燃氣閥門選型技術的研究
上世紀八十年代以來，隨著國家環(huán)境意識的加強和能源結構的改變，我國城市燃氣事業(yè)有了長足的發(fā)展，燃氣種類從單純煤制發(fā)展到多種氣源并舉，九十年代后期，我國天然氣資源的連續(xù)開發(fā)、建設和利用，促使我國城鎮(zhèn)天然氣發(fā)展進入了一個新的時期。
天然氣輸配儲存的壓力相對人工制燃氣高，在人口密集的城鎮(zhèn)中安全儲存和輸送是極為重要的。試想如果因燃氣閥門選型不當或質量不佳，以至引發(fā)的泄漏、停產(chǎn)事故，輕者影響社會正常生活、生產(chǎn)，重者給國家、人民生命財產(chǎn)帶來重大損失。因此筆者認為：閥門是燃氣輸配、存儲系統(tǒng)安全運行和檢修、改造、發(fā)展必不可少的重要設備，從事燃氣行業(yè)的領導和技術人員對燃氣閥門的選用必須引起足夠的重視。
筆者從事燃氣閥門的研制工作已近20年，本文將對燃氣閥門的材質選用、結構造型、工況選型和有關標準提出自己的看法，僅供燃氣行業(yè)的同仁們參考。
一、我國燃氣閥門現(xiàn)狀
上世紀八十年代以前，沒有燃氣專用閥門，只能沿用水閥門。改革開放以來，經(jīng)濟建設的發(fā)展促進了燃氣制造業(yè)的發(fā)展，閥門生產(chǎn)廠家注重了研偉燃氣專用閥門，當時主要從結構的設計上來克服煤制氣中含有較多的雜質，尤其是焦油、芳香烴和粉塵混合形成的"煤氣膠"影響閥門密封或"咬死"閥桿的問題。天然氣的開發(fā)和應用，使燃氣的性質發(fā)生了變化。天然氣較煤制氣潔凈干燥，但含有砂粒質粉塵，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閥門內(nèi)腔形成較強的沖刷作用，多種氣源工況條件下，因此如何在城鎮(zhèn)市區(qū)、門站、儲存設備、地下管道上選用燃氣閥門是擺在我們面前的新課題。
二、安裝在地下管網(wǎng)上的閥門應滿足的要求
要有足夠的"強度"和"剛度"--"強度"是閥門應能承受管線內(nèi)輸配燃氣的最高壓力，更重要的是必須具備足夠的"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不發(fā)生變形，可靠保證閥門的密封性能：
1、盡可能降低閥門的結構高度(指閥門流通斷面中心線到閥頂?shù)母叨?以減少埋管深度；
2、閥門頂部應裝有全封閉的啟閉指示器，便于操作者隨時看清閥門所處狀態(tài)，是安全操作的重要條件；
3、全通徑設計，降低流阻，便于通過管道清掃器或管道探測器，還應滿足不停輸封閉式開孔機在管道上開孔；
4、可靠的密封性能，CJ3055-95《城鎮(zhèn)燃氣閥門的實驗與檢驗》標準規(guī)定：軟密封閥門在1.1倍公稱額定使用壓力下不允許有任何察覺的內(nèi)泄漏、硬密封閥門在1.1倍公稱額定使用壓力下允許的內(nèi)泄漏量小于0.3DNmm3/s，這個要求是比較嚴格的，例如：500mm公稱通徑的燃氣閥門每分鐘的內(nèi)泄漏量不能大于9毫升(普通飲水杯的容量是200毫升)至于外泄漏是絕對不允許的；
5、使用于地下管網(wǎng)的燃氣閥門的殼體要耐腐蝕，建議根據(jù)管線的輸送介質和使用壓力采用不同的殼體材質；
6、閥門的零部件設計應考慮采用少維護、免維護結構，盡可能減少檢修保養(yǎng)的工作量，減少因閥門檢修保養(yǎng)而封閉道路，影響交通；
7、地下管線閥門絕大多數(shù)為人力啟閉，要求閥門的啟閉扭矩小，全程轉圈數(shù)不能太多，事故發(fā)生后能夠盡快切斷氣源；
8、我國城市道路地下各種管線擁擠，錯綜復雜，不宜開挖地下室窨井，因此推薦直埋式閥門。
三、燃氣閥門的殼體材質選用
根據(jù)燃氣管線的使用壓力合理選用閥門殼體材質，既宮滿足管線的安全運行又能達到減少造價，物盡其用的目的。
1、中壓B級(0.2MPa)以下的輸配管線，建議采用灰鑄鐵制閥門，其最大的優(yōu)點是防腐蝕性能好，而且價格便宜，非常適用于地下管線；
2、中壓A級(0.4MPa)以下，甚至于高壓B級(0.8MPa)以下，建議選用球墨鑄鐵或鑄鋼制造，側重推薦選用球墨鑄鐵。例如：球墨鑄鐵牌號QT400--18與鑄鋼牌號WCB相比較，前者的機械性能不亞于后者，而防腐蝕性能和鑄造工藝都優(yōu)于鑄鋼，價格也低于鑄鋼(一般是鑄鋼的70%左右)因此球墨鑄鐵閥門的整體性能和價格都優(yōu)于鑄鋼閥門，在上述壓力范圍內(nèi)盡可選用球墨鑄鐵閥門，但是特別要注意對球墨鑄鐵材質質量的監(jiān)控；
3、在高壓A級(1.6MPa)或壓力級別更高的地方，建議選用鑄鋼制閥門，制造4MPa壓力級別以下的閥門一般選用WCB牌號；
4、最近幾年，各地煤氣公司開始使用PE管，PE管目前使用于0.4MPa壓力級別以下。
PE球閥也已問世，該系列球閥可直埋，密封性能較好。但是目前PE球閥價格較高，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。