水系統(tǒng)閥門選型技術參考解析
在水系統(tǒng)中閥門被廣泛應用于控制水的壓力、流量和流向，供熱空調水系統(tǒng)中常用的閥門按閥體結構形式和功能可分為閘閥、蝶閥、截止閥、球閥、旋塞閥、止回閥、減壓閥、安全閥、疏水閥、平衡閥等類。按照驅動方式分為手動、電動、液動、氣動等四種方式，按照公稱壓力分高壓、中壓、低壓三類L 供熱空調水系統(tǒng)中常用的大都為低壓或中壓閥門, 以手動為主。
水系統(tǒng)閥門選型參考：
1) 供熱空調水系統(tǒng)常用的調節(jié)閥門為閘閥、截止閥和蝶閥,在很多情況下, 三者都能滿足技術要求, 但各有技術特點如下: 閘閥，閥體長度適中, 轉盤式調節(jié)桿, 調節(jié)性能好, 在較大管徑管道中被廣泛使用。截止閥，閥體長,轉盤式調節(jié)桿,調節(jié)性能好,適用于場地寬敞,小管徑的場合(一般DN≤150mm )。蝶閥，閥體短,手柄式調節(jié)桿, 調節(jié)性能較差, 價格較貴, 但調節(jié)操作容易, 適用于場地小, 大管徑的場合(一般DN> 150 mm )。
2) 冷水機組、熱交換器進出口、主管道調節(jié), 均可根據(jù)情況選用閘閥、截止閥或蝶閥。
3) 分、集水器上, 由于主要功能是調節(jié), 一般選用截止閥或閘閥。
4) 水泵入口裝設閥門一只, 出口裝設閥門兩只。其中出口端靠近水泵一側閥門為止回閥, 另兩個閥門可選擇閘閥、截止閥或蝶閥。
5) 供熱空調末端設備出入口小口徑管道可選用截止閥或球閥。
6) 多層、高層建筑各層水平管上可裝設平衡閥, 用以平衡各層流量。
7) 水箱及管道、設備低點裝設排污閥, 由于不用于調節(jié), 宜選用能嚴密關斷的閥門如閘閥、截止閥等。
8) 蒸汽凝水管道系統(tǒng),如蒸汽供暖系統(tǒng)、鍋爐水系統(tǒng)、蒸汽溴化鋰冷水機組、汽水熱交換器系統(tǒng)中, 一般在蒸汽入口處裝設減壓閥; 在可能產(chǎn)生高壓處裝設安全閥; 在排凝結水處裝設疏水閥。
在供水管網(wǎng)中為了降低管道覆土深度，一般口徑較大管道選配蝶閥，對覆土深度影響不大的，力求選配閘閥，致于口徑的分界線應各地按具體情況考慮。從近十年使用情況而言，蝶閥出現(xiàn)的故障比閘閥高，因此在條件許可的情況下，擴大閘閥的使用范圍。
(1)軟密封閘閥
近年來，國內不少閥門制造廠家，研制、仿制軟密封閘閥，這種閘閥比傳統(tǒng)的楔式或平行雙閘板式閘閥有如下特點：
a.軟密封閘閥的閥體、閥蓋采用精密鑄造法鑄造，一次成型，基本不機械加工，不使用密封銅環(huán)，節(jié)約有色金屬。
b.軟密封閘閥底部無凹坑，不積存渣物，閘閥啟閉的故障率低。
c.軟密封襯膠閥板尺寸統(tǒng)一，互換性強。
因此軟密封閘閥將是供水行業(yè)樂意采用的一種形式。目前國內制造的軟密封閘閥口徑達1500mm，但多數(shù)廠家制造的口徑在80-300mm間，國內制造工藝上尚有諸多問題，從此次考察的情況而言，有的公司閥體是委托國內鑄造廠用樹脂砂造型翻鑄的，軟密封閥板是從國外進口的。該公司認為軟密封閘閥的關鍵部件是襯膠閥板，而襯膠閥板的技術要求較高，國外也不是所有廠家都能達到的，往往是從質量可靠的廠方購進組裝。
國內軟密封閘閥的銅螺母塊是嵌掛在襯膠閥板上方的，類似閘閥的結構，由于螺母塊的活動摩擦容易使閥板的襯膠剝離。國外某公司的軟密封閘閥，銅螺母塊是鑲嵌在襯膠閘板內，形成整體，克服了上述缺點，但閥蓋與閥體組合的同心度要求較高。
啟閉軟密封閘閥時，千萬不應關閉過死，只要達到止水效果即可，否則不易開啟或襯膠剝離。在閥門試壓檢驗時，使用扭力板手來控制關閉的程度，作為自來水公司的閥門操作人員也應用此種啟閉方法。
(2)蝶閥
當前蝶閥選型中關注的幾個問題：
a.中線蝶閥
中線蝶閥在我國小口徑蝶閥中使用量很大，效果也比較好。在制造方式上有兩大差別：一種閥體襯膠層后有支承架；一種閥體襯膠層后沒有支承架。前者襯膠量較少，后者過流面積較大。有人懷疑后者閥門使用壽命較短，但據(jù)調查并非如此。
b.立式與臥式蝶閥的比較
在中、大型蝶閥中，閥軸存在立式與臥式的區(qū)別，通常立式蝶閥的覆土較深，水中雜物容易纏繞軸端，影響啟閉；臥式蝶閥的變速傳動箱在側旁，閥井在道路上占的平面位置較寬，影響安排其它管線。因此在中型中徑蝶閥用立式為多，大口徑蝶閥在平面位置許可的條件下力求臥式。無論立式或臥式，閥門啟閉指標均應采取措施，以便從地面上觀察到。
c.偏心蝶閥
中線蝶閥的關閉密封，實質上一種橡膠襯層的擠壓密封，特別是閥軸附近受擠較大，這樣閥門的使用壽命受到影響，閥門的啟閉力矩偏大。為了減輕這方面的缺點，設計出一維、二維及三維偏心的蝶閥，其中研制的三維偏心蝶閥，理論的密封狀態(tài)是一種接觸密封狀態(tài)。
偏心蝶閥在承載水壓上是有方向性的，特別是三維偏蝶閥反向承壓能力較弱。由于管網(wǎng)是環(huán)狀的，要求閥門兩向承受壓力的要求是相同的，因此訂貨時應強調此項要求。
d.軟密封與金屬密封
供水行業(yè)使用的蝶閥多數(shù)是軟密封蝶閥，這種密封方式在使用中出現(xiàn)了以下問題：
①橡膠質量不佳，容易老化、長期受壓變形、擠壓開裂；
②閥門在制造過程中，難以保證蝶板在閥體腔中的同心度，往往以過度擠壓的方式解決密封問題，從而影響了閥門的使用壽命；
③立式蝶閥閥軸與軸套的加工精度及止推方式失調，導致蝶板晃動與下垂，形成了滲漏；
④蝶閥在安裝施工過程中膠圈受損，影響了密封性。
金屬密封蝶閥由于密封件的彈性較小，一般采用偏心結構，特別是用三維偏心結構較為理想。金屬密封蝶閥原用于高壓蒸汽管路上，價格較貴，它在運行中密封面不易損傷，但它的制造精度要求較高，一旦滲漏難以修復。
（3）球閥
球閥是由旋塞閥演變而來的, 啟閉件為一個球體。利用球體繞閥桿的軸線旋轉, 實現(xiàn)開啟、關閉的目的。它在管道上主要用于切斷、分配和改變介質流向。其特點是流體阻力小, 其阻力系數(shù)與同長度的管段相等,啟閉快,密封可靠, 結構緊湊, 易于操作和維修,故而廣泛應用于許多場合。球閥按球體的結構形式可分為三種:浮動球球閥、固定球球閥和彈性球球閥。浮動球球閥結構簡單,密封性能良好, 由于球所承受的工作介質載荷全部傳給了出口端閥座密封圈,故而這種結構只適用于中、低壓場合。其缺點是組裝困難, 制作精度要求高, 同時操作力矩也較大。固定球球閥適用于高壓和大口徑的管道。它通常都設有活動閥座密封圈,在介質壓力的作用下, 產(chǎn)生位移, 使密封圈緊緊壓在上, 從而保證閥門的密封性能。彈性球球閥適用于高溫、高壓介質。在球體上開有彈性槽,這種結構在開啟和關閉時可以減少兩密封面間的磨,同時也降低了操作力矩。
(4)球閥與旋塞閥
蝶閥的主要缺點是蝶板占據(jù)一定的過水斷面，增大一定的水頭損失；閘閥雖無此問題，但大口徑立式閘閥的高度影響管道的覆土深度，大口徑臥式閘閥的長度，增大管線占據(jù)橫向面積，影響其它管線的安排；球閥及旋塞閥則保持了閘閥的過水斷面，又克服了它的缺點。球閥具有結構簡單、流阻小、密封可靠、動作靈活，維修及操作方便等優(yōu)點。旋塞閥亦具有類似優(yōu)點，唯過水面積不是正園形。
（5）止回閥
止回閥又稱逆流閥、逆止閥、背壓閥和單向閥L 是用來防止管道和設備中介質倒流的一種閥門, 它靠管路中介質的流動產(chǎn)生的力而自動開啟和關閉,止回閥的結構通常以閥瓣的動作形式來區(qū)分, 主要有升降式和旋啟式。升降式止回閥又分立式和臥式, 臥式只能安裝在水平管道上用, 其中水泵底閥是于泵吸入管底部的升降式止回閥,為防止停泵時介質倒流, 保持抽吸所需的水柱。旋啟式止回閥的閥瓣圍繞閥座外的銷軸旋轉,又分單瓣和多瓣,前者一般用于公稱通徑DN50～ 500mm , 后者一般用于公稱通徑DN ≥600mm。另外還有空排止回閥, 是用于鍋爐給水泵出口防止介質倒流及起排空作用的。新型緩閉止回閥, 有消除水錘作用。隔膜式止回閥, 防止水擊性能好L 球形止回閥, 是阻止介質逆流的理想產(chǎn)品。
（6）減壓閥
減壓閥是通過啟閉件的節(jié)流和調節(jié), 將介質壓力降低,并通過閥后介質壓力的直接作用, 使閥后的壓力自動滿足預定的要求L通常減壓閥后的壓力P2應小于閥前壓力P 的0.5倍。減壓閥的種類很多, 一般分為直接作用式和間接作用式兩大類L前者依據(jù)介質的能量來控制所需壓力;后者利用外力如氣壓、液壓或電動等來控制所需壓力。減壓閥按結構分為活塞式、薄膜式、波紋管式、彈簧薄膜式、杠桿彈簧式等。活塞式減壓閥體積小,靈敏度低且制造工藝要求高, 在介質溫度高時大量選用。薄膜式減壓閥在水、空氣等溫度與壓力不高的條件下使用普遍L 波紋管式減壓閥用于溫度在200℃以下的蒸汽、水和空氣等無腐蝕性介質管道上。內彈簧薄膜式減壓閥適用于工作溫度低于50℃的空氣、水等介質管道上。杠桿式減壓閥適用于中、高壓減溫減壓裝置中, 作調節(jié)蒸汽壓力之用。
（7）安全閥
安全閥它是設備、裝置和管道上作為安全保護的裝置, 以防止介質的壓力超過規(guī)定的數(shù)值。當設備、裝置和管道內的工作壓力超過規(guī)定值時, 安全閥便自動開啟, 排放多余介質; 當壓力恢復正常后, 它便自行關閉, 保持密封不漏, 從而保證設備安全運行。安全閥的主要結構有杠桿式、彈簧式和先導式(脈沖式) 三種。水系統(tǒng)常用彈簧式, 它是利用壓縮彈簧力來平衡閥瓣壓力。優(yōu)點是體積小,輕便, 靈敏度高, 安裝位置不受限制;缺點是作用在閥桿上的力隨彈簧的變形而產(chǎn)生變化。彈簧式安全閥又分微啟式和全啟式,有帶扳手和不帶扳手的, 有封閉式和敞開式等不同形式。
（8）疏水閥
疏水閥適用于蒸汽供熱設備和管道上, 用以自動排除凝結水、空氣及其他不凝性氣體,并阻止蒸汽的漏失, 即起阻汽排水的作用。正確的選用疏水閥對于節(jié)省蒸汽能源,保證蒸汽凝水系統(tǒng)的正常運行至關重要。選用時,先要根據(jù)凝結水的大排量和進出口的壓力差選型, 還要加以修正, 其修正系數(shù)為1.5～ 4;其次要安裝合理。
蒸汽疏水閥按啟閉形式可分為以下幾類:
1) 機械型蒸汽疏水閥: 由凝結水液位變化驅動啟閉件L 它又包括自由浮球式、杠桿浮球式、自由半浮球式和敞口向上(下) 浮子式蒸汽疏水閥。
2)熱靜力型蒸汽疏水閥: 由凝結水溫度變化驅動啟閉件它又包括波紋管式、膜盒式和雙金屬片式。
3)熱動力型蒸汽疏水閥:由凝結水動態(tài)特性變化驅動啟閉件L 它又包括圓盤式、脈沖式、迷宮或孔板式。
（9）平衡閥
平衡閥是水力管網(wǎng)中用來測量及調整至設計流量, 并具有必要的測量精度的閥門。它的作用是消除有利環(huán)路的剩余差壓, 以在所有環(huán)路達到設計流量, 從而達到系統(tǒng)平衡。系統(tǒng)平衡對高標準室內熱環(huán)境及低能耗來說, 是至關重要的。 平衡閥至少需具有如下特性:
1) 可進行水量的測量和調整, 且具有±10%的精度;
2) 開度值的隱式記憶裝置;
3) 截止功能。 大部分的平衡閥集幾個功能于一身, 如排污功能, 以及壓降與流量的測量等L為保證系統(tǒng)平衡, 每臺鍋爐及冷水機組處、所有干管、立管及支管的回水或供水管處、所有具有二次泵的區(qū)域控制環(huán)路中以及分流功能三通閥處均需安裝平衡閥。
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