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1、关于城市大型供热管网关于城市大型供热管网 大口径阀门选型分析大口径阀门选型分析 江苏威尔迪威阀业朱万祥 张杨杨 城市供热管网最大管道直径已经发展到城市供热管网最大管道直径已经发展到DN1400,如何保证供热管网的安全可靠运行，如何保证供热管网的安全可靠运行，阀门的正确选用至关重要。根据我们多年从事控制阀的设计、制造、选用和现场检修阀门的正确选用至关重要。根据我们多年从事控制阀的设计、制造、选用和现场检修等工作积累的点滴工作经验。对城市大型供热管网阀门选用谈一点自己粗浅的看法。等工作积累的点滴工作经验。对城市大型供热管网阀门选用谈一点自己粗浅的看法。谬误之处，恳请专家学者多多指教。谬误之处，恳请

2、专家学者多多指教。 1. 城市大型供热管网阀门的选型原则城市大型供热管网阀门的选型原则 针对城市大型供热管网的特殊性，对管道阀门的选用应注意以下原则：针对城市大型供热管网的特殊性，对管道阀门的选用应注意以下原则：（1）选型准确）选型准确 ,对材质、压力等级对材质、压力等级(压差压差)、口径、流通能力、开度、泄漏量等级、流速、口径、流通能力、开度、泄漏量等级、流速、动作时间、执行机构推力及阀型结构等，都要和工艺流程相匹配。动作时间、执行机构推力及阀型结构等，都要和工艺流程相匹配。（2）高可靠性及耐用性。）高可靠性及耐用性。（3）提供产品要完全符合选型要求（材料、热处理、性能指标等）。）提供产品要

3、完全符合选型要求（材料、热处理、性能指标等）。（4）产品的加工精度、装配质量、涂装、包装及运输，都是一流的。）产品的加工精度、装配质量、涂装、包装及运输，都是一流的。（5）有高效率的服务系统。）有高效率的服务系统。 2. 城市大型供热管网阀门的选型特点比较城市大型供热管网阀门的选型特点比较 除以上几点选型原则外，大型供热管网阀门的最主要的选型特点就是：口径大。目除以上几点选型原则外，大型供热管网阀门的最主要的选型特点就是：口径大。目前能满足此要求的阀门仅有蝶阀和q341f.com/' target='_blank'>球阀两种结构形式。其中，蝶阀公称通径做到前能满足此要求的阀门仅有蝶阀和球阀两种结构形式。其中，蝶阀公称通径做到DN2000米以上不足为

4、奇。随着设计和制作工艺水平的不断提高，球阀的公称通径也越米以上不足为奇。随着设计和制作工艺水平的不断提高，球阀的公称通径也越做越大。目前，我公司已经成功研发并生成做越大。目前球阀球体，我公司已经成功研发并生成DN1400球阀，并已在郑州热力正常投入使球阀，并已在郑州热力正常投入使用一个供暖期。我公司现已具备设计生产用一个供暖期。我公司现已具备设计生产DN1600球阀的能力。球阀的能力。 蝶阀蝶阀 蝶阀是用圆盘式启闭件往复回转蝶阀是用圆盘式启闭件往复回转070或或090左右开启、关闭或调节介质流量左右开启、关闭或调节介质流量的一种阀门。蝶阀不仅结构简单、体积小、重量轻、材料耗用省、安装尺寸小、操作简的一

5、种阀门。蝶阀不仅结构简单、体积小、重量轻、材料耗用省、安装尺寸小、操作简便、迅速，还可以同时具有良好的流量调节功能和关闭密封特性，是近十几年来发展较便、迅速，还可以同时具有良好的流量调节功能和关闭密封特性，是近十几年来发展较快的阀门品种之一。其使用的品种和数量仍在继续扩大，并向高温、高压、大口径、高快的阀门品种之一。其使用的品种和数量仍在继续扩大，并向高温、高压、大口径、高密封性方向发展。其可靠性及其他性能指标均达到较高水平。密封性方向发展。其可靠性及其他性能指标均达到较高水平。 随着防化学腐蚀的合成橡胶在蝶阀上的应用，蝶阀的性能得以提高。由于合成橡随着防化学腐蚀的合成橡胶在蝶阀上的应用，蝶阀

6、的性能得以提高。由于合成橡胶具有耐腐蚀、抗冲蚀、尺寸稳定、回弹性好、易于成形、成本低廉等特点，并可以根胶具有耐腐蚀、抗冲蚀、尺寸稳定、回弹性好、易于成形、成本低廉等特点，并可以根据不同的使用要求选择不同性能的合成橡胶，以满足蝶阀的使用工况条件。据不同的使用要求选择不同性能的合成橡胶，以满足蝶阀的使用工况条件。 由于聚四氟乙烯由于聚四氟乙烯 (PTFE)具有耐腐蚀性强、性能稳定、不易老化、摩擦系数低、易于具有耐腐蚀性强、性能稳定、不易老化、摩擦系数低、易于成形、尺寸稳定，并且可以通过填充、添加适当的材料改善其综合性能，得到强度更好成形、尺寸稳定，并且可以通过填充、添加适当的材料改善其综合性能，得

7、到强度更好、摩擦系数更低的蝶阀密封材料，克服了合成橡胶的局限性，因而以聚四氟乙烯为代表、摩擦系数更低的蝶阀密封材料，克服了合成橡胶的局限性，因而以聚四氟乙烯为代表的高分子聚合材料及其填充改性材料，在碟阀上得到了广泛的应用，从而使蝶阀（包括的高分子聚合材料及其填充改性材料，在碟阀上得到了广泛的应用，从而使蝶阀（包括球阀）的性能得到进一步的提高，制造出了温度、压力范围更广，密封性能可靠，使用球阀）的性能得到进一步的提高，制造出了温度、压力范围更广，密封性能可靠，使用寿命更长的蝶阀与球阀。寿命更长的蝶阀与球阀。 为了满足高低温度、强冲蚀、长寿命等工业应用的使用要求，金属密封蝶阀得到了为了满足高低温度

8、、强冲蚀、长寿命等工业应用的使用要求，金属密封蝶阀得到了很大的发展。随着耐高温、耐低温、耐强腐蚀、耐强冲蚀、高强度合金材料在蝶阀中的很大的发展。随着耐高温、耐低温、耐强腐蚀、耐强冲蚀、高强度合金材料在蝶阀中的应用，使金属密封蝶阀在高低温度、强冲蚀、长寿命等工业领域得到了广泛的应用，出应用，使金属密封蝶阀在高低温度、强冲蚀、长寿命等工业领域得到了广泛的应用，出现了大口径现了大口径(9750mm)、高压力、高压力(420MPa)、宽温度范围（、宽温度范围（196606)的蝶阀，从而的蝶阀，从而使蝶阀的技术达到一个全新的水平。使蝶阀的技术达到一个全新的水平。 蝶阀在完全开启蝶阀在完全开启 时，具有较

9、小的流阻。当开启在大约时，具有较小的流阻。当开启在大约1570之间时，又能进行之间时，又能进行灵敏的流量控制，因而在大口径的调节领域，蝶阀的应用比较普遍。灵敏的流量控制，因而在大口径的调节领域，蝶阀的应用比较普遍。 由于蝶阀蝶板的运动带有擦拭性，故大多数的蝶阀可用于带悬浮固体颗粒的介质。由于蝶阀蝶板的运动带有擦拭性，故大多数的蝶阀可用于带悬浮固体颗粒的介质。依据密封件的强度，也可用于粉状和颗粒状介质。依据密封件的强度，也可用于粉状和颗粒状介质。 蝶阀适用于流量调节。蝶阀适用于流量调节。由于蝶阀在管中的压力损失比较大，大约是闸阀与球阀的三由于蝶阀在管中的压力损失比较大，大约是闸阀与球阀的三倍，因

10、此在选择蝶阀时，应充分考虑管路系统受压力损失的影响，还应考虑关闭时蝶倍，因此在选择蝶阀时，应充分考虑管路系统受压力损失的影响，还应考虑关闭时蝶板承受温度的限制。板承受温度的限制。 蝶阀的结构长度和总体高度较小，开启和关闭速度较快，且具有良好的流体控制特蝶阀的结构长度和总体高度较小，开启和关闭速度较快，且具有良好的流体控制特性。蝶阀的结构原理最适合于制作大口径阀门。性。蝶阀的结构原理最适合于制作大口径阀门。 金属对金属线密封双偏心蝶阀适用城市供热、供汽、供水，以及煤气、天然气、油金属对金属线密封双偏心蝶阀适用城市供热、供汽、供水，以及煤气、天然气、油品、酸碱等管路，作为调节和节流装置。金属对金属

11、面密封三偏心蝶阀，除作为变压品、酸碱等管路，作为调节和节流装置。金属对金属面密封三偏心蝶阀，除作为变压吸附吸附(PSA) 气体分离装置程序控制阀使用外，还可广泛应用于石油、石化、化工、冶气体分离装置程序控制阀使用外，还可广泛应用于石油、石化、化工、冶金、电力等领域。金、电力等领域。 中线蝶阀、单偏心蝶阀、双偏心蝶阀、三偏心蝶阀的密封结构及开启、关闭原理中线蝶阀、单偏心蝶阀、双偏心蝶阀、三偏心蝶阀的密封结构及开启、关闭原理 球阀球阀江苏威尔迪威阀业江苏威尔迪威阀业大口径全焊接球阀结构特点图大口径全焊接球阀结构特点图旋压式封头设计直口定位装配工艺304空心钢板高强度套球结构球体平衡孔设计球垫双道密

12、封设计上装式防吹出结构设计 江苏威尔迪威阀业有限公司专业球阀生产厂家，积累了江苏威尔迪威阀业有限公司专业球阀生产厂家，积累了10年设计生产经验并通过目年设计生产经验并通过目前最先进的有限元分析软件进行强度及密度的安全分析，保证阀门的质量。前最先进的有限元分析软件进行强度及密度的安全分析，保证阀门的质量。球阀按球体结构形状有整球（球阀按球体结构形状有整球（O型球阀）与半球（型球阀）与半球（V型球阀、偏心旋转阀）之分，本型球阀、偏心旋转阀）之分，本文重点讲述文重点讲述O型球阀型球阀（1） 球阀的作用及工作原理：球阀的作用及工作原理： 球阀为截止阀中最常用的一种结构，是由旋塞阀演变而来。其结构为控制

13、流体球阀为截止阀中最常用的一种结构，是由旋塞阀演变而来。其结构为控制流体的启闭件为一个球体，驱动机构带动阀杆从而使球体绕轴线旋转的启闭件为一个球体，驱动机构带动阀杆从而使球体绕轴线旋转90实现阀的开启与实现阀的开启与关闭。球阀在管路上主要用于切断、分配和改变介质流动方向。球阀结构简单，密封关闭。球阀在管路上主要用于切断、分配和改变介质流动方向。球阀结构简单，密封性好，操作简便，易实现快速启闭，是近十几年来发展最快的阀门品种之一。在石油性好，操作简便，易实现快速启闭，是近十几年来发展最快的阀门品种之一。在石油天然气管线、城市供热管线、炼油裂解装置上、海洋石油、以及核工业方面的使用越天然气管线、城

14、市供热管线、炼油裂解装置上、海洋石油、以及核工业方面的使用越来越广泛。来越广泛。 （2）球阀的优点：）球阀的优点： 1) 具有最低的流阻。具有最低的流阻。 2) 同口径阀门中流通能力最大。同口径阀门中流通能力最大。 3) 因不易卡阻，故能可靠应用于腐蚀性介质和低沸点液体中。因不易卡阻，故能可靠应用于腐蚀性介质和低沸点液体中。 4) 在高压力高温度范围内能实现完全密封。在高压力高温度范围内能实现完全密封。 5) 可实现快速启闭，操作无冲击。可实现快速启闭，操作无冲击。 6) 球型关闭件可在边界位置自动定位。球型关闭件可在边界位置自动定位。 7) 实现双向密封。实现双向密封。 8) 在全开全闭时，

15、球体和阀座密封面与介质隔离，因此高速通过阀门的介质在全开全闭时，球体和阀座密封面与介质隔离，因此高速通过阀门的介质 不会不会对密封面侵蚀。对密封面侵蚀。 9)由于球心开启过程中始终对密封阀座带有擦拭性，故可用于带悬浮固体颗粒的介质。依由于球心开启过程中始终对密封阀座带有擦拭性，故可用于带悬浮固体颗粒的介质。依据密封件的强度，也可用于粉状和颗粒状介质。据密封件的强度，也可用于粉状和颗粒状介质。10)进口端为单活塞阀座（自泄压式阀座）时，腔体内介质压力一旦高于设计压力的进口端为单活塞阀座（自泄压式阀座）时，腔体内介质压力一旦高于设计压力的1.33 倍时倍时,可自动泄放到出口管路或进口管路。可自动泄

16、放到出口管路或进口管路。11)可设计成防火密封结构。可设计成防火密封结构。12)可设计防静电功能。可设计防静电功能。13)阀体对称，符合承压管道的结构。阀体对称，符合承压管道的结构。14)球心可承受关闭时的高压差。球心可承受关闭时的高压差。15)全焊接球阀，可直埋地下，阀门内件不受侵蚀。寿命最高可达全焊接球阀，可直埋地下，阀门内件不受侵蚀。寿命最高可达40年，是石油、天然气年，是石油、天然气及城市供热管线最理想的阀门。及城市供热管线最理想的阀门。 （3）目前球阀规格范围：）目前球阀规格范围： 1) 公称通经：公称通经：DN8mm 到到DN1400mm 。 2)公称压力：真空到公称压力：真空到4

17、2Mpa 。 3)温度从温度从-204816 。（4）O 型球阀密封型式：型球阀密封型式： 按密封型式分软密封型和硬密封型。软密封型阀座密封圈有纯聚四氟乙烯、增强聚四按密封型式分软密封型和硬密封型。软密封型阀座密封圈有纯聚四氟乙烯、增强聚四氟乙烯及氟乙烯及8000PHB四氟合金等。为满足高温、高压、耐冲刷、长寿命等工业应用的要四氟合金等。为满足高温、高压、耐冲刷、长寿命等工业应用的要求，金属密封球阀（硬密封）目前得到了很大的发展。求，金属密封球阀（硬密封）目前得到了很大的发展。 如图所示结构，如图所示结构，可实现双向零泄露密可实现双向零泄露密封。弹簧（大口径用封。弹簧（大口径用圆柱簧）予压力使

18、阀圆柱簧）予压力使阀座和球芯接触，同时座和球芯接触，同时在阀体中腔和上下游在阀体中腔和上下游介质压差与介质压差与D1D1、D2D2、D3D3、D4D4面积差的共同面积差的共同作用下进行最可靠的作用下进行最可靠的密封。无论哪一侧的密封。无论哪一侧的阀座损伤，都可以防阀座损伤，都可以防止泄漏。但输送挥发止泄漏。但输送挥发性介质时，必须在中性介质时，必须在中腔安装安全阀球阀球体，防止腔安装安全阀，防止异常升压。异常升压。球阀结构特点：球阀结构特点：双重密封阀座的设计双重密封阀座的设计虽然在全开全闭时，球虽然在全开全闭时，球体和阀座密封面由于阀体和阀座密封面由于阀座与球体的擦拭作用，座与球体的擦拭作用，使得密

19、封面与介质隔离，使得密封面与介质隔离，至使高速通过阀门的介至使高速通过阀门的介质不会对密封面侵蚀。质不会对密封面侵蚀。但由于在阀门与管道焊但由于在阀门与管道焊接安装过程中，未清洗接安装过程中，未清洗干净的焊渣或悬浮颗粒干净的焊渣或悬浮颗粒物随着快速流动的介质物随着快速流动的介质还会拉伤阀座造成泄漏。还会拉伤阀座造成泄漏。带隔离槽双密封阀座有带隔离槽双密封阀座有双重密封功能，即使焊双重密封功能，即使焊渣等坚硬杂质拉伤第一渣等坚硬杂质拉伤第一密封带，由于隔离槽的密封带，由于隔离槽的阻挡，第二密封带还会阻挡，第二密封带还会起到严密封效果。起到严密封效果。球阀结构特点：球阀结构特点： 如图所示为用于如

20、图所示为用于特殊工况具有防特殊工况具有防火功能的球阀，火功能的球阀，当发生意外火灾或当发生意外火灾或异常升温时，填料异常升温时，填料和阀座等非金属零和阀座等非金属零件将被软化烧损，件将被软化烧损，为防止火灾的扩大为防止火灾的扩大，阀门操作可靠，阀门操作可靠，金属阀座可以和球金属阀座可以和球体接触，起到瞬时体接触，起到瞬时密封作用。球阀的密封作用。球阀的防火结构将阻止大防火结构将阻止大量介质泄漏或火灾量介质泄漏或火灾的扩大，符合的扩大，符合API 6FA的规定的规定 图示为具有紧急救护图示为具有紧急救护功能的球阀，本阀门功能的球阀，本阀门设计辅助的阀芯和阀设计辅助的阀芯和阀座紧急密封系统。一座紧

21、急密封系统。一旦阀芯和阀座密封件旦阀芯和阀座密封件损伤，或出现紧急情损伤，或出现紧急情况而不能密封时，通况而不能密封时，通过注脂阀紧急注入密过注脂阀紧急注入密封脂即可起到瞬时密封脂即可起到瞬时密封作用。紧急密封装封作用。紧急密封装置在必要时也可用来置在必要时也可用来对阀座区域进行冲洗对阀座区域进行冲洗润滑，以保持其清洁润滑，以保持其清洁。球阀结构特点：球阀结构特点： 如图所示为带自泄如图所示为带自泄压装置的球阀，在压装置的球阀，在阀体中腔设有安全阀体中腔设有安全阀，在中腔停滞的阀，在中腔停滞的介质（特别是挥发介质（特别是挥发性介质），由于温性介质），由于温度升高而出现异常度升高而出现异常升压时

22、，通过安全升压时，通过安全阀可以自动泄压，阀可以自动泄压，以防止危险的发生以防止危险的发生。球阀结构特点：球阀结构特点：双偏心密封结构球阀双偏心密封结构球阀硬密封组合式碟片阀座硬密封组合式碟片阀座 1.双偏心硬密封型双偏心硬密封型阀座由原来的整体式改为碟片组阀座由原来的整体式改为碟片组合式，碟片自身有一定的弹性可合式，碟片自身有一定的弹性可自动进行磨损补偿，解决了整体自动进行磨损补偿，解决了整体式的阀座在高温高压时因弹簧失式的阀座在高温高压时因弹簧失效而出现卡死的现象效而出现卡死的现象 因为是偏心结构，因为是偏心结构， 在打开和关闭过程中在打开和关闭过程中，球芯与密封阀座可实现瞬间脱离和瞬间，

23、球芯与密封阀座可实现瞬间脱离和瞬间接触，大大减少了阀座磨损、变形、降低接触，大大减少了阀座磨损、变形、降低了旋转力矩。球芯与阀座一对密封副也不了旋转力矩。球芯与阀座一对密封副也不会发生擦伤，急剧摩擦等故障。会发生擦伤，急剧摩擦等故障。偏心式硬密封球芯偏心式硬密封球芯 2.双偏心软密封型双偏心软密封型 阀座由原来的整体式改为组合镶嵌式，阀座由原来的整体式改为组合镶嵌式，软阀座用软阀座用8000PHB四氟合金。具有纯四四氟合金。具有纯四氟的抗腐蚀性能，又克服了四氟的易塑氟的抗腐蚀性能，又克服了四氟的易塑性变形的缺陷。性变形的缺陷。偏心软密封球芯（关闭状态）偏心软密封球芯（关闭状态）偏心软密封球芯（

24、开启状态）偏心软密封球芯（开启状态） 因为是偏心结构，因为是偏心结构， 在打开和关闭过程中，在打开和关闭过程中，球芯与密封阀座可实现瞬间脱离和瞬间接触球芯与密封阀座可实现瞬间脱离和瞬间接触，大大减少了阀座磨损、变形、降低了旋转，大大减少了阀座磨损、变形、降低了旋转力矩。球芯与阀座一对密封副也不会发生擦力矩。球芯与阀座一对密封副也不会发生擦伤，急剧摩擦等故障。伤，急剧摩擦等故障。阀型阀型公称通径、公称通径、许用压力、许用压力、压差压差结构特点结构特点流量控制与流量控制与流通能力流通能力操作力矩操作力矩密封性能密封性能预计使用预计使用寿命及维寿命及维修修价格价格蝶阀蝶阀DN9750mm大口径阀大口

25、径阀许许用压力、压用压力、压差相对偏低差相对偏低体积小、结体积小、结构简单、重构简单、重量轻。三偏量轻。三偏心蝶阀阀板心蝶阀阀板加工工艺较加工工艺较复杂复杂蝶阀在完全开启蝶阀在完全开启 时，具有较小的时，具有较小的流阻。当开启在流阻。当开启在大约大约1570之间时，又能进之间时，又能进行灵敏的流量控行灵敏的流量控制，因而在大口制，因而在大口径的调节领域，径的调节领域，蝶阀的应用比较蝶阀的应用比较普遍。普遍。蝶阀在管道中蝶阀在管道中的压力损失比的压力损失比较大，大约是较大，大约是球阀的三倍，球阀的三倍，因此在选择蝶因此在选择蝶阀时，应充分阀时，应充分考虑管路系统考虑管路系统受压力损失的受压力损失

26、的影响。开度在影响。开度在73左右时不左右时不平衡力矩最大。平衡力矩最大。 软阀座能做到软阀座能做到0泄漏泄漏预计预计5年以下，年以下，但维修方便但维修方便便宜便宜球阀球阀DN1600nn可承受关闭可承受关闭时的高压、时的高压、高压差。高压差。结构简单，结构简单，体积偏大，体积偏大，重量偏重。重量偏重。但球芯加工但球芯加工工艺已相对工艺已相对成熟成熟O型球阀在所有型球阀在所有阀门中流阻最小、阀门中流阻最小、流通能力最大，流通能力最大，非常适合非常适合大口径大口径管道用，管道用，但一般但一般仅作开关两位调仅作开关两位调节用。节用。可实现快速启可实现快速启闭，操作无冲闭，操作无冲击，启闭过程击，启闭过程中，动中，动力矩很力矩很小，但与密封小，但与密封阀座摩擦力矩阀座摩擦力矩偏大偏大软阀座能做到软阀座能做到0泄漏泄漏预计预计30年以年以上，但维修上，但维修不方便不方便高于蝶阀，高于蝶阀，但可控制但可控制管线距离管线距离是蝶阀的是蝶阀的两倍两倍 城市大型供热管网蝶阀、球阀的性能比较城市大型供热管网蝶阀、球阀的性能比较

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