1天然气阀门的要求
1.1地下管网阀门的要求
地下管网的阀门应能承受天然气管网的高压力，在承受各种外力时要保证不变形和密封性。选择时应注意以下几点：
①尽可能降低阀门的高度（即阀门流通断面中心线到阀顶的高度） ，减少管道埋深。
②阀门顶部应装有全封闭的启闭指示器，便于操作者确定阀门的状态，保证安全操作。
③阀门采用全通径设计降低阻力，便于通过管道清扫器或管道探测器。
④可靠的密封性。软密封阀门在1. 1倍额定压力下不允许有任何内泄漏；硬密封阀门在1. 1倍额定压力下，内泄漏量要小于规定值；外泄漏是不允许的。
⑤地下管网天然气阀门的壳体要耐腐蚀，建议其壳体根据管道天然气的成分和压力采用不同的材质。
⑥阀门的零部件设计采用少维护或免维护结构，尽可能减少维护的工作量。
⑦地下管网的阀门大多为人工启闭，要求阀门启闭的扭矩小，全程转圈数少，事故发生后能够尽快切断气源。
⑧我国城市地下管网错综复杂，不宜设置地下阀门井，因此推荐直埋式阀门。
1.2阀门壳体材质的选用
根据输气管网的压力，选用合适的阀门壳体材质。既要满足管道安全运行，又要降低成本，选用时要注意以下几点：
①对中压B级及以下的输气管网，建议采用灰铸铁阀门，其大优点是防腐蚀性能好，价格便宜，适用于地下管网。
②对次高压B级及以下的管网，建议选用球墨铸铁或铸钢阀门，推荐选用前者。球墨铸铁的机械性能与铸钢相近，而其防腐蚀性能和铸造工艺都优于铸钢，价格也低于铸钢（一般是铸钢价格的70左右）。因此，上述压力范围内应尽可能选用球墨铸铁阀门，但要注意对球墨铸铁材质的质量监控。
③对次高压A级及以上的输气管网，建议选用铸钢阀门。
④近年来，各地燃气公司开始使用PE管， PE管一般用于0. 4 MPa压力级别及以下的输气管网。
PE球阀可直埋，密封性能较好，但价格较高，尤其是DN 100 mm以上的球阀。PE球阀目前处于推广使用阶段，目前使用效果反映不一，还需不断总结经验。
2常用的天然气阀门
2.1天然气阀门的分类
①RZ系列平行双闸板闸阀
RZ系列平行双闸板闸阀可直埋，大公称直径可达1 600 mm，具有以下优点： a.装有阀杆保护套，使阀杆不受腐蚀。b.阀门下部有排污孔，可清扫阀腔底部的污物。c.全通径设计，流阻小，可通清管器。d.壳体采用鼠笼框架式加强筋设计，减轻了阀门的重量，增强了壳体的强度和刚度。e.壳体选用灰铸铁制造，价格低廉。f.闸阀带有全封闭的启闭指示器，使操作者清楚阀门所处状态。RZ系列闸阀自问世至今，大量应用在各地燃气公司天然气中压B级管道上，获得用户广泛好评。
②RQZ系列平行双闸板闸阀
RQZ球墨铸铁平行双闸板闸阀，保留了RZ系列闸阀的特点，在选用材质上增强了阀门的抗拉性，将压力等级提高到了次高压B级。适用于压力较低、流速较缓的城区地下管网，可直埋。其缺点主要是阀体密封面和闸板密封面在全开时与燃气接触，容易被带有粉尘的天然气高速冲刷而损坏。
③蝶阀
蝶阀与上述阀门相比，口径较大，价格较低。20世纪80年代初开始，燃气公司普遍应用蝶阀，经过10 a的使用，认为效果不好，主要有以下原因： a.蝶阀不易关严。b.阀瓣在阀腔中部，流阻大，不能通过清管器。c.由于密封件中一部分是橡胶或聚四氟乙烯，在气体冲刷下易损坏或脱落，使用寿命短。除特殊位置，燃气管道上不宜采用蝶阀，一些已经使用蝶阀的燃气公司正在更换其他类型阀门。由于蝶阀结构尺寸较小，也可将蝶阀用于燃气调压箱内，可减小空间尺寸。但要选用优质蝶阀，好是金属密封的多偏心蝶阀。
④平板闸阀
平板闸阀是近年才开始使用的，价格低廉，全通径时流阻小，两边的密封由聚四氟乙烯或橡胶O型环压紧在闸板上形成。这种阀门在全关或全开时中腔有气，不便于抢修时迅速判断阀门是否关严。有些厂家制成缩径的，如DN 200 mm的平板闸阀内径只有150 mm，用户要特别注意。这种平板闸阀适用于压力级制较低、公称直径较小的管道。
⑤TRZ系列弹性密封闸阀
TRZ系列弹性密封闸阀是一种燃气专用强制性密封阀门，可直埋。闸板两边密封采用弹性浮动式结构，密封面在全开、全关及启闭过程中始终紧贴在一起，适用于较高压力级制的管道。阀门在全开、全关时阀腔内可达到无气。放散完阀腔中剩余的燃气，检查阀腔内无压力后，可在阀门下游管道施工，缩短了施工前的停气准备。TRZ系列弹性密封闸阀的连接形式有法兰式和焊接式2种。焊接式可将阀门与管道直接焊接。其全开时，全通径，流阻极小，密封面不与介质接触。TRZ系列弹性密封闸阀的缺点是底部结构高度较大，施工时埋深较深，但一般不影响管道铺设。
全密封弹性密封燃气闸阀保留了TRZ系列弹性密封闸阀的优点，增加了防止异物掉入阀腔内部的结构，应用效果良好。
⑥RQ系列球阀
球阀因其流阻小、结构高度小、密封性能好等优点而得到广泛应用。球阀品种较多，同一通径的球阀由于材质、工艺或结构不同而价格相差较大。
球阀一般分2种。一种是浮动球球阀，即球体在阀腔内可浮动，依靠两端的密封座压紧球体而稳定。这种球阀只能用于公称直径较小（150 mm以下）及压力级制较低（0. 8 MPa以下）的管道，否则启闭扭矩会很大，使用不方便。另一种是固定球球阀，适用于公称直径较大（200 mm以上）及压力级制较高的管道。固定球球阀在阀门全关时，操作力矩较小，便于操作者使用。
RQ燃气球阀具有以下优点： a.耐火性。当发生火灾时，烧毁密封座上的聚四氟乙烯材料后，金属密封座在弹簧的作用下补充软密封的空间继续压紧阀球，形成金属对金属的密封结构，有效阻止燃气的扩散，防止灾情扩大。b.防静电。在球体与阀杆、阀杆与阀体间设置导电机构，使阀门在启闭过程中产生的静电通过设置的静电通道到达管路导入地下，避免静电积累导致打火引爆燃气，确保安全。c.限位加锁。球阀是旋转机构，容易造成360°旋转，必须设计限位机构，必要时还应加锁，防止操作人员误操作。d.阀杆防冲击。阀杆采用下装式，设置带有密封垫片的倒密封结构。倒密封的密封力随阀腔燃气压力的增高而增大，确保阀杆的密封效果。阀杆密封除采用倒密封结构外，还采用特殊的O型环密封，可使球阀的启闭力矩较同类球阀小，操作轻便。
几种天然气阀门的比较见1.
1几种天然气阀门的比较
2.2全焊接球阀
全焊接球阀两端具有与管道尺寸一样的短管，直接焊接在管道上，其优点是减轻了球阀的重量，又减少了外泄漏。但是全焊接球阀工艺复杂，成本较高，建议使用在压力级别高的管道上，应注意以下几点。
①防腐蚀
全焊接球阀的壳体应采用锻钢。天然气含有硫化氢，与铁反应生成硫化铁，因此壳体内的防腐是重点。
②结构
密封件直接影响球阀的质量，笔者建议用户选用具有双活塞效应的阀座。双活塞效应阀座的原理是配有2组阀座密封，如果上游阀座损坏，气体介质进入中腔，借助气体介质的压力仍能使下游密封起到密封作用。密封如能制成软硬密封组合就更理想，即聚四氟乙烯为软密封，不锈钢金属弹性环为硬密封。这样的软硬密封组合，不仅增强了密封性，还具有防火功能。当软密封被火烧毁后，硬密封仍能起到密封作用。还有一种全焊接球阀具有旋转阀座的特殊结构，其优点是阀门每次关闭时阀座都旋转15°，将阀座与球体间的磨损均匀分布于整个阀座，使阀座的使用寿命理论上提高了12倍。阀座旋转有利于密封脂、清洗液或润滑剂均匀地涂抹在密封表面，这是其他球阀无法实现的。
③强度
全焊接球阀的公称直径大于150 mm时，应采用固定球构造。为了减少介质对球体和阀杆造成的弯曲应力，将阀杆与球体在纵向中心线上联成一体，并加大阀杆与球体的连接刚度，提高阀门抵抗介质压力的强度。为了减少球阀的启闭扭矩，可在阀杆圆周增设轴承或减摩擦垫片。
④密封脂
对DN 400 mm以上的全焊接球阀，由于受压大又是全焊接，不易检修，应加设紧急加注密封脂的装置。
2.3特殊用途的阀门
①调压器用紧急切断阀
调压器用紧急切断阀（也称安全切断阀）是燃气输配系统中的重要安全保护装置，它是在截止阀上位或侧位安装紧急脱扣机构，或与调压器本体连成一个整体，也可与过滤器连成一个整体，其作用是在调压器失灵，造成超压或失压后紧急关闭气源，保证安全。调压器失灵的后果严重，选用需谨慎。其与过滤器连为一体时，结构紧凑，能在设定的超压和失压时迅速切断调压器气源，确保用户安全。将安全切断与燃气过滤功能集于一体，既节约了空间又能在阀门关闭后传出信号，通过自动化监控装置联机，可把关阀调压器的位置及时通知给有关部门，便于迅速抢修。
②燃气紧急切断阀
燃气锅炉、燃气空调等燃气设备在发生燃气泄漏或其他事故时，燃气紧急切断阀快速切断燃气来源，防止灾情扩大，但目前燃气紧急切断阀在国内还没有普及。燃气紧急切断阀一般与自动化监控设备联机，执行关阀指令，因此燃气紧急切断阀一般都是电控阀门，主要采用电磁阀和电动阀。电磁阀大多选用进口电磁阀，其反应速度快，但流阻大，压力损失大，而且口径小。大口径的电磁阀制造较困难，一般只能做到DN 150 mm以下，价格较贵。另外，电磁阀是靠电磁场吸住开阀，瞬间失电阀门就会关闭。
对脱钩式电磁阀，通电脱钩关阀，灵敏度很高，速度很快。因为用直流低压电，有一点干扰或电压不稳就会产生误动作，影响正常生产。对电动蝶阀，价格较低，容易做成大口径，启闭速度较闸阀快，较电磁阀慢；流阻较电磁阀小，较闸阀大；密封性较电磁阀和闸阀都差，而且由于密封隔离宽度小，快速启闭的速度冲击容易造成启闭不足或过头的现象。对电动闸阀，价格较电动蝶阀高，流阻小，密封性好，但是速度慢，达不到紧急切断的要求。对电动球阀，流阻小，密封性好，但启闭速度较慢。RKQ型紧急切断电动球阀集合了球阀的优点，启闭时间为3. 75 s，结构上设计有防静电和防火功能，可与燃气泄漏报警器、风机等设备联锁，使用效果较好。
③燃气止回阀
燃气储配站的压缩机需要配置止回阀，防止燃气回流进压缩机。一般燃气止回阀的主要缺点是阀板随着压缩机的往复运动而振动，与阀体碰撞发生很大的响声，容易损坏阀板；另外密封性差。RH型系列燃气止回阀较好地解决了这些问题，使用效果较好，大公称直径达800 mm.
3结语
①地下管网中压B级及以下，推荐使用直埋式RZ系列灰铸铁平行双闸板闸阀或RQZ系列球墨铸铁平行双闸板闸阀。
②地下管网中压A级及以下，推荐使用直埋式RZ、RQZ系列平行双闸板闸阀或TRZ系列弹性密封闸阀。
③地下管网次高压B级以下，推荐使用直埋式TRZ系列弹性密封闸阀和固定球燃气球阀。
④地下管网次高压A级及以上，推荐使用固定球燃气球阀及全焊接球阀。
⑤储配站或地面设备压力在0. 4 MPa以下，DN 500 mm以上的阀门，尽量使用闸阀，可降低成本。
⑥对调压装置和调压站，压力级制较低（0. 4 MPa以下）时建议采用RZ或RQZ系列平行双闸板闸阀，也可采用浮动球燃气球阀；当压力大于0. 8 MPa时可用固定球燃气球阀和TRZ弹性密封闸阀。
⑦在调压箱内因受空间限制，必须选用蝶阀时应选用多偏心优质蝶阀，密封材料选用聚四氟乙烯或硬密封。
⑧燃气空调、燃气锅炉、地下厨房用大型燃具使用管道应设置燃气泄漏报警系统和燃气紧急切断电动球阀，燃气泄漏时快速切断燃气来源，确保安全。
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