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1、關于城市大型供熱管網關于城市大型供熱管網 大口徑閥門選型分析大口徑閥門選型分析 江蘇威爾迪威閥業朱萬祥 張楊楊 城市供熱管網最大管道直徑已經發展到城市供熱管網最大管道直徑已經發展到DN1400,如何保證供熱管網的安全可靠運行，如何保證供熱管網的安全可靠運行，閥門的正確選用至關重要。根據我們多年從事控制閥的設計、制造、選用和現場檢修閥門的正確選用至關重要。根據我們多年從事控制閥的設計、制造、選用和現場檢修等工作積累的點滴工作經驗。對城市大型供熱管網閥門選用談一點自己粗淺的看法。等工作積累的點滴工作經驗。對城市大型供熱管網閥門選用談一點自己粗淺的看法。謬誤之處，懇請專家學者多多指教。謬誤之處，懇請

2、專家學者多多指教。 1. 城市大型供熱管網閥門的選型原則城市大型供熱管網閥門的選型原則 針對城市大型供熱管網的特殊性，對管道閥門的選用應注意以下原則：針對城市大型供熱管網的特殊性，對管道閥門的選用應注意以下原則：（1）選型準確）選型準確 ,對材質、壓力等級對材質、壓力等級(壓差壓差)、口徑、流通能力、開度、泄漏量等級、流速、口徑、流通能力、開度、泄漏量等級、流速、動作時間、執行機構推力及閥型結構等，都要和工藝流程相匹配。動作時間、執行機構推力及閥型結構等，都要和工藝流程相匹配。（2）高可靠性及耐用性。）高可靠性及耐用性。（3）提供產品要完全符合選型要求（材料、熱處理、性能指標等）。）提供產品要

3、完全符合選型要求（材料、熱處理、性能指標等）。（4）產品的加工精度、裝配質量、涂裝、包裝及運輸，都是一流的。）產品的加工精度、裝配質量、涂裝、包裝及運輸，都是一流的。（5）有高效率的服務系統。）有高效率的服務系統。 2. 城市大型供熱管網閥門的選型特點比較城市大型供熱管網閥門的選型特點比較 除以上幾點選型原則外，大型供熱管網閥門的最主要的選型特點就是：口徑大。目除以上幾點選型原則外，大型供熱管網閥門的最主要的選型特點就是：口徑大。目前能滿足此要求的閥門僅有蝶閥和q341f.com/' target='_blank'>球閥兩種結構形式。其中，蝶閥公稱通徑做到前能滿足此要求的閥門僅有蝶閥和球閥兩種結構形式。其中，蝶閥公稱通徑做到DN2000米以上不足為

4、奇。隨著設計和制作工藝水平的不斷提高，球閥的公稱通徑也越米以上不足為奇。隨著設計和制作工藝水平的不斷提高，球閥的公稱通徑也越做越大。目前，我公司已經成功研發并生成做越大。目前球閥球體，我公司已經成功研發并生成DN1400球閥，并已在鄭州熱力正常投入使球閥，并已在鄭州熱力正常投入使用一個供暖期。我公司現已具備設計生產用一個供暖期。我公司現已具備設計生產DN1600球閥的能力。球閥的能力。 蝶閥蝶閥 蝶閥是用圓盤式啟閉件往復回轉蝶閥是用圓盤式啟閉件往復回轉070或或090左右開啟、關閉或調節介質流量左右開啟、關閉或調節介質流量的一種閥門。蝶閥不僅結構簡單、體積小、重量輕、材料耗用省、安裝尺寸小、操作簡的一

5、種閥門。蝶閥不僅結構簡單、體積小、重量輕、材料耗用省、安裝尺寸小、操作簡便、迅速，還可以同時具有良好的流量調節功能和關閉密封特性，是近十幾年來發展較便、迅速，還可以同時具有良好的流量調節功能和關閉密封特性，是近十幾年來發展較快的閥門品種之一。其使用的品種和數量仍在繼續擴大，并向高溫、高壓、大口徑、高快的閥門品種之一。其使用的品種和數量仍在繼續擴大，并向高溫、高壓、大口徑、高密封性方向發展。其可靠性及其他性能指標均達到較高水平。密封性方向發展。其可靠性及其他性能指標均達到較高水平。 隨著防化學腐蝕的合成橡膠在蝶閥上的應用，蝶閥的性能得以提高。由于合成橡隨著防化學腐蝕的合成橡膠在蝶閥上的應用，蝶閥

6、的性能得以提高。由于合成橡膠具有耐腐蝕、抗沖蝕、尺寸穩定、回彈性好、易于成形、成本低廉等特點，并可以根膠具有耐腐蝕、抗沖蝕、尺寸穩定、回彈性好、易于成形、成本低廉等特點，并可以根據不同的使用要求選擇不同性能的合成橡膠，以滿足蝶閥的使用工況條件。據不同的使用要求選擇不同性能的合成橡膠，以滿足蝶閥的使用工況條件。 由于聚四氟乙烯由于聚四氟乙烯 (PTFE)具有耐腐蝕性強、性能穩定、不易老化、摩擦系數低、易于具有耐腐蝕性強、性能穩定、不易老化、摩擦系數低、易于成形、尺寸穩定，并且可以通過填充、添加適當的材料改善其綜合性能，得到強度更好成形、尺寸穩定，并且可以通過填充、添加適當的材料改善其綜合性能，得

7、到強度更好、摩擦系數更低的蝶閥密封材料，克服了合成橡膠的局限性，因而以聚四氟乙烯為代表、摩擦系數更低的蝶閥密封材料，克服了合成橡膠的局限性，因而以聚四氟乙烯為代表的高分子聚合材料及其填充改性材料，在碟閥上得到了廣泛的應用，從而使蝶閥（包括的高分子聚合材料及其填充改性材料，在碟閥上得到了廣泛的應用，從而使蝶閥（包括球閥）的性能得到進一步的提高，制造出了溫度、壓力范圍更廣，密封性能可靠，使用球閥）的性能得到進一步的提高，制造出了溫度、壓力范圍更廣，密封性能可靠，使用壽命更長的蝶閥與球閥。壽命更長的蝶閥與球閥。 為了滿足高低溫度、強沖蝕、長壽命等工業應用的使用要求，金屬密封蝶閥得到了為了滿足高低溫度

8、、強沖蝕、長壽命等工業應用的使用要求，金屬密封蝶閥得到了很大的發展。隨著耐高溫、耐低溫、耐強腐蝕、耐強沖蝕、高強度合金材料在蝶閥中的很大的發展。隨著耐高溫、耐低溫、耐強腐蝕、耐強沖蝕、高強度合金材料在蝶閥中的應用，使金屬密封蝶閥在高低溫度、強沖蝕、長壽命等工業領域得到了廣泛的應用，出應用，使金屬密封蝶閥在高低溫度、強沖蝕、長壽命等工業領域得到了廣泛的應用，出現了大口徑現了大口徑(9750mm)、高壓力、高壓力(420MPa)、寬溫度范圍（、寬溫度范圍（196606)的蝶閥，從而的蝶閥，從而使蝶閥的技術達到一個全新的水平。使蝶閥的技術達到一個全新的水平。 蝶閥在完全開啟蝶閥在完全開啟 時，具有較

9、小的流阻。當開啟在大約時，具有較小的流阻。當開啟在大約1570之間時，又能進行之間時，又能進行靈敏的流量控制，因而在大口徑的調節領域，蝶閥的應用比較普遍。靈敏的流量控制，因而在大口徑的調節領域，蝶閥的應用比較普遍。 由于蝶閥蝶板的運動帶有擦拭性，故大多數的蝶閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質。由于蝶閥蝶板的運動帶有擦拭性，故大多數的蝶閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質。依據密封件的強度，也可用于粉狀和顆粒狀介質。依據密封件的強度，也可用于粉狀和顆粒狀介質。 蝶閥適用于流量調節。蝶閥適用于流量調節。由于蝶閥在管中的壓力損失比較大，大約是閘閥與球閥的三由于蝶閥在管中的壓力損失比較大，大約是閘閥與球閥的三倍，因

10、此在選擇蝶閥時，應充分考慮管路系統受壓力損失的影響，還應考慮關閉時蝶倍，因此在選擇蝶閥時，應充分考慮管路系統受壓力損失的影響，還應考慮關閉時蝶板承受溫度的限制。板承受溫度的限制。 蝶閥的結構長度和總體高度較小，開啟和關閉速度較快，且具有良好的流體控制特蝶閥的結構長度和總體高度較小，開啟和關閉速度較快，且具有良好的流體控制特性。蝶閥的結構原理最適合于制作大口徑閥門。性。蝶閥的結構原理最適合于制作大口徑閥門。 金屬對金屬線密封雙偏心蝶閥適用城市供熱、供汽、供水，以及煤氣、天然氣、油金屬對金屬線密封雙偏心蝶閥適用城市供熱、供汽、供水，以及煤氣、天然氣、油品、酸堿等管路，作為調節和節流裝置。金屬對金屬

11、面密封三偏心蝶閥，除作為變壓品、酸堿等管路，作為調節和節流裝置。金屬對金屬面密封三偏心蝶閥，除作為變壓吸附吸附(PSA) 氣體分離裝置程序控制閥使用外，還可廣泛應用于石油、石化、化工、冶氣體分離裝置程序控制閥使用外，還可廣泛應用于石油、石化、化工、冶金、電力等領域。金、電力等領域。 中線蝶閥、單偏心蝶閥、雙偏心蝶閥、三偏心蝶閥的密封結構及開啟、關閉原理中線蝶閥、單偏心蝶閥、雙偏心蝶閥、三偏心蝶閥的密封結構及開啟、關閉原理 球閥球閥江蘇威爾迪威閥業江蘇威爾迪威閥業大口徑全焊接球閥結構特點圖大口徑全焊接球閥結構特點圖旋壓式封頭設計直口定位裝配工藝304空心鋼板高強度套球結構球體平衡孔設計球墊雙道密

12、封設計上裝式防吹出結構設計 江蘇威爾迪威閥業有限公司專業球閥生產廠家，積累了江蘇威爾迪威閥業有限公司專業球閥生產廠家，積累了10年設計生產經驗并通過目年設計生產經驗并通過目前最先進的有限元分析軟件進行強度及密度的安全分析，保證閥門的質量。前最先進的有限元分析軟件進行強度及密度的安全分析，保證閥門的質量。球閥按球體結構形狀有整球（球閥按球體結構形狀有整球（O型球閥）與半球（型球閥）與半球（V型球閥、偏心旋轉閥）之分，本型球閥、偏心旋轉閥）之分，本文重點講述文重點講述O型球閥型球閥（1） 球閥的作用及工作原理：球閥的作用及工作原理： 球閥為截止閥中最常用的一種結構，是由旋塞閥演變而來。其結構為控制

13、流體球閥為截止閥中最常用的一種結構，是由旋塞閥演變而來。其結構為控制流體的啟閉件為一個球體，驅動機構帶動閥桿從而使球體繞軸線旋轉的啟閉件為一個球體，驅動機構帶動閥桿從而使球體繞軸線旋轉90實現閥的開啟與實現閥的開啟與關閉。球閥在管路上主要用于切斷、分配和改變介質流動方向。球閥結構簡單，密封關閉。球閥在管路上主要用于切斷、分配和改變介質流動方向。球閥結構簡單，密封性好，操作簡便，易實現快速啟閉，是近十幾年來發展最快的閥門品種之一。在石油性好，操作簡便，易實現快速啟閉，是近十幾年來發展最快的閥門品種之一。在石油天然氣管線、城市供熱管線、煉油裂解裝置上、海洋石油、以及核工業方面的使用越天然氣管線、城

14、市供熱管線、煉油裂解裝置上、海洋石油、以及核工業方面的使用越來越廣泛。來越廣泛。 （2）球閥的優點：）球閥的優點： 1) 具有最低的流阻。具有最低的流阻。 2) 同口徑閥門中流通能力最大。同口徑閥門中流通能力最大。 3) 因不易卡阻，故能可靠應用于腐蝕性介質和低沸點液體中。因不易卡阻，故能可靠應用于腐蝕性介質和低沸點液體中。 4) 在高壓力高溫度范圍內能實現完全密封。在高壓力高溫度范圍內能實現完全密封。 5) 可實現快速啟閉，操作無沖擊。可實現快速啟閉，操作無沖擊。 6) 球型關閉件可在邊界位置自動定位。球型關閉件可在邊界位置自動定位。 7) 實現雙向密封。實現雙向密封。 8) 在全開全閉時，

15、球體和閥座密封面與介質隔離，因此高速通過閥門的介質在全開全閉時，球體和閥座密封面與介質隔離，因此高速通過閥門的介質 不會不會對密封面侵蝕。對密封面侵蝕。 9)由于球心開啟過程中始終對密封閥座帶有擦拭性，故可用于帶懸浮固體顆粒的介質。依由于球心開啟過程中始終對密封閥座帶有擦拭性，故可用于帶懸浮固體顆粒的介質。依據密封件的強度，也可用于粉狀和顆粒狀介質。據密封件的強度，也可用于粉狀和顆粒狀介質。10)進口端為單活塞閥座（自泄壓式閥座）時，腔體內介質壓力一旦高于設計壓力的進口端為單活塞閥座（自泄壓式閥座）時，腔體內介質壓力一旦高于設計壓力的1.33 倍時倍時,可自動泄放到出口管路或進口管路。可自動泄

16、放到出口管路或進口管路。11)可設計成防火密封結構。可設計成防火密封結構。12)可設計防靜電功能。可設計防靜電功能。13)閥體對稱，符合承壓管道的結構。閥體對稱，符合承壓管道的結構。14)球心可承受關閉時的高壓差。球心可承受關閉時的高壓差。15)全焊接球閥，可直埋地下，閥門內件不受侵蝕。壽命最高可達全焊接球閥，可直埋地下，閥門內件不受侵蝕。壽命最高可達40年，是石油、天然氣年，是石油、天然氣及城市供熱管線最理想的閥門。及城市供熱管線最理想的閥門。 （3）目前球閥規格范圍：）目前球閥規格范圍： 1) 公稱通經：公稱通經：DN8mm 到到DN1400mm 。 2)公稱壓力：真空到公稱壓力：真空到4

17、2Mpa 。 3)溫度從溫度從-204816 。（4）O 型球閥密封型式：型球閥密封型式： 按密封型式分軟密封型和硬密封型。軟密封型閥座密封圈有純聚四氟乙烯、增強聚四按密封型式分軟密封型和硬密封型。軟密封型閥座密封圈有純聚四氟乙烯、增強聚四氟乙烯及氟乙烯及8000PHB四氟合金等。為滿足高溫、高壓、耐沖刷、長壽命等工業應用的要四氟合金等。為滿足高溫、高壓、耐沖刷、長壽命等工業應用的要求，金屬密封球閥（硬密封）目前得到了很大的發展。求，金屬密封球閥（硬密封）目前得到了很大的發展。 如圖所示結構，如圖所示結構，可實現雙向零泄露密可實現雙向零泄露密封。彈簧（大口徑用封。彈簧（大口徑用圓柱簧）予壓力使

18、閥圓柱簧）予壓力使閥座和球芯接觸，同時座和球芯接觸，同時在閥體中腔和上下游在閥體中腔和上下游介質壓差與介質壓差與D1D1、D2D2、D3D3、D4D4面積差的共同面積差的共同作用下進行最可靠的作用下進行最可靠的密封。無論哪一側的密封。無論哪一側的閥座損傷，都可以防閥座損傷，都可以防止泄漏。但輸送揮發止泄漏。但輸送揮發性介質時，必須在中性介質時，必須在中腔安裝安全閥球閥球體，防止腔安裝安全閥，防止異常升壓。異常升壓。球閥結構特點：球閥結構特點：雙重密封閥座的設計雙重密封閥座的設計雖然在全開全閉時，球雖然在全開全閉時，球體和閥座密封面由于閥體和閥座密封面由于閥座與球體的擦拭作用，座與球體的擦拭作用，使得密

19、封面與介質隔離，使得密封面與介質隔離，至使高速通過閥門的介至使高速通過閥門的介質不會對密封面侵蝕。質不會對密封面侵蝕。但由于在閥門與管道焊但由于在閥門與管道焊接安裝過程中，未清洗接安裝過程中，未清洗干凈的焊渣或懸浮顆粒干凈的焊渣或懸浮顆粒物隨著快速流動的介質物隨著快速流動的介質還會拉傷閥座造成泄漏。還會拉傷閥座造成泄漏。帶隔離槽雙密封閥座有帶隔離槽雙密封閥座有雙重密封功能，即使焊雙重密封功能，即使焊渣等堅硬雜質拉傷第一渣等堅硬雜質拉傷第一密封帶，由于隔離槽的密封帶，由于隔離槽的阻擋，第二密封帶還會阻擋，第二密封帶還會起到嚴密封效果。起到嚴密封效果。球閥結構特點：球閥結構特點： 如圖所示為用于如

20、圖所示為用于特殊工況具有防特殊工況具有防火功能的球閥，火功能的球閥，當發生意外火災或當發生意外火災或異常升溫時，填料異常升溫時，填料和閥座等非金屬零和閥座等非金屬零件將被軟化燒損，件將被軟化燒損，為防止火災的擴大為防止火災的擴大，閥門操作可靠，閥門操作可靠，金屬閥座可以和球金屬閥座可以和球體接觸，起到瞬時體接觸，起到瞬時密封作用。球閥的密封作用。球閥的防火結構將阻止大防火結構將阻止大量介質泄漏或火災量介質泄漏或火災的擴大，符合的擴大，符合API 6FA的規定的規定 圖示為具有緊急救護圖示為具有緊急救護功能的球閥，本閥門功能的球閥，本閥門設計輔助的閥芯和閥設計輔助的閥芯和閥座緊急密封系統。一座緊

21、急密封系統。一旦閥芯和閥座密封件旦閥芯和閥座密封件損傷，或出現緊急情損傷，或出現緊急情況而不能密封時，通況而不能密封時，通過注脂閥緊急注入密過注脂閥緊急注入密封脂即可起到瞬時密封脂即可起到瞬時密封作用。緊急密封裝封作用。緊急密封裝置在必要時也可用來置在必要時也可用來對閥座區域進行沖洗對閥座區域進行沖洗潤滑，以保持其清潔潤滑，以保持其清潔。球閥結構特點：球閥結構特點： 如圖所示為帶自泄如圖所示為帶自泄壓裝置的球閥，在壓裝置的球閥，在閥體中腔設有安全閥體中腔設有安全閥，在中腔停滯的閥，在中腔停滯的介質（特別是揮發介質（特別是揮發性介質），由于溫性介質），由于溫度升高而出現異常度升高而出現異常升壓時

22、，通過安全升壓時，通過安全閥可以自動泄壓，閥可以自動泄壓，以防止危險的發生以防止危險的發生。球閥結構特點：球閥結構特點：雙偏心密封結構球閥雙偏心密封結構球閥硬密封組合式碟片閥座硬密封組合式碟片閥座 1.雙偏心硬密封型雙偏心硬密封型閥座由原來的整體式改為碟片組閥座由原來的整體式改為碟片組合式，碟片自身有一定的彈性可合式，碟片自身有一定的彈性可自動進行磨損補償，解決了整體自動進行磨損補償，解決了整體式的閥座在高溫高壓時因彈簧失式的閥座在高溫高壓時因彈簧失效而出現卡死的現象效而出現卡死的現象 因為是偏心結構，因為是偏心結構， 在打開和關閉過程中在打開和關閉過程中，球芯與密封閥座可實現瞬間脫離和瞬間，

23、球芯與密封閥座可實現瞬間脫離和瞬間接觸，大大減少了閥座磨損、變形、降低接觸，大大減少了閥座磨損、變形、降低了旋轉力矩。球芯與閥座一對密封副也不了旋轉力矩。球芯與閥座一對密封副也不會發生擦傷，急劇摩擦等故障。會發生擦傷，急劇摩擦等故障。偏心式硬密封球芯偏心式硬密封球芯 2.雙偏心軟密封型雙偏心軟密封型 閥座由原來的整體式改為組合鑲嵌式，閥座由原來的整體式改為組合鑲嵌式，軟閥座用軟閥座用8000PHB四氟合金。具有純四四氟合金。具有純四氟的抗腐蝕性能，又克服了四氟的易塑氟的抗腐蝕性能，又克服了四氟的易塑性變形的缺陷。性變形的缺陷。偏心軟密封球芯（關閉狀態）偏心軟密封球芯（關閉狀態）偏心軟密封球芯（

24、開啟狀態）偏心軟密封球芯（開啟狀態） 因為是偏心結構，因為是偏心結構， 在打開和關閉過程中，在打開和關閉過程中，球芯與密封閥座可實現瞬間脫離和瞬間接觸球芯與密封閥座可實現瞬間脫離和瞬間接觸，大大減少了閥座磨損、變形、降低了旋轉，大大減少了閥座磨損、變形、降低了旋轉力矩。球芯與閥座一對密封副也不會發生擦力矩。球芯與閥座一對密封副也不會發生擦傷，急劇摩擦等故障。傷，急劇摩擦等故障。閥型閥型公稱通徑、公稱通徑、許用壓力、許用壓力、壓差壓差結構特點結構特點流量控制與流量控制與流通能力流通能力操作力矩操作力矩密封性能密封性能預計使用預計使用壽命及維壽命及維修修價格價格蝶閥蝶閥DN9750mm大口徑閥大口

25、徑閥許許用壓力、壓用壓力、壓差相對偏低差相對偏低體積小、結體積小、結構簡單、重構簡單、重量輕。三偏量輕。三偏心蝶閥閥板心蝶閥閥板加工工藝較加工工藝較復雜復雜蝶閥在完全開啟蝶閥在完全開啟 時，具有較小的時，具有較小的流阻。當開啟在流阻。當開啟在大約大約1570之間時，又能進之間時，又能進行靈敏的流量控行靈敏的流量控制，因而在大口制，因而在大口徑的調節領域，徑的調節領域，蝶閥的應用比較蝶閥的應用比較普遍。普遍。蝶閥在管道中蝶閥在管道中的壓力損失比的壓力損失比較大，大約是較大，大約是球閥的三倍，球閥的三倍，因此在選擇蝶因此在選擇蝶閥時，應充分閥時，應充分考慮管路系統考慮管路系統受壓力損失的受壓力損失

26、的影響。開度在影響。開度在73左右時不左右時不平衡力矩最大。平衡力矩最大。 軟閥座能做到軟閥座能做到0泄漏泄漏預計預計5年以下，年以下，但維修方便但維修方便便宜便宜球閥球閥DN1600nn可承受關閉可承受關閉時的高壓、時的高壓、高壓差。高壓差。結構簡單，結構簡單，體積偏大，體積偏大，重量偏重。重量偏重。但球芯加工但球芯加工工藝已相對工藝已相對成熟成熟O型球閥在所有型球閥在所有閥門中流阻最小、閥門中流阻最小、流通能力最大，流通能力最大，非常適合非常適合大口徑大口徑管道用，管道用，但一般但一般僅作開關兩位調僅作開關兩位調節用。節用。可實現快速啟可實現快速啟閉，操作無沖閉，操作無沖擊，啟閉過程擊，啟閉過程中，動中，動力矩很力矩很小，但與密封小，但與密封閥座摩擦力矩閥座摩擦力矩偏大偏大軟閥座能做到軟閥座能做到0泄漏泄漏預計預計30年以年以上，但維修上，但維修不方便不方便高于蝶閥，高于蝶閥，但可控制但可控制管線距離管線距離是蝶閥的是蝶閥的兩倍兩倍 城市大型供熱管網蝶閥、球閥的性能比較城市大型供熱管網蝶閥、球閥的性能比較

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