鴻豐認(rèn)為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重點(diǎn),給排水工程,特別 是污水處理工程規(guī)模浩大包括管道、閥門在內(nèi)的水處理設(shè)備制造業(yè)已形成強(qiáng)大的水工業(yè)。為閥門行業(yè)的發(fā)展,提供了良好契機(jī)。我國已進(jìn)入WTO,全球每年需求閥門約300萬噸。要充分利用 閥門業(yè)屬勞動(dòng)密集、勞動(dòng)條件差、我國人均工資低廉,發(fā)達(dá)國家向發(fā)展中國家生產(chǎn)轉(zhuǎn)移等優(yōu) 勢(shì),積極走向世界經(jīng)濟(jì)的平臺(tái)。分幾個(gè)題目簡述給排水閥門的現(xiàn)狀與發(fā)展。
目前狀況
現(xiàn)在約有3000家的大小閥門廠,其中溫州600家,鄭州近200多 家,上海150多家,遼寧250家,江蘇、福建各200余家,盡管良莠不齊,但產(chǎn)品品種已達(dá) 3000多個(gè)型號(hào),近3萬個(gè)規(guī)格。在多品種、密封性能、強(qiáng)度要求、調(diào)節(jié)功能、動(dòng)作性能和流 通性能,特別是密封性能,都有了長足的進(jìn)步,倒退十年前,城鎮(zhèn)供水協(xié)會(huì)的權(quán)威人士有句 行業(yè)名言說“十閥九漏”,雖然有些夸張,但確是事實(shí)。
造成閥門行業(yè)存在的眾多問題主要是改革開放后,市場急 速擴(kuò)大,而原有國營閥門企業(yè)紛紛關(guān)停并轉(zhuǎn),本來機(jī)械工業(yè)水平就不高,于是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)(民營 企業(yè)),雨后春筍般迅速發(fā)展起來,起點(diǎn)低,技術(shù)力量非常薄弱,設(shè)備簡陋,產(chǎn)品大多數(shù)都 是模仿生產(chǎn),再加上市場混亂,特別是給排水用的低壓閥門,問題嚴(yán)重。近十年來,在少數(shù)閥門企業(yè)的帶動(dòng)下,確有明顯進(jìn)步,鴻豐總結(jié)有些品種甚至達(dá)到國際先進(jìn)水平,還有許多企業(yè)進(jìn)行二次創(chuàng)業(yè)。但就整體來說,差距還很大,有很多工作要做。為此,分別作出2010年、2020年技術(shù)進(jìn)步、發(fā)展規(guī)劃有著很重要的意義。
常用的閥門
在給排水工程中,中低壓閥門廣泛應(yīng)用,特別低壓大口徑閥門(低壓閥門是指公稱壓力PN≤1.6MPa的閥門),而中壓閥門(PN2.5-6.4MPa)較少。而閘閥、蝶閥是最基本最廣泛應(yīng)用的主導(dǎo)產(chǎn)品。
2.1閘閥的現(xiàn)狀和發(fā)展
閘閥使用歷史最久,至今世界各國仍在應(yīng)用,特別是DN300mm 以下,在各類閥門中仍占主導(dǎo)地位。其特征是閥板前后壓差使閥板強(qiáng)制壓在出口右側(cè)的閥座 上,密封性較好,且全開時(shí),由于閥板不留在流路上,壓力損失小。用于切斷管道中介質(zhì)。
其缺點(diǎn)是操作力矩大,操作時(shí)易使閥體、閥桿損壞,特別 是大口徑閘閥。外形尺寸和重量也大,DN1000口徑閘閥約3200mm高,需要四個(gè)人操作,所以閘閥一 般使用在小口徑,即DN500以下使用。
閘閥從全開到中間開度,閥門的流阻較小,接近全閉時(shí), 流阻急劇增加。較大的范圍內(nèi),流阻變化較小,在接近全閉時(shí),流量變化較大,一定不要在閥 門接近關(guān)閉時(shí)使用,這時(shí)很難進(jìn)行流量的微調(diào)。閥門若開度極小,開口處的流速極快,會(huì)使 閘板下側(cè)產(chǎn)生氣蝕,并伴有激烈的振動(dòng)和噪聲,長時(shí)間節(jié)流運(yùn)轉(zhuǎn),往往會(huì)使閥體和閘板的金 屬發(fā)生氣蝕。閘閥工況若處在中間開度,閥板因?yàn)槭强績蓚?cè)的導(dǎo)軌支撐,全閉時(shí)配合緊密, 而中間位置時(shí),閥板與導(dǎo)軌間隙大而產(chǎn)生振動(dòng)。因此鴻豐認(rèn)為,即使在氣蝕發(fā)生率較低的區(qū)域,長時(shí) 間使閥門節(jié)流運(yùn)轉(zhuǎn),導(dǎo)軌也會(huì)發(fā)生畸形、磨耗或損壞,且由于閥座不是全面接觸,而接觸部 位表面壓力很高,往往會(huì)產(chǎn)生咬蝕或粘連,因此,不宜用于流量控制。還要注意,閘閥在小 開度時(shí),流量變化大,如果對(duì)閥門緊急啟閉,會(huì)造成壓力急劇上升或產(chǎn)生負(fù)壓,特別是關(guān)閥 門時(shí)水錘的產(chǎn)生。
在金屬密封閘閥基礎(chǔ)上,近些年來開發(fā)了橡膠軟密封閘閥 ,其特點(diǎn)是:
。1)法體底部無凹處,流體通過截面呈直線狀,不易堆積 和夾雜異物。
(2)閘板密封面是壓在閥體上進(jìn)行止水的,關(guān)閥力矩小。
。3)不因配管的彎曲和拉伸而影響密封性能。
。4)整個(gè)閥板襯橡膠,耐腐蝕,不出銹水。
(5)閥門可在全開通水的同時(shí)更換密封材料和O型圈。
(6)閘板互換性好。
由于功能優(yōu)越,鴻豐看到國際上(特別在歐洲)需求量速增,軟密 封閘閥是30年前奧地利人發(fā)明,在歐洲每年生產(chǎn)50余萬臺(tái),幾乎100%使用,是硬密封閘閥的替 代產(chǎn)品,其制造口徑在歐日為DN500,美國一般用到DN400,而意大利可生產(chǎn)到DN1200。但也有不 足,軟密封閘閥是靠對(duì)橡膠閥座進(jìn)行壓縮密封的,是否關(guān)閉不好判斷,要避免關(guān)閥過緊 ,不要超過關(guān)閥扭矩為好(扭矩在標(biāo)準(zhǔn)上給出)。
2.2蝶閥的現(xiàn)狀和發(fā)展
鴻豐記得上世紀(jì)三十年代,美國發(fā)明了蝶閥,上世紀(jì)七十年代傳入 我國,開發(fā)使用。目前世界上一般在DN300mm以上蝶閥已逐漸代替了閘閥。蝶閥與閘閥相比有開 閉時(shí)間短,操作力矩小,安裝空間小和重量輕等特點(diǎn)。以DN1000為例,蝶閥約2T,而閘閥約3.5 T,且蝶閥易于各種驅(qū)動(dòng)裝
置組合,有良好的耐久性和可靠性。
橡膠密封蝶閥缺點(diǎn)是作節(jié)流使用時(shí),由于使用不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生 氣蝕,使橡膠座剝落、損傷等情況發(fā)生。為此,上世紀(jì)七十到八十年代國際上又開發(fā)金屬密封 蝶閥,耐氣蝕、壽命長,近幾年我國也開發(fā)了金屬密封蝶閥,但要注意,閥體、閥座和閥板 。閥座的材質(zhì)不適組合時(shí),閥座間會(huì)產(chǎn)生熱咬合,又不能開閉的危險(xiǎn)。在國外還開發(fā)耐氣蝕 、低振動(dòng)、低噪聲的梳齒形蝶閥。由于鑄造技術(shù)的提高,可使鑄鐵的閥體、閥板與不銹鋼閥 座鑄在一起,致使閥座部分的構(gòu)造簡單,導(dǎo)物不積留,耐久性、可靠性大大提高。一般密封座的壽命在正常情況下,橡膠15年以上,不銹鋼金 屬約80年,綜合比較各異。但如何正確選用則要根據(jù)工況要求。蝶閥的開度與流量之間的關(guān)系,基本上呈線性比例變化。如果閥門處于節(jié)流幅度較大狀態(tài),閥板的背面容易發(fā)生氣 蝕,有損壞閥門的可能,一般均在15度以外使用。節(jié)流側(cè)閥門下面會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓,往往會(huì)出現(xiàn)橡 膠密封件脫落。蝶閥操作力矩,因開度及閥門啟閉方向不同其值各異,臥 式蝶閥,特別是大口徑閥,由于水深,閥軸上、下水頭差所產(chǎn)生的力矩也不容忽視。另外,閥 門進(jìn)口側(cè)裝置彎頭時(shí),形成偏流,力矩會(huì)有增加。
2.3排氣閥
舊式雙孔排氣閥由于排氣能力小等原因,逐漸要被新型高 速進(jìn)排氣閥代替。判定排氣閥的性能高低除對(duì)閥門的一般要求外有三點(diǎn)至關(guān) 重要:
(1)在大多壓差下大孔口關(guān)閉。
(2)管道中介質(zhì)——水,沖上來時(shí)是否會(huì)把浮球壓住,孔 口不能關(guān)閉。
。3)在低壓時(shí)(0.02MPa)是否仍在密封不漏水。
排氣閥口徑的選擇需要謹(jǐn)慎,特別管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓時(shí),需要 補(bǔ)充,使管內(nèi)負(fù)壓不超過0.35kgf/cm2,否則管道會(huì)失穩(wěn)破壞。
停泵水錘防護(hù)專用閥門問題
3.1水錘種類
水錘從不同角度,可分為四種。按關(guān)閥歷時(shí)與水錘相μ的關(guān)系分為直接水錘和間接水錘;按水錘成因的外部條件可分為啟動(dòng)水水錘、關(guān)閥水錘和停 泵水錘;按水錘水力特性可分為剛性水錘理論和彈性水錘理論兩種;按水錘波動(dòng)的現(xiàn)象分為 水柱連續(xù)現(xiàn)象和水柱分離的水錘現(xiàn)象兩種。
根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì),在城市給水和工業(yè)企業(yè)的給水泵 站中,絕大部分水錘事故都屬與停泵水錘事故。水錘事故危害性很大,會(huì)導(dǎo)致管道和設(shè)備的驟然炸破。由于本文只論及停泵水錘的防護(hù),所以水錘的理論問題另做探討。一般管道末端關(guān)閥水錘是先發(fā)生高壓,后發(fā)生低壓。泵站 中停泵水錘的特點(diǎn)是先發(fā)生低壓后發(fā)生高壓,而且由于水泵電機(jī)旋轉(zhuǎn)部分有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量, 在停電后不是立即停止而是轉(zhuǎn)速逐漸降低,仍處于水泵的工作狀態(tài),只不過揚(yáng)程和水量都逐漸下降,當(dāng)揚(yáng)程 降至與外部管道壓力,流量變?yōu)?以后水開始倒流,此時(shí)水泵仍在正轉(zhuǎn)受倒流水的作用,而 轉(zhuǎn)速很快下降,此階段為制動(dòng)階段,進(jìn)一步當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速為0以后受倒流作用,推動(dòng)水泵倒轉(zhuǎn), 而開始進(jìn)入水輪機(jī)工作狀態(tài),隨
后壓力才逐漸升起。在整個(gè)低壓(或負(fù)壓)水錘波所延續(xù)的時(shí)間大于正常水錘 波。低壓(或負(fù)壓)波時(shí)間,一般可由4、5秒到7、8秒。當(dāng)水泵出口沒有止回閥時(shí),停泵后水可以通過水泵大量倒 流泄水,使正壓水錘壓力,有效地減小,因此在一定的情況下可以消除水錘,防止水錘事故, 但不能消除拉斷水柱的水錘。當(dāng)水泵出口裝有止回閥時(shí)或水泵出口閥提早關(guān)閉,在水倒 流后水能沖擊止回閥迅速關(guān)閉,從而產(chǎn)生一個(gè)較大的關(guān)閥水錘,尤其當(dāng)發(fā)生拉斷水柱水錘時(shí), 回流水柱碰到關(guān)閥的止回閥上,將產(chǎn)生極大的水錘壓力,這是我們主要的防護(hù)對(duì)象。停泵水錘防護(hù)專用閥門要適應(yīng)這一過程的特點(diǎn)生產(chǎn)制造, 而且在正常運(yùn)行時(shí)水頭損失要小,安全可靠。若管道假設(shè)為剛體,水錘壓力
式中g(shù)——重力加速度m/s;
a——水錘波傳播速度,近似1000m/s;
V——流速m/s;
L——管道長度m。
直接水錘多發(fā)生在管道較長,關(guān)閥速度較快時(shí),所以關(guān)閥 時(shí)間T的掌握非常重要,應(yīng)滿足
3.2閥門的氣蝕問題
用氣蝕系數(shù)δ值,來選定用作控制流量時(shí),選擇什么樣的閥門結(jié)構(gòu)型式中H1——閥后(出口)壓力m;
H2——大氣壓與其溫度相對(duì)應(yīng)的飽和蒸氣壓力之差m;
ΔP——閥門前后的壓差m;
其余符號(hào)同前。
各種閥門由于構(gòu)造不同,因此,容許的氣蝕系數(shù)δ也不同 。如計(jì)算的氣蝕系數(shù)大于容許氣蝕系數(shù),則說明可用,不會(huì)發(fā)生氣蝕。如蝶閥容許氣蝕系數(shù)為 2.5,則:
如δ〉2.5,則不會(huì)發(fā)生氣蝕。
當(dāng)2.5〉δ〉1.5時(shí),會(huì)發(fā)生輕微氣蝕。
δ<1.5時(shí),產(chǎn)生振動(dòng)。
δ<0.5的情況繼續(xù)使用時(shí),則會(huì)損傷閥門和下游配管。
3.3閥門的衛(wèi)生要求問題
自來水管道、閥門的衛(wèi)生、防疫要求十分重要,目前仍沒 得到生產(chǎn)、施工、應(yīng)用等各方面應(yīng)有的重視,各種醫(yī)藥,食品現(xiàn)在加強(qiáng)了管理,但人們每天接 觸最多的水卻很少有人問津,今后是我們應(yīng)解決的一個(gè)重要問題。GB5749《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和GB/T17219《生活飲用水輸配 水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》要嚴(yán)格執(zhí)行,必須有省級(jí)以上衛(wèi)生防疫部門證明 ,浸泡試驗(yàn)規(guī)定的21個(gè)項(xiàng)目和其他3個(gè)項(xiàng)目,涂料應(yīng)進(jìn)行21個(gè)規(guī)定項(xiàng)目和5個(gè)其它項(xiàng)目的衛(wèi)生 要求應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)。原料達(dá)到食品級(jí)。
3.4閥門的防護(hù)問題
鴻豐認(rèn)為延長閥門壽命,保證閥門衛(wèi)生要求,閥門金屬表面必須 作涂裝,涂層厚度要保證,涂裝工藝必須做好涂裝前的金屬表面處理,達(dá)到級(jí)(近白級(jí)),且 推薦熱噴涂。露天安裝的閥門外表面宜再涂層外面涂耐紫外線的丙烯酸涂料。
不僅上述問題需要解決,還要優(yōu)化流量系數(shù),降低水頭損 失系數(shù),并要研究提高大范圍調(diào)壓、調(diào)流(消能)的專用閥門生產(chǎn)技術(shù),如:針閥(活塞閥) 、多孔閥、環(huán)噴閥(固定錐閥)、隔水有保證的導(dǎo)流防止器等,及進(jìn)一步開發(fā)超大型蝶閥( DN3000以上)等等。
疏水閥、呼吸閥、阻火器、排氣閥、過濾器、水利控制閥
公司名稱:上海鴻豐閥門有限公司
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