长输管线球阀构造的设计研究.docx

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1、长输管线球阀构造的设计研究在长输管线中，要求线路截断阀管线球阀可以控制管道中的介质，具有开关作用，改变介质流向和防止倒流，发送或者通过管道清洗球，防止事故发生，自动、紧急迫断，封闭或者翻开管线等。1.密封性能可靠 对长输管线线路只能定期巡查，而且有时需要通过人迹罕至的高山、沙漠一草原及地震多发等地区。微小的漏失就会造成大量介质漏失，浪费能量，尤其是西气东输工程中，对天然气管道中的密封性更为严格。另外，还要求具有紧急注脂的密封性能。 2.使用寿命要求长 管线一旦投人运行，几年内甚至几十年内不允许停顿运行，运行的时间越长越好。天然气面对的是大用户，是工厂、企业的原料或者能源，不允许有片刻的闸断，所

2、以，要求主要关键件如阀座等有很长的寿命。 3.管线阀门的高强度、抗外力的平安性 西气东输工程中，管线球阀的压力高达10.0 MPa，口径到达1000 mm。且管线的站距较长，长度到达20 km左右。在使用中，受温度的热胀冷缩、设备振动、地震灾难、地基变动等复杂的外力作用，阀门在管道中经常受到拉伸、弯曲、压缩等综合应力的影响，要确保阀门的正常使用，必须具备足够的强度。 4.管线球阀应耐腐蚀 因天然气中含有硫化氢，它能与铁反响生成硫化铁，腐蚀阀门，穿蚀机械，故管线球阀应选用耐腐蚀的材料。 5.自动化程度高 管线球阀的控制都是在中央控制室，间隔 较远，应能施行远间隔 遥控，且在事故状态下能紧急关断，

3、关断时间要求到达15s左右。在管线正常运行时，可能几年内都不会动作，一旦动作，必须准确、可靠。 6.管线阀门要求重量轻、构造紧凑、全通径 为了保证阀门能在复杂的现场安装、符合埋地要求、检修方便，因此要求阀门重量轻，构造紧凑，并且是全通径，便于在管线正常运行时，可以清管。 五、设计研究 管线球阀的主要技术参数: 公称压力PN=10.0 MPa 公称通径DN=1000 m m 实际通径DN=1016 mm 环境极限温度一36-80 介质:天然气含有硫化氢和二氧化碳 启闭时间:关闭1.全焊接式紧急迫断管线球阀 全锻焊式构造，采用铸造的阀体，在装配后焊接而成，改变了过去的铸造、螺栓连接构造，不会有阀体

4、局部的外漏。相对于铸件来看，锻件的壁厚可以减薄，且强度高，省去了中法兰和几十对螺栓的连接，重量大大减轻，据测试，将减轻1/4的重量。 2.密封构造 密封构造是球阀密封性能的关键设计，提供一个好的密封构造，直接影响球阀的使用寿命，根据研究，我们提供了以下几种符合实际要求的构造: 1双活塞效应阀座双活塞效应的阀座根本原理即阀门有二个阀座密封，假设上游阀座损坏，介质进人中腔，而中腔的压力仍然能使下游阀座到达密封。 P2P1 P2+P0P1 式中P0弹簧力，单位为N. 所以，当中腔有压力时，介质力可以使阀座压向球体，到达密封的目的。 2双重密封为使阀门更有效地密封，该构造采用双重密封构造，即聚四氟乙烯

5、密封软密封。加上金属硬密封，假如软密封出现问题，金属密封也能起到作用，见图2. 同时金属硬密封还是防火构造的设计，即当软密封遭到火灾燃烧时，金属硬密封可以密封。 3紧急注脂密封假如异物或者其他原因损坏密封面，阀座中的密封脂加注系统可提供一种快速简单的恢复严密关断的方法，加注密封脂到达密封。另外，加注系统也可以用于周期性情况阀座的密封区域。 同时，在阀杆密封中也增加紧急注脂密封补充。 3.防静电、防火构造 标准中要求该球阀必须具有防静电、防火构造，阀门在球体、阀杆和阀体之间设置静电构造，在密封圈设置防火构造，当发生火灾时，金属密封圈仍能到达密封。 4.紧急迫断装置 当管道发惹事故时，要求该事故管

6、道两端的球阀实行紧急迫断，一般要求在15s之内关闭两端阀门，或在更短的时间内。如今，各阀门制造厂大局部选用国外的气液联动的紧急迫断装置。该装置直接利用管道输送的介质，利用介质的压力，由感应装置或者由主控室的指令，感应事故信号，直接控制阀门，到达紧急迫断阀门的目的。 5.固定球构造 为减少介质压力对球体及阀杆造成的弯曲应力，将阀杆与球体的连接设计成分段构造，防止介质压力直接作用在阀杆上，造成阀门开关的难度。另外，加大球体的支撑截面积，进步球体的刚性。 综上所述，采取上述几种方案的特点，可以符合标准对阀门的要求，同时，也能符合工程的需要。 六、管线球阀的开展趋势 近年来，随着长输管线的快速开展，管

7、线球阀作为紧急迫断的阀门之一，开展速度也非常快，主要呈现以下几个方面的开展趋势: 1大型化、高参数目前，管线球阀己开展大公称压力PN=14.0 MPa，公称通径DN=1400mm，大型化、高参数将给输送带来更大的经济效益。 2高强度的耐腐蚀材料阀门尺寸的增大，压力的增高，迫切需要研究高强度的耐腐蚀的新型锻材，以适应阀门尺寸不断加大的需要。 3多重密封构造为保证阀门的密封，正在研究一种多重复合材料的密封构造，以确保阀门在使用中能到达50年甚至更长的使用寿命。 4高可靠性又快速关闭紧急迫断球阀，在输气管道中长时间出于开启状态，有时十年也不动作，但是，一旦动作，便要准确可靠，保证更高的可靠性，并且可以在更短的时间内快速关闭。 5自动化程度更高紧急迫断球阀，能感悟事故的发生，自动关闭，感悟间隔 更长。 七、完毕语 在长输管线的建立中，紧急迫断球阀已经得到越来越广泛地应用。采用上述设计构造，保证了阀门的密封性、长寿命、平安性、耐腐蚀等要求，完全可以在长输管线的的建立中得到使用。 0