供热工程中常用阀门的工作原理是什么？

HEATS · 发表于 2010-10-23 18:28:31

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　　阀门的种类很多，使用范围也很广。在管路中有时它是主要设备，起控制作用；有时它是次要设备，起辅助作用。如果使用不当，便会出现"跑、冒、滴、漏"现象，轻者影响生产，重者引发事故。所以了解并正确使用阀门是一个很重要的问题。

　　在供热系统中，使用的阀门有很多种。比如闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、止回阀、安全阀、调节阀、平衡阀、自力式平衡阀等等。下面逐一介绍。

闸阀

　　也叫-闸板阀、-闸门阀，是广泛使用的一种-阀门。

　　工作原理：闸板密封面与阀座密封面高度光洁、平整、一致，加工成一个非常贴合、严密的密封副。闸板通过阀杆的上提、下压，对介质形成导通和关断。它在管路中起关断作用。

　　优点：流体阻力小；全开时密封面不受冲蚀；可以在介质双向流动的情况下使用，没有方向性；结实耐用；不仅适合做小阀门，而且可以做大阀门。

　　缺点：高度大；启闭时间长；笨重；修理难度大；如果是大口径闸阀，手动操作比较费力。

　　闸阀按阀杆的不同分明杆式和暗杆式；按闸板构造不同分平行式和楔式；还有单闸板、双闸板之分。供热工程中，常用的是明杆楔式单闸板闸阀（Z41H-16C）和暗杆楔式单闸板闸阀（Z45T-10），前者装在热力站内一次侧，后者装在热力站内二次侧。它一般起两个作用：作为主设备起开关作用；作为辅设备安在主设备前后作检修用。

　　闸阀安装时，不要使手轮处在水平线以下（倒装），否则会使介质长期留存在阀盖中，容易腐蚀阀杆。在供热工程中，闸阀曾经是阀门中的主力军。现在随着蝶阀的广泛采用，闸阀已被蝶阀取而代之。

截止阀

　　也是广泛使用的一种阀门。一般口径在100mm以下。它的工作原理与闸阀相近，只是关闭件（阀瓣）沿阀座中心线移动。它在管路中起关断作用，亦可粗略调节流量。

　　优点：制造容易，维修方便，结实耐用。

　　缺点：只允许介质单向流动，安装时有方向性。流阻大，密封性差。

　　按结构不同分直通式、直角式、直流式、平衡式。工程中一般使用法兰直通式（J41H）和内螺纹直通式（J11H）。截止阀有方向性，不可按反。也不宜倒安。

　　在我们的生产、生活中，过去常用直通式、小口径截止阀，现在已渐渐被球阀所取代。

球阀

　　相比闸阀、截止阀，球阀是一种新型的、逐渐被广泛采用的阀门。它的工作原理是：阀芯为一个有通腔的球体，通过阀杆控制阀芯作90°旋转，使阀门畅通或闭塞。它在管路中起关断作用。

　　优点：除具有闸阀、截止阀的优点外，还有体积小、密封好（零泄漏）、易操作的优点。目前在石化、电力、核能、航空、航天等部门广泛使用。

　　缺点：维修困难。

　　球阀有两种形式：浮动球式和固定球式。在供热工程中，一些关键位置，如重要的分支、热力站的接人口，DN250以下，常采用进口球阀。它与国产球阀的结构不同：国产球阀的阀体一般是二块式、三块式，法兰连接；而进口球阀的阀体是一体式，焊接连接，故障点要少。它的原产地是北欧如芬兰、丹麦等供热技术比较发达的国家。如芬兰的NAVAL,VEXVE，丹麦的DAFOSS等。由于其极佳的密封性，操作的可靠性，长期以来颇受用户的青睐。球阀无方向性，可以任意角度安装。焊接球阀水平安装时，阀门必须打开，避免焊接时的电火花伤及球体表面；当在垂直管道上安装时，如果焊接上接口，阀门必须打开，如果焊接下接口，阀门必须关闭，以免阀门内部被高热灼伤。

蝶阀

　　在供热系统中，目前是使用最广泛，种类也最多的一种阀门。

　　工作原理：阀瓣是一个圆盘，通过阀杆旋转，阀瓣在阀座范围内作90℃转动，实现阀门的开关。它在管路中起关断作用。

　　亦可调节流量。

　　优点：结构简单，体积轻巧，操作方便，密封性好。

　　缺点：全开时，阀板（密封圈）受介质冲蚀。

　　在供热工程中，用到的蝶阀有三偏心金属密封蝶阀，橡胶软密封蝶阀。

　　三偏心金属密封蝶阀

　　所谓"三偏心"是指阀轴、阀板在阀门内相对位置的偏移。普通的蝶阀都是一个偏心，即阀轴中心线与密封面中心线（阀板中心线）偏离；高性能的再加一个偏心，即阀轴中心线与阀门中心线（管道中心线）偏离；双偏心的目的在于使阀板开至20°之后，密封副之间相互脱离，从而减少摩擦（凸轮效应）。三偏心蝶阀在上述双偏心的基础上再增加一个独特的偏心-斜锥，即阀板的偏移（密封面与管道垂直面倾斜一个角度）。这样使得阀门在90°行程范围内，密封副之间完全脱离，既加强了凸轮效应，又完全消除了摩擦；同时关闭阀门时，当密封副逐渐闭合，产生"楔块效应"，以最小的扭矩实现最严密的关断。

　　所谓"金属密封"是指阀座、密封圈采用耐磨、耐腐、耐高温的优质合金制成；同时为了避免密封圈与阀座硬碰硬，密封副之间设计成柔性接触，即形成"弹性金属密封"，以保证关得严密，开无摩擦。有了"三偏心"的结构，再辅以"弹性金属密封"，这样的阀门操作轻便、经久耐用且密封良好。

　　三偏心金属密封蝶阀一般用在供热系统的主干线以及主分支上。口径为DN300以上。

　　进口三偏心金属密封蝶阀无方向性，但一般有建议安装方向，不宜反装；国产的有方向性，一般反向比正向差一个泄漏等级或差一至二个压力等级，不可反装。如在水平管道上焊接，应将阀门关闭，以保护密封圈；如在垂直管道上焊接，应将阀门关闭，且在焊接上口时要在阀板上注水，以熄灭焊渣。在水平管道上安装时，建议方位为阀杆水平或与垂直方向有一定倾斜，以保证底部轴承处的清洁。

　　橡胶软密封蝶阀

　　蝶板一般为电镀球墨铸铁，密封圈为橡胶材料。所用密封材料不同，性能有所不同。常用的有：

　　丁青橡胶，适用温度一12℃一+82℃；乙丙橡胶，适用温度一45℃一+135℃；耐热乙丙橡胶，适用温度一20℃一+150℃。

　　供热工程中常用的有对夹式（D371X），法兰式（D341X）。DN125以下可用手柄驱动（D71,D41X）。对夹式蝶阀小巧轻便，启闭迅速，操作方便，又好安装，又容易维修，密封和调节性能俱佳，性价比高，所以应大力采用。软密封蝶阀无方向性，可任意安装。

　　蝶阀在仓储时，阀板应开启4°一5°。以免密封圈长期受压而变形，影响密封。

止回阀

　　也叫逆止阀、单流门。一种常用的起辅助作用的阀门。

　　工作原理：依靠流体自身的力量以及阀瓣的自重，自动启闭的阀门。顾名思义，它的作用是阻止介质倒流。一般装在水泵出口，防止水锤对水泵造成损坏。

　　供热工程中常用的有水平升降式（H41H），单瓣旋启式（H44H），双瓣蝶式（H77H）。

　　止回阀有方向性，绝对不能装反。不同形式止回阀，按其结构，都有固定的安装方式，切不可装错。水平升降式只能安装在水平管路上，且保证阀瓣处于垂直状态；单瓣旋启式也只能安装在水平管路上，且保证阀瓣转轴处于水平状态；双瓣蝶式可以任意安装。

调节阀

　　也叫节流阀。是供热系统二次网的常用阀门。

　　工作原理：外形、结构与截止阀相似。只是密封副不同，调节阀的阀瓣和阀座类似暖水瓶的瓶塞和瓶口，通过阀瓣的移动改变过流面积来调节流量。在阀轴上有标尺表示相应流量。

　　作用：调节管路间介质流量分配以达到热力平衡。

　　供热工程中曾使用的是直通式（T41H），但它有一些缺点：流阻大，不宜垂直安装。于是随着技术的进步，平衡阀（PH45F）代替了调节阀。

平衡阀

　　改进型调节阀。流道采用直流式，阀座改为聚四氟乙烯；

　　克服了流阻大的缺点，同时增加了两个优点：密封更合理、兼有截止功能。

　　供热工程中在热力站二次网上使用，具有优异的流量调节特性，特别适用于变流量系统。

　　有方向性，可以水平装，也可以垂直装。

自力式平衡阀

　　也叫流量控制阀。它的工作原理是：在阀门内有一个由弹簧与橡胶膜组成的机构，它与阀杆连接。如果流量增大，会在其上产生一个不平衡力，使得阀瓣向关闭方向移动，以减少过流面积，降低流量，使流量回归设定值。反之亦然。由此始终保持阀后流量不变，达到控制流量的目的。

　　安装在供热系统的热人口，分支点。自动消除水力失调，提高系统效能，实现经济运行。自力式平衡阀有方向性，切勿装反。

安全阀

　　当介质压力超过规定数值时，阀门能自动开启并泄压，当压力正常后，又能自动闭合，以保证系统正常运行，起这种作用的阀门叫安全阀。

　　按结构分有：弹簧式、杠杆式、脉冲式。

　　按动作量分：阀瓣开启高度与阀座通径之比10%以下叫微启式，20%一30%叫全启式。

　　按排泄方式分：介质通过管道排走叫封闭式，直接排向空中叫敞开式。

　　现以弹簧式为例作一简述：弹簧力与介质作用于阀瓣的正常压力相平衡，使密封面闭合；当介质压力过高时，弹簧受到压缩，阀板开启，介质从中泄出；当压力回降到正常值时，弹簧力又将阀门关闭。

　　安全阀大量应用于压力容器。

阀门使用中的共性问题

　　a）要保持阀门内的清洁。

　　b）起吊时，绳子不要系在手轮或阀杆上。

　　c）安装前要确认阀门工作正常。

　　d）焊接时，焊机地线必须搭在同侧焊口的钢管上，防止电流击伤阀门。

　　e）中、小口径阀门焊接过程中宜对阀门采取冷却措施。

　　f）管路中不经常启闭的阀门要定期转动。

　　另外，使用中还有环境对阀门的腐蚀及防护问题、介质对阀门内部的腐蚀及防护问题、温度压力问题以及密封与泄漏问题等等。总之，阀门虽小，学问很大，有待我们去不断的学习总结。

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