門(mén)的材質(zhì)選用、結(jié)構(gòu)造型、工況選型和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提出自己的看法，僅供燃?xì)庑袠I(yè)的同仁們參考。
一、我國(guó)燃?xì)忾y門(mén)現(xiàn)狀
上世紀(jì)八十年代以前，沒(méi)有燃?xì)鈱?zhuān)用閥門(mén)，只能沿用水閥門(mén)。改革開(kāi)放以來(lái)，經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展促進(jìn)了燃?xì)庵圃鞓I(yè)的發(fā)展，閥門(mén)生產(chǎn)廠(chǎng)家注重了研偉燃?xì)鈱?zhuān)用閥門(mén)，當(dāng)時(shí)主要從結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上來(lái)克服煤制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"影響閥門(mén)密封或"咬死"閥桿的問(wèn)題。天然氣的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，使燃?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(煤制氣壓力一般在0.05～0.3MPa，天然氣一般在0.4～1.6MPa甚至更高)在高壓力作用下砂粒粉塵將對(duì)閥門(mén)內(nèi)腔形成較強(qiáng)的沖刷作用，多種氣源工況條件下，因此如何在城鎮(zhèn)市區(qū)、門(mén)站、儲(chǔ)存設(shè)備、地下管道上選用燃?xì)忾y門(mén)是擺在我們面前的新課題。
二、安裝在地下管網(wǎng)上的閥門(mén)應(yīng)滿(mǎn)足的要求
要有足夠的"強(qiáng)度"和"剛度"--"強(qiáng)度"是閥門(mén)應(yīng)能承受管線(xiàn)內(nèi)輸配燃?xì)獾淖罡邏毫Γ匾氖潜仨毦邆渥銐虻?剛度"即在承受地下管網(wǎng)受到各種外力情況下仍能保持閥門(mén)不發(fā)生變形，可靠保證閥門(mén)的密封性能：
1、盡可能降低閥門(mén)的結(jié)構(gòu)高度(指閥門(mén)流通斷面中心線(xiàn)到閥頂?shù)母叨?以減少埋管深度；
2、閥門(mén)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(mén)所處狀態(tài)，是安全操作的重要條件；
3、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，還應(yīng)滿(mǎn)足不停輸封閉式開(kāi)孔機(jī)在管道上開(kāi)孔；
4、可靠的密封性能，CJ3055-95《城鎮(zhèn)燃?xì)忾y門(mén)的實(shí)驗(yàn)與檢驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：軟密封閥門(mén)在1.1倍公稱(chēng)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(mén)在1.1倍公稱(chēng)額定使用壓力下允許的內(nèi)泄漏量小于0.3DNmm3/s，這個(gè)要求是比較嚴(yán)格的，例如：500mm公稱(chēng)通徑的燃?xì)忾y門(mén)每分鐘的內(nèi)泄漏量不能大于9毫升(普通飲水杯的容量是200毫升)至于外泄漏是絕對(duì)不允許的；
5、使用于地下管網(wǎng)的燃?xì)忾y門(mén)的殼體要耐腐蝕，建議根據(jù)管線(xiàn)的輸送介質(zhì)和使用壓力采用不同的殼體材質(zhì)；
6、閥門(mén)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(mén)檢修保養(yǎng)而封閉道路，影響交通；
7、地下管線(xiàn)閥門(mén)絕大多數(shù)為人力啟閉，要求閥門(mén)的啟閉扭矩小，全程轉(zhuǎn)圈數(shù)不能太多，事故發(fā)生后能夠盡快切斷氣源；
8、我國(guó)城市道路地下各種管線(xiàn)擁擠，錯(cuò)綜復(fù)雜，不宜開(kāi)挖地下室窨井，因此推薦直埋式閥門(mén)。
三、燃?xì)忾y門(mén)的殼體材質(zhì)選用
根據(jù)燃?xì)夤芫�(xiàn)的使用壓力合理選用閥門(mén)殼體材質(zhì)，既宮滿(mǎn)足管線(xiàn)的安全運(yùn)行又能達(dá)到減少造價(jià)，物盡其用的目的。
1、中壓B級(jí)(0.2MPa)以下的輸配管線(xiàn)，建議采用灰鑄鐵制閥門(mén)，其最大的優(yōu)點(diǎn)是防腐蝕性能好，而且價(jià)格便宜，非常適用于地下管線(xiàn)；
2、中壓A級(jí)(0.4MPa)以下，甚至于高壓B級(jí)(0.8MPa)以下，建議選用球墨鑄鐵或鑄鋼制造，側(cè)重推薦選用球墨鑄鐵。例如：球墨鑄鐵牌號(hào)QT400--18與鑄鋼牌號(hào)WCB相比較，前者的機(jī)械性能不亞于后者，而防腐蝕性能和鑄造工藝都優(yōu)于鑄鋼，價(jià)格也低于鑄鋼(一般是鑄鋼的70%左右)因此球墨鑄鐵閥門(mén)的整體性能和價(jià)格都優(yōu)于鑄鋼閥門(mén)，在上述壓力范圍內(nèi)盡可選用球墨鑄鐵閥門(mén)，但是特別要注意對(duì)球墨鑄鐵材質(zhì)質(zhì)量的監(jiān)控；
3、在高壓A級(jí)(1.6MPa)或壓力級(jí)別更高的地方，建議選用鑄鋼制閥門(mén)，制造4MPa壓力級(jí)別以下的閥門(mén)一般選用WCB牌號(hào)；
4、最近幾年，各地煤氣公司開(kāi)始使用PE管，PE管目前使用于0.4MPa壓力級(jí)別以下。
PE球閥也已問(wèn)世，該系列球閥可直埋，密封性能較好。但是目前PE球閥價(jià)格較高，尤其是大于100mm通徑以上的球閥，PE球閥目前處于推廣試用階段。