摘要:文章簡述了供熱工程中常用問門的原理、特點及使用要領(lǐng)。
 

關(guān)鍵詞:密封副;方向性;三偏心;安裝

閥門的種類很多，使用范圍也很廣。在管路中有時它是主要設(shè)備，起控制作用;有時它是次要設(shè)備，起輔助作用。如果使用不當，便會出現(xiàn)“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，輕者影響生產(chǎn)，重者引發(fā)事故。所以了解并正確使用閥門是一個很重要的問題。

1 閥門分類

在供熱系統(tǒng)中，使用的閥門有很多種。比如閘閥、截止閥、球閥、蝶閥、止回閥、**閥、調(diào)節(jié)閥、平衡閥、自力式平衡閥等等。下面逐一介紹。

1.1 閘閥

也叫閘板閥、閘門閥，是廣泛使用的一種閥門。

工作原理:閘板密封面與閥座密封面高度光潔、平整、一致，加工成一個非常貼合、嚴密的密封副。閘板通過閥桿的上提、下壓，對介質(zhì)形成導(dǎo)通和關(guān)斷。它在管路中起關(guān)斷作用。

優(yōu)點:流體阻力小;全開時密封面不受沖蝕;可以在介質(zhì)雙向流動的情況下使用，沒有方向性;結(jié)實耐用;不僅適合做小閥門，而且可以做大閥門。

缺點:高度大;啟閉時間長;笨重;修理難度大;如果是大口徑閘閥，手動操作比較費力。

閘閥按閥桿的不同分明桿式和暗桿式;按閘板構(gòu)造不同分平行式和楔式;還有單閘板、雙閘板之分。供熱工程中，常用的是明桿楔式單閘板閘閥(Z41H-16C)和暗桿楔式單閘板閘閥(Z45T-10)，前者裝在熱力站內(nèi)一次側(cè)，后者裝在熱力站內(nèi)二次側(cè)。它一般起兩個作用:作為主設(shè)備起開關(guān)作用;作為輔設(shè)備安在主設(shè)備前后作檢修用。

閘閥安裝時，不要使手輪處在水平線以下(倒裝)，否則會使介質(zhì)長期留存在閥蓋中，容易腐蝕閥桿。在供熱工程中，閘閥曾經(jīng)是閥門中的主力軍。現(xiàn)在隨著蝶閥的廣泛采用，閘閥已被蝶閥取而代之。

1.2 截止閥

也是廣泛使用的一種閥門。一般口徑在100mm以下。它的工作原理與閘閥相近，只是關(guān)閉件(閥瓣)沿閥座中心線移動。它在管路中起關(guān)斷作用，亦可粗略調(diào)節(jié)流量。

優(yōu)點:制造容易，維修方便，結(jié)實耐用。

缺點:只允許介質(zhì)單向流動，安裝時有方向性。流阻大，密封性差。

按結(jié)構(gòu)不同分直通式、直角式、直流式、平衡式。工程中一般使用法蘭直通式(J41H)和內(nèi)螺紋直通式(J11H)。截止閥有方向性，不可按反。也不宜倒安。

在我們的生產(chǎn)、生活中，過去常用直通式、小口徑截止閥，現(xiàn)在已漸漸被球閥所取代。

1.3 球閥

相比閘閥、截止閥，球閥是一種新型的、逐漸被廣泛采用的閥門。它的工作原理是:閥芯為一個有通腔的球體，通過閥桿控制閥芯作90°旋轉(zhuǎn)，使閥門暢通或閉塞。它在管路中起關(guān)斷作用。

優(yōu)點:除具有閘閥、截止閥的優(yōu)點外，還有體積小、密封好(零泄漏)、易操作的優(yōu)點。目前在石化、電力、核能、航空、航天等部門廣泛使用。

缺點:維修困難。

球閥有兩種形式:浮動球式和固定球式。在供熱工程中，一些關(guān)鍵位置，如重要的分支、熱力站的接人口，DN250以下，常采用進口球閥。它與國產(chǎn)球閥的結(jié)構(gòu)不同:國產(chǎn)球閥的閥體一般是二塊式、三塊式，法蘭連接;而進口球閥的閥體是一體式，焊接連接，故障點要少。它的原產(chǎn)地是北歐如芬蘭、丹麥等供熱技術(shù)比較發(fā)達的國家。如芬蘭的NAVAL,VEXVE，丹麥的DAFOSS等。由于其**的密封性，操作的可靠性，長期以來頗受用戶的青睞。球閥無方向性，可以任意角度安裝。焊接球閥水平安裝時，閥門必須打開，避免焊接時的電火花傷及球體表面;當在垂直管道上安裝時，如果焊接上接口，閥門必須打開，如果焊接下接口，閥門必須關(guān)閉，以免閥門內(nèi)部被高熱灼傷。

1.4 蝶閥

在供熱系統(tǒng)中，目前是使用*廣泛，種類也*多的一種閥門。

工作原理:閥瓣是一個圓盤，通過閥桿旋轉(zhuǎn)，閥瓣在閥座范圍內(nèi)作90℃轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)閥門的開關(guān)。它在管路中起關(guān)斷作用。

亦可調(diào)節(jié)流量。

優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單，體積輕巧，操作方便，密封性好。
 

缺點:全開時，閥板(密封圈)受介質(zhì)沖蝕。
 

在供熱工程中，用到的蝶閥有三偏心金屬密封蝶閥，橡膠軟密封蝶閥。

1.4.1 三偏心金屬密封蝶閥

所謂“三偏心”是指閥軸、閥板在閥門內(nèi)相對位置的偏移。普通的蝶閥都是一個偏心，即閥軸中心線與密封面中心線(閥板中心線)偏離;高性能的再加一個偏心，即閥軸中心線與閥門中心線(管道中心線)偏離;雙偏心的目的在于使閥板開至20°之后，密封副之間相互脫離，從而減少摩擦(凸輪效應(yīng))。三偏心蝶閥在上述雙偏心的基礎(chǔ)上再增加一個獨特的偏心—斜錐，即閥板的偏移(密封面與管道垂直面傾斜一個角度)。這樣使得閥門在90°行程范圍內(nèi)，密封副之間完全脫離，既加強了凸輪效應(yīng)，又完全消除了摩擦;同時關(guān)閉閥門時，當密封副逐漸閉合，產(chǎn)生“楔塊效應(yīng)”，以*小的扭矩實現(xiàn)*嚴密的關(guān)斷。

所謂“金屬密封”是指閥座、密封圈采用耐磨、耐腐、耐高溫的上等合金制成;同時為了避免密封圈與閥座硬碰硬，密封副之間設(shè)計成柔性接觸，即形成“彈性金屬密封”，以保證關(guān)得嚴密，開無摩擦。有了“三偏心”的結(jié)構(gòu)，再輔以“彈性金屬密封”，這樣的閥門操作輕便、經(jīng)久耐用且密封良好。

三偏心金屬密封蝶閥一般用在供熱系統(tǒng)的主干線以及主分支上。口徑為DN300以上。

進口三偏心金屬密封蝶閥無方向性，但一般有建議安裝方向，不宜反裝;國產(chǎn)的有方向性，一般反向比正向差一個泄漏等級或差一至二個壓力等級，不可反裝。如在水平管道上焊接，應(yīng)將閥門關(guān)閉，以保護密封圈;如在垂直管道上焊接，應(yīng)將閥門關(guān)閉，且在焊接上口時要在閥板上注水，以熄滅焊渣。在水平管道上安裝時，建議方位為閥桿水平或與垂直方向有一定傾斜，以保證底部軸承處的清潔。

1.4.2 橡膠軟密封蝶閥

蝶板一般為電鍍球墨鑄鐵，密封圈為橡膠材料。所用密封材料不同，性能有所不同。常用的有:
丁青橡膠，適用溫度一12℃一+82℃;乙丙橡膠，適用溫度一45℃一+135℃;耐熱乙丙橡膠，適用溫度一20℃一+150℃。

供熱工程中常用的有對夾式(D371X)，法蘭式(D341X) 。DN125以下可用手柄驅(qū)動(D71,D41X)。對夾式蝶閥小巧輕便，啟閉迅速，操作方便，又好安裝，又容易維修，密封和調(diào)節(jié)性能俱佳，性價比高，所以應(yīng)大力采用。軟密封蝶閥無方向性，可任意安裝。

蝶閥在倉儲時，閥板應(yīng)開啟4°一5°。以免密封圈長期受壓而變形，影響密封。

1.5 止回閥

也叫逆止閥、單流門。一種常用的起輔助作用的閥門。

工作原理:依靠流體自身的力量以及閥瓣的自重，自動啟閉的閥門。顧名思義，它的作用是阻止介質(zhì)倒流。一般裝在水泵出口，防止水錘對水泵造成損壞。

供熱工程中常用的有水平升降式(H41H)，單瓣旋啟式(H44H)，雙瓣蝶式(H77H)。

止回閥有方向性，**不能裝反。不同形式止回閥，按其結(jié)構(gòu)，都有固定的安裝方式，切不可裝錯。水平升降式只能安裝在水平管路上，且保證閥瓣處于垂直狀態(tài);單瓣旋啟式也只能安裝在水平管路上，且保證閥瓣轉(zhuǎn)軸處于水平狀態(tài);雙瓣蝶式可以任意安裝。

1.6 調(diào)節(jié)閥

也叫節(jié)流閥。是供熱系統(tǒng)二次網(wǎng)的常用閥門。

工作原理:外形、結(jié)構(gòu)與截止閥相似。只是密封副不同，調(diào)節(jié)閥的閥瓣和閥座類似暖水瓶的瓶塞和瓶口，通過閥瓣的移動改變過流面積來調(diào)節(jié)流量。在閥軸上有標尺表示相應(yīng)流量。

作用:調(diào)節(jié)管路間介質(zhì)流量分配以達到熱力平衡。

供熱工程中曾使用的是直通式(T41H)，但它有一些缺點:流阻大，不宜垂直安裝。于是隨著技術(shù)的進步，平衡閥(PH45F)代替了調(diào)節(jié)閥。

1.7 平衡閥

改進型調(diào)節(jié)閥。流道采用直流式，閥座改為聚四氟乙烯;

克服了流阻大的缺點，同時增加了兩個優(yōu)點:密封更合理、兼有截止功能。

供熱工程中在熱力站二次網(wǎng)上使用，具有優(yōu)異的流量調(diào)節(jié)特性，特別適用于變流量系統(tǒng)。

有方向性，可以水平裝，也可以垂直裝。

1.8 自力式平衡閥

也叫流量控制閥。它的工作原理是:在閥門內(nèi)有一個由彈簧與橡膠膜組成的機構(gòu)，它與閥桿連接。如果流量增大，會在其上產(chǎn)生一個不平衡力，使得閥瓣向關(guān)閉方向移動，以減少過流面積，降低流量，使流量回歸設(shè)定值。反之亦然。由此始終保持閥后流量不變，達到控制流量的目的。

安裝在供熱系統(tǒng)的熱人口，分支點。自動消除水力失調(diào)，提高系統(tǒng)效能，實現(xiàn)經(jīng)濟運行。自力式平衡閥有方向性，切勿裝反。

1.9 **閥

當介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值時，閥門能自動開啟并泄壓，當壓力正常后，又能自動閉合，以保證系統(tǒng)正常運行，起這種作用的閥門叫**閥。

按結(jié)構(gòu)分有:彈簧式、杠桿式、脈沖式。

按動作量分:閥瓣開啟高度與閥座通徑之比10%以下叫微啟式，20%一30%叫全啟式。

按排泄方式分:介質(zhì)通過管道排走叫封閉式，直接排向空中叫敞開式。

現(xiàn)以彈簧式為例作一簡述:彈簧力與介質(zhì)作用于閥瓣的正常壓力相平衡，使密封面閉合;當介質(zhì)壓力過高時，彈簧受到壓縮，閥板開啟，介質(zhì)從中泄出;當壓力回降到正常值時，彈簧力又將閥門關(guān)閉。

**閥大量應(yīng)用于壓力容器。

2 閥門使用中的共性問題

a)要保持閥門內(nèi)的清潔。

b)起吊時，繩子不要系在手輪或閥桿上。

c)安裝前要確認閥門工作正常。

d)焊接時，焊機地線必須搭在同側(cè)焊口的鋼管上，防止電流擊傷閥門。

e)中、小口徑閥門焊接過程中宜對閥門采取冷卻措施。

f)管路中不經(jīng)常啟閉的閥門要定期轉(zhuǎn)動。

另外，使用中還有環(huán)境對閥門的腐蝕及防護問題、介質(zhì)對閥門內(nèi)部的腐蝕及防護問題、溫度壓力問題以及密封與泄漏問題等等。總之，閥門雖小，學問很大，有待我們?nèi)ゲ粩嗟膶W習總結(jié)。