燃气阀门选型技术的研究

 上世纪八十年代以来，随着国家环境意识的加强和能源结构的改变，我国城市燃气事业有了长足的发展，燃气种类从单纯煤制发展到多种气源并举，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。
   天然气输配储存的压力相对人工制燃气高，在人口密集的城镇中安全储存和输送是极为重要的。试想如果因燃气阀门选型不当或质量不佳，以至引发的泄漏、停产事故，轻者影响社会正常生活、生产，重者给国家、人民生命财产带来重大损失。因此笔者认为：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，从事燃气行业的领导和技术人员对燃气阀门的选用必须引起足够的重视。
   笔者从事燃气阀门的研制工作已近20年，本文将对燃气阀门的材质选用、结构造型、工况选型和有关标准提出自己的看法，仅供燃气行业的同仁们参考。

            一、我国燃气阀门现状
  上世纪八十年代以前，没有燃气专用阀门，只能沿用水阀门。改革开放以来，经济建设的发展促进了燃气制造业的发展，阀门生产厂家注重了研伟燃气专用阀门，当时主要从结构的设计上来克服煤制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"影响阀门密封或"咬死"阀杆的问题。天然气的开发和应用，使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(煤制气压力一般在0.05～0.3MPa，天然气一般在0.4～1.6MPa甚至更高)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，多种气源工况条件下，因此如何在城镇市区、门站、储存设备、地下管道上选用燃气阀门是摆在我们面前的新课题。

  
          二、安装在地下管网上的阀门应满足的要求
    要有足够的"强度"和"刚度"--"强度"是阀门应能承受管线内输配燃气的最高压力，更重要的是必须具备足够的"刚度"即在承受地下管网受到各种外力情况下仍能保持阀门不发生变形，可靠保证阀门的密封性能：
1、尽可能降低阀门的结构高度(指阀门流通断面中心线到阀顶的高度)以减少埋管深度；
2、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，是安全操作的重要条件；
3、全通径设计，降低流阻，便于通过管道清扫器或管道探测器，还应满足不停输封闭式开孔机在管道上开孔；
4、可靠的密封性能，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，这个要求是比较严格的，例如：500mm公称通径的燃气阀门每分钟的内泄漏量不能大于9毫升(普通饮水杯的容量是200毫升)至于外泄漏是绝对不允许的；
5、使用于地下管网的燃气阀门的壳体要耐腐蚀，建议根据管线的输送介质和使用压力采用不同的壳体材质；
6、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；
7、地下管线阀门绝大多数为人力启闭，要求阀门的启闭扭矩小，全程转圈数不能太多，事故发生后能够尽快切断气源；
8、我国城市道路地下各种管线拥挤，错综复杂，不宜开挖地下室窨井，因此推荐直埋式阀门。

         
   三、燃气阀门的壳体材质选用
  根据燃气管线的使用压力合理选用阀门壳体材质，既宫满足管线的安全运行又能达到减少造价，物尽其用的目的。
1、中压B级(0.2MPa)以下的输配管线，建议采用灰铸铁制阀门，其最大的优点是防腐蚀性能好，而且价格便宜，非常适用于地下管线；
2、中压A级(0.4MPa)以下，甚至于高压B级(0.8MPa)以下，建议选用球墨铸铁或铸钢制造，侧重推荐选用球墨铸铁。例如：球墨铸铁牌号QT400--18与铸钢牌号WCB相比较，前者的机械性能不亚于后者，而防腐蚀性能和铸造工艺都优于铸钢，价格也低于铸钢(一般是铸钢的70%左右)因此球墨铸铁阀门的整体性能和价格都优于铸钢阀门，在上述压力范围内尽可选用球墨铸铁阀门，但是特别要注意对球墨铸铁材质质量的监控；
3、在高压A级(1.6MPa)或压力级别更高的地方，建议选用铸钢制阀门，制造4MPa压力级别以下的阀门一般选用WCB牌号；
4、最近几年，各地煤气公司开始使用PE管，PE管目前使用于0.4MPa压力级别以下。
 PE球阀也已问世，该系列球阀可直埋，密封性能较好。但是目前PE球阀价格较高，尤其是大于100mm通径以上的球阀，PE球阀目前处于推广试用阶段。