各种阀门的优点和应用介绍

闸阀（VAG-EKO）：闸阀是指关闭件（闸板）沿通道轴线的垂直方向移动的阀门，在管路上主要作为切断介质用，即全开或全关使用。一般，闸阀不可作为调节流量使用。它可以适用低温压也可以适用于高温高压，并可根据阀门的不同材质。但闸阀一般不用于输送泥浆等介质的管路中。直埋式软密封闸阀（地埋式软密封闸阀）可直接埋入地下，不用磊砌闸井，降低施工难度和工程造价，井室随地面高度可任意调节，具有长期使用不泄漏、免维护等优点，还可有效避免他人随意开关阀门和偷盗井盖
, 埋地式燃气焊接闸阀FY67-64；埋地式法兰燃气闸阀FYZ47F-40。适用于燃气地下管网。
优点：①流体阻力小；②启、闭所需力矩较小；③可以使用在介质向两方向流动的环网管路上，也就是说介质的流向不受限制；④全开时，密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小；⑤形体结构比较简单，制造工艺性较好；⑥结构长度比较短。 
     缺点：①外形尺寸和开启高度较大，所需安装的空间亦较大；②在启闭过程中，密封面人相对摩擦，摩损较大，甚至要在高温时容易引起擦伤现象；③一般闸阀都有两个密封面，给加工、研磨和维修增加了一些困难；④启闭时间长。国产闸板阀为上闸板，当管网中有杂质时造成关闭不严.



蝶阀（VAG-INTEREX；VAG-EKN）：蝶阀是用圆盘式启闭件往复回转90°左右来开启、关闭和调节流体通道的一种阀门。 
     优点：①结构简单，体积小，重量轻，耗材省，特别用于大口径阀门中；②启闭迅速，流阻系数小；③可用于带悬浮固体颗粒的介质，依据密封面的强度也可用于粉状和颗粒状介质。可适用于通风除尘管路的双向启闭及调节，广泛用于冶金、轻工、电力、石油化工系统的煤气管道及水道等。 
     缺点：①流量调节范围不大，当开启达30%时，流量就将进95%以上。②由于蝶阀的结构和密封材料的限制，不宜用于高温、高压的管路系统中。一般工作温度在300℃以下，PN40（6～40）以下。③密封性能相对于球阀、截止阀较差，故用于密封要求不是很高的地方。 



球阀：是由旋塞阀演变而来，它的启闭件是一个球体，利用球体绕阀杆的轴线旋转90°实现开启和关闭的目的。球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向，设计成V形开口的球阀还具有良好的流量调节功能。
     优点：①具有最低的流阻（实际为0）；②因在工作时不会卡住（在无润滑剂时），故能可靠地应用于腐蚀性介质和低沸点液体中；③在较大的压力和温度范围内，能实现完全密封；④可实现快速启闭，某些结构的启闭时间仅为0.05~0.1s，以保证能用于试验台的自动化系统中。快速启闭阀门时，操作无冲击。⑤球形关闭件能在边界位置上自动定位；⑥工作介质在双面上密封可靠；⑦在全开和全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，因此高速通过阀门的介质不会引起密封面的侵蚀；⑧结构紧凑、重量轻，可以认为它是用于低温介质系统的最合理的阀门结构；⑨阀体对称，尤其是焊接阀体结构，能很好地承受来自管道的应力；⑩关闭件能承受关闭时的高压差。⑾全焊接阀体的球阀，可以直埋于地下，使阀门内件不受侵蚀，最高使用寿命可达30年，是石油、天然气管线最理想的阀门。 
     缺点：①因为球阀最主要的阀座密封圈材料是聚四氟乙烯，它对几乎所有的化学物质都有是惰性的，且具有摩擦系数小、性能稳定、不易老化、温度适用范围广和密封性能优良的综合性特点。但聚四氟乙烯的物理特性，包括较高的膨胀系数，对冷流的敏感性和不良的热传导性，要求阀座密封的设计必须围绕这些特性进行。所以，当密封材料变硬时，密封的可靠性就受到破坏。而且，聚四氟乙烯的耐温等级较低，只能在小于180℃情况下使用。超过此温度，密封材料就会老化。而考虑长期使用的情况下，一般只会在120℃不使用。②它的调节性能相对于截止阀要差一些，尤其是气动阀（或电动阀）。 

截止阀（VAG-MONO）：是指关闭件（阀瓣）沿阀座中心线移动的阀门。根据阀瓣的这种移动形式，阀座通口的变化是与阀瓣行程成正比例关系。由于该类阀门的阀杆开启或关闭行程相对较短，而且具有非常可靠的切断功能，又由于阀座通口的变化与阀瓣的行程成正比例关系，非常适合于对流量的调节。因此，这种类型的阀门非常适合作为切断或调节以及节流用。 
     优点：①在开启和关闭过程中，由于阀瓣与阀体密封面间的摩擦力比闸阀小，因而耐磨。②开启高度一般仅为阀座通道的1/4，因此比闸阀小得多；③通常在阀体和阀瓣上只有一个密封面，因而制造工艺性比较好，便于维修。④由于其填料一般为石棉与石墨的混合物，故耐温等级较高。一般蒸汽阀门都用截止阀。 
     缺点：①由于介质通过阀门的流动方向发生了变化，因此截止阀的最小流阻也较高于大多数其他类型的阀门；②由于行程较长，开启速度较球阀慢。 



隔膜阀（VAG-DURA）：是指在阀体和阀盖内装有一挠性膜或组合隔膜，其关闭件是与隔膜相连接的一种压缩装置。阀痤可以堰形，也可以是直通流道的管壁。 
     优点：①操纵机构与介质通路隔开，不但保证了工作介质的纯净，同时也防止管路中介质冲击操纵机构工作部件的可能性,阀杆处不需要采用任何形式的单独密封，除非在控制有害介质中作这安全设施使用；②由于工作介质接触的仅仅是隔膜和阀体，二者均可以采用多种不同的材料，因此该阀能理想控制多种工作介质，尤其适合带有化学腐蚀或悬浮颗粒的介质。③结构简单，只由阀体、隔膜和阀盖组合件三个部件构成。该阀易于快速拆卸和维修，更换隔膜可以在现场及短时间内完成。 
     缺点：①由于受阀体衬里工艺和隔膜制造工艺和限制，较大的阀体衬里和较大的隔膜制造工艺都很难，故隔膜不宜用于较大的管径，一般应用在DN≤200mm以下的管路上。②由于受隔膜材料的限制，隔膜阀适用于低压及温度不高的场合。一般不超过180℃；③调节性能相对较差，只在小范围内调节（一般在关闭至2/3开度时，可用于流量调节）。 



安全阀（VAG-SAV）：是指在受压容器、设备或管路上，作为超压保护装置。当设备、容器或管路内的压力升高超过允许值时，阀门自动开启，继而全量排放，以防止设备、容器或管路和压力继续升高；当压力降低到规定值时，阀门应自动及时关闭，从而保护设备、容器或管路的安全运行。 
    蒸汽疏水阀：在输送蒸汽、压缩空气等介质中，会有一些冷凝水形成，为了保证装置的工作效率和安全运转，就应及时排放这些无用且有害的介质，以保证装置的消耗和使用。它有以下作用：①能迅速排除产生的凝结水；②防止蒸汽泄露；③排除空气及其他不凝性气体。 



减压阀：是通过调节，将进口压力减至某一需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持稳定的阀门。 


止回阀（VAG-KRV；VAG-SKR；VAG-TOPSTOP）：又称逆流阀、逆止阀、背压阀和单向阀。这些阀门是靠管路中介质本身的流动产生的力自动开启和关闭的，属于一种自动阀门。止回阀用于管路系统，其主要作用是防止介质倒流、防止泵及驱动电动机反转，以及容器介质的泄放。止回阀还可用于给其中的压力可能升至超过系统压的辅助系统提供补给的管路上。主要可分为旋启式（依重心旋转）与升降式（沿轴线移动）。 







流量系数的定义： 
    1、 C：在阀门全开情况下，温度为5~40℃的水，阀两端压差为1kgf/cm2 时，每小时流经阀的体积（以m3表示）。C是流量系数的通用符号，我国过去长期使用。 
    2、 Kv：在阀门全开情况下，温度为5~40℃的水，阀两端压差为100KPA时，每小时流经阀的体积（以m3表示）。Kv=1.01C，目前我国推荐使用。 
    3、Cv：在阀门全开情况下，温度为15℃（华氏60度）的水，阀两端压差为1lb/in2 时每小时流经阀的体积（以m3表示）。Cv=1.167C
    阀门流量系数和气蚀系数介绍
    阀门的流量系数和气蚀系数是两个重要的参数，这在先进工业国家生产的阀门资料中一般均能提供，甚至在样本里也印出。我国生产的阀门基本上没有这方面资料，因为取得这方面的资料需要做实验才能提出，这是我国和世界先进水平的阀门差距的重要表现之一。
概述
　　九十年代后期，我国天然气资源的连续开发、建设和利用，促使我国城镇天然气发展进入了一个新的时期，随着陕京线、西气东输、忠武线、东海天然气等大型输气工程先后完工。预计到2010年，天然气在我国城镇燃气中的比例将由目前不到33％增加到66％以上。
　　鉴于天然气的输配压力级制较高，在城区一般0．4～1．6MPa,介质内往往含有沙质粉尘，在高压作用下对阀门的内腔，尤其是密封部位形成较强的冲刷作用，因此用于输配天然气的阀门的密封面最好是“暗藏”一即阀门全开时和全关时密封面与天然气介质不接触，从而保证阀门的密封效能，笔者在此推荐几种燃气专用阀门选用的注意事项。
一、平板闸阀
　　(1)通用平板闸阀(见图一)
　　通用平板闸阀是燃气管道近年来才开始使用的通用阀门，全通径时流阻小，两边的密封由聚四氟乙烯或橡胶O型环压紧在闸板上形成，是一种非强制性的阀，需靠介质力达到完全密封，同时这种阀门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口径，内径只有150mm，用户特别要注意。因此这种平板闸阀适用于压力级制较低，公称通径较小的场合。图一系一种较新型的平板闸阀，全通径，价格较廉，可用于压力级制较低的场合。
　　(2)TRZ系列弹性密封燃气闸阀(见图二)
　　TRZ系列弹性密封燃气闸阀是区别于普通平板闸阀的一种燃气专用强制性密封阀门。该阀的特点与固定球球阀的弹性阀座结构相似，闸板两边密封座圈采用弹性浮动式结构，密封面在全开、全关及启闭过程中始终紧贴在一起，而且能补偿密封付的磨损，适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，检查阀腔内无压力后，使用者可放心在阀门下游管道施工，大大缩短了施工前的停气准备工时，得到了用户的首肯。密封机理见图三。TRZ系列弹性密封燃气闸阀的连接形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，并且可以省去两端的绝缘法兰或绝缘接头。两种阀门均可直埋，避免了不必要的窨井，给施工带来了方便。
　　TRZ系列弹性密封燃气闸阀全开时，似管线同通径的一段管道，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部件上。
　　全密封弹性密封燃气闸阀保留了TRZ系列弹性密封燃气闸阀的优点，增加了防止异物掉入阀腔内部的结构，在天然气粉尘较多的场合，克服了闸阀最大的弱点——阀腔底部堆积杂物，造成闸板无法关到位使密封失效。该产品已用于粉尘特别多的煤气公司管线上，效果良好。
　　TRZ系列弹性密封燃气闸阀适用于燃气管线，特别适用于地下燃气管线，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闸阀，同通径弹性平板闸阀与球阀相比，都有防火功能，而价格比球阀低30％左右，使用效果相同。TRZ系列弹性密封燃气闸阀的缺点是底部结构高度较大，有1个公称通径的高度，因为埋在地下，管线中轴线上面的高度与通常闸阀相同，其缺点还不明显，主要是下半部高度较通常闸阀大一些，施工时埋设深度大些，但一般不影响管线铺设。
二、RQ系列燃气球阀
　　(1)球阀是一种近年来迅速发展起来的新阀种，因其流阻小、结构高度低、密封性能好等优点而得到广泛应用。球阀品种较多，同一通径的球阀，由于材质、工艺或结构不同会产生各种品种，而且价格相差悬殊，在此做较为详细介绍。
　　球阀大体上分为两种，一种是浮动球球阀，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。这种球阀只能用于公称通径较小(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。另一种是固定球球阀，在公称通径大于DN200或压力级制较高的场合，需用固定球结构，固定球结构的球阀在阀门全关时，压在球体上的作用力传递到上下两个球体支撑轴上，大大减少操作力矩，压力增加而扭矩不会明显增加，便于操作者使用。
　　固定球应设计成“双活塞机构”
见图五。在球体固定不动的情况下，特别设计的弹簧加载阀座密封机构，依靠外加弹力使阀座压紧阀球。实践使用情况证明，选用碟型弹簧的效果较一般钢丝盘形弹簧好，能克服钢丝盘形弹簧长期受压情况下易疲劳变形的弊端，确保阀门长期可靠密封。详细内容在全焊接球阀结构中介绍。
　　(2)除上述密封机理外，RQ燃气球阀应具有通用球阀所没有的特点，这些特点是：①耐火性：当发生火灾高温烧毁密封座上的聚四氟乙烯材料后(即软密封部分)金属密封座在弹簧的压力的作用下补充软密封的空间继续压紧阀球，形成金属对金属的密封结构，有效阻止燃气的扩散，防止灾情扩大。②防静电：即在球体与阀杆、阀杆与阀体间设置导电机构，使阀门在启闭过程中产生的静电通过设置的静电通道到达管路导入地下，避免静电积累打火点爆燃气，确保安全。⑧限位加锁：球阀是旋转机构，容易造成360‘旋转，必须设计有限位机构，必要时还应加锁，防止操作人员误操作或操作人员擅自操作而引发事故。④阀杆防冲击即倒密封结构：阀杆采用下装式，设置带有密封垫片的倒密封结构。倒密封的密封力随阀腔燃气压力的增高而增大，从而确保阀杆的密封效果：同时阀腔燃气压力异常增大时，阀杆不会被冲出。阀杆密封除采用倒密封结构外，还采用特殊的0型圈(450分型面)密封，可使球阀的启闭力矩较同类球阀小，操作轻便，速度快。
　　(3)全焊接球阀介绍(见图四)
　　最近国外天然气干线上已开始使用全焊接球阀，即除去球阀壳体的中阀兰和几十对螺栓螺帽，两端不配置法兰但具有与管线尺寸一样的短管直接焊接在管线上，其优点是减轻了整体球阀的重量，最多可减轻1／4重量，又减少了外泄漏。与管线连成一体，省去了绝缘法兰，有利于管线的整体防腐蚀。但是全焊接球阀工艺复杂，制造要求高因此造价也相对通用球阀昂贵。因此建议全焊接球阀使用在压力级别高和比较重要的管线上，如城市环网、干线等。
　　目前除国外进口全焊接球阀外，国内也开始有厂家生产，为了方便用户，在此提供以下参考意见。
　　①防腐蚀问题
　　全焊接球阀的壳体应采用高强度、耐腐蚀的锻钢。天然气含有硫化氢与铁反应成硫化铁，因此壳体内的防腐是重点，当然外防腐也很重要，但外防腐如有问题可以在施工中弥补，而内防腐必须在出厂前搞好；
　　②结构问题
　　笔者建议用户选用具有双活塞效应的阀座(见图五)。
一个优良的密封结构直接影响球阀的质量，因此用具有双活塞效应的阀座很重要，双活塞效应阀座的原理是：密封付配有二组阀座密封，如果上游端阀座损坏，介质进入中腔，借助介质的压力仍能使下游端密封付起到密封的作用。密封结构中的密封付如能制成软硬密封型将更为理想，软硬密封型即聚四氟乙烯为软密封，不锈钢金属弹性环为硬密封组，这样的软硬密封相结合，不仅增强了密封性能，而且还具有了防火性能，当软密封被火烧毁后，金属硬密封仍能基本保持密封。另外世界上正在研究一种多重复合材料的密封结构，以确保球阀具有更好的质量和更长的使用寿命；
　　③强度问题
　　全焊接球阀的公称通径大于DNl50以上，应该采用固定球构造，为了减少介质压力对球体和阀杆造成的弯曲应力，将阀杆与球体在纵向中心线上联成一体，并加大阀杆与球体的联接刚度，提高阀门抵抗介质压力的强度。为了减少球阀的启闭扭矩，可在阀杆圆周增设轴承或减摩擦垫片。
　　④密封脂
　　在较大公称通径，一般在DN400以上的全焊接球阀，由于受压大又是全焊接，不容易检修，应加设紧急加注密封脂的装置。
　　总之，全焊接球阀对国内燃气行业来讲还是个新生事物，不管是生产还是使用，都需要在实践中总结经验，逐步完善。
　　(4)燃气紧急切断阀
　　随着天然气在城市燃气供应范围的扩大，越来越多的新型、大型燃气设施投入使用，为保证安全传气，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一般都是电动阀门，掘现有资料反映该类阀门有两大类型，一类是电磁阀，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、口径规格全等，现有的电磁阀、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、电磁阀，目前大多选用进口电磁阀，电磁阀速度快，但是流阻大，是截止阀中流阻最大的，压力损失大，而且口径小，大口径的电磁阀制造较困难，一般只能做到DN150以下，价格昂贵，如配备大口径的电磁阀以满足通径要求，技术经济比指标就很差。有些电磁阀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。脱钩式电磁阀，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、电动蝶阀，价格较低，容易做成大口径，启闭速度较闸阀快，较电磁阀慢：流阻较电磁阀小，较闸阀大：密封性较电磁阀和闸阀都差，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、电动闸阀，价格较电动蝶阀高，流阻小，密封性好，但是速度慢，达不到紧急切断的要求：第四、球阀，流阻小，密封性好，但是市场上国产或进口的电动球阀，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，电动球阀有许多优点，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型紧急切断电动球阀集合了球阀的优点，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技术规范》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。
结束语：
　　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。我们相信随着西气东输、海洋天然气上岸、俄罗斯气源引进，海运液化天然气上岸，必将有更多品种新颖的燃气阀门问世，以适应广大燃气用户的需要。