水系統閥門選型技術參考解析
在水系統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 供熱空調水系統中常用的大都為低壓或中壓閥門, 以手動為主。
水系統閥門選型參考：
1) 供熱空調水系統常用的調節閥門為閘閥、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, 轉盤式調節桿, 調節性能好, 在較大管徑管道中被廣泛使用。截止閥，閥體長,轉盤式調節桿,調節性能好,適用于場地寬敞,小管徑的場合(一般DN≤150mm )。蝶閥，閥體短,手柄式調節桿, 調節性能較差, 價格較貴, 但調節操作容易, 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, 均可根據情況選用閘閥、截止閥或蝶閥。
3) 分、集水器上, 由于主要功能是調節, 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, 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,如蒸汽供暖系統、鍋爐水系統、蒸汽溴化鋰冷水機組、汽水熱交換器系統中, 一般在蒸汽入口處裝設減壓閥; 在可能產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，節約有色金屬。
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一，互換性強。
因此軟密封閘閥將是供水行業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，理論的密封狀態是一種接觸密封狀態。
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。由于管網是環狀的，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
供水行業使用的蝶閥多數是軟密封蝶閥，這種密封方式在使用中出現了以下問題：
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點。旋塞閥亦具有類似優點，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品。
（6）減壓閥
減壓閥是通過啟閉件的節流和調節, 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定的數值。當設備、裝置和管道內的工作壓力超過規定值時, 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。水系統常用彈簧式, 它是利用壓縮彈簧力來平衡閥瓣壓力。優點是體積小,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省蒸汽能源,保證蒸汽凝水系統的正常運行至關重要。選用時,先要根據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路的剩余差壓, 以在所有環路達到設計流量, 從而達到系統平衡。系統平衡對高標準室內熱環境及低能耗來說, 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域控制環路中以及分流功能三通閥處均需安裝平衡閥。
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