自來水凈化閘閥工藝設計

之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應用，現在介紹自來水凈化閘閥工藝設計自來水凈化與污水處理工藝設計已接近或達到水平，而水處理設備特別是泵閥和*水平尚有較大差距，這就是為什么要編寫"廠站常用閥門的選擇與應用"專題的必要性。 

自來水凈化閘閥工藝設計由于本文篇幅要求有限，不能針對各類閥門進行具體的要求進行討論，僅對各類閥門共同的重點的原則要求做一簡要闡述。

序號	品  名	型 號 及 規(guī) 格	單位	數量
1	閘閥	明桿法蘭式閘閥Z41H-10C  DN500 PN10 重量1000KG, 長度540MM 外圓670MM, 螺絲孔到中心距：620MM 螺絲孔20-26	臺	3

1 自來水凈化閘閥工藝設計殼體材料問題 
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,水減壓閥有多種材料可以滿足給排水用 閥 門殼體的使用要求，但是，正確、合理的選擇，可以獲得 閥 門 經濟的使用壽命和的性能。閘閥的啟閉件是閘板，閘板的運動方向與流體方向相垂直，閘閥只能作全開和全關，不能作調節(jié)和節(jié)流。閘板有兩個密封面，常用的模式閘板閥的兩個密封面形成楔形、楔形角隨閥門參數而異。密封副配對合理，閘板和閥座的密封面采用不同硬度的司太立鈷基硬質合金堆焊而成，密封可靠、硬度高、耐磨、耐高溫、耐腐蝕、抗擦傷性能好、壽命長。不銹鋼閘閥材質分為304不銹鋼閘閥，316不銹鋼閘閥，321不銹鋼閘閥。大部分閘閥是采用強制密封的，即閥門關閉時，要依靠外力強行將閘板壓向閥座，以保證密封面的密封性。不銹鋼閘閥已廣泛應用于石油、化工、發(fā)電、造紙等各部門，以及人們日常生活中。


      【產品優(yōu)點】：
      1、流體阻力小，密封面受介質的沖刷和侵蝕小。
      2、開閉較省力。
      3、介質流向不受限制，不擾流、不降低壓力。
      4、形體簡單，結構長度短，制造工藝性好，適用范圍廣。 
根據 2004 年住建部第 218 號文件規(guī)定，灰鑄鐵管材、管件"不得用于城鎮(zhèn)供水、燃氣等市政管道系統(tǒng)?？趶?>400mm 的管材及管件不允許在污水處理廠、排水泵站及市政排水管網中的壓力管線中使用"的要求，城鎮(zhèn)供水用 閥 門殼體材料排除了灰鑄鐵。 
球墨鑄鐵和鑄鋼比較，強度相當，但耐化學腐蝕能力前者是后者的兩倍，且適宜在工作溫度 -30 ℃ -350 ℃ 之間， PN≤4.0MPa 的供水閥門使用。球墨鑄鐵所以比鑄鋼耐腐蝕性能強，主要原因是球鐵的含碳量是鑄鋼的 10 倍，球鐵中的碳以球狀石墨的形式存在，球狀石墨比片狀石墨化學穩(wěn)定性強很多。 近年來，世界各工業(yè)國家的給排水用 閥 門殼體材料也都采用相當 QT400-15 或 QT450- 1 0 的材料，目前我國對殼體材料用球墨鑄鐵認識已經普及了，各牌號球鐵抗拉強度基本達到，但球化率不穩(wěn)定，參差不齊，一些廠家的球化率低于 80% ，特別延伸率不達標，我們選擇閥門生產廠家時，應要求提供金相和材料延伸率數據，必要時應抽查。 



性能規(guī)范】

公稱壓力PN（MPa）	殼體	試驗壓力（MPa）		上密封
		密封（液）	密封（氣）
1.6	2.4	1.8	0.6	1.8
2.5	3.8	2.8	0.6	2.8
4.0	6.0	4.4	0.6	4.4
6.4	9.6	7.0	0.6	7.0
10.0	15.0	11.0	0.6	11.0
16.0	24.0	18.0	0.6	18.0

【適用介質和適用溫度】

殼體材料	適用介質	適用溫度（℃）
碳素鋼（C型）	水、蒸汽、油品	≤425
鉻鎳鈦鋼（P型）	硝酸類	≤200
鉻鎳鉬鈦鋼（R型）	醋酸類	≤200
鉻鉬鋼（I型）	水、蒸汽、油品	≤550

【主要零件材料】

閥體、閥蓋	閥板、閥座	閥桿	閥桿螺母	填料	手輪
碳素鋼	碳鋼＋硬質合金或不銹鋼	鉻不銹鋼	鋁青銅	石墨石棉盤根	可鍛鑄鐵
鉻鎳鈦鋼	不銹鋼、不銹鋼＋硬質合金	鉻鎳鈦不銹鋼	鋁青銅	浸聚四氟乙烯	可鍛鑄鐵
鉻鎳鉬鈦鋼	不銹鋼、不銹鋼＋硬質合金	鉻鎳鉬鈦不銹鋼	鋁青銅	浸聚四氟乙烯	可鍛鑄鐵
鉻鉬鋼	合金鋼＋硬質合金	鉻鉬鋁鋼	鋁青銅	柔性石棉＋33.4	可鍛鑄鐵



2 涂裝問題 
目前我們大部分 閥 門生產廠家沒有自己符合標準的涂裝生產線，大多是外協(xié)加工，由于驗收、檢驗項目不標準、不全面，涂裝前金屬表面未*除銹，漆膜很快脫落，造成殼體銹蝕。 
我們的要求是: 
1) 涂裝前鑄件表面必須經拋丸(噴砂)處理，去除氧化皮、污垢，表面粗糙度達到 Sa2 ½ 級 ， 6 小時涂裝; 
2) 一般工件加熱 240 ℃ ，固化溫度 220 ℃ ，進行無毒環(huán)氧樹脂粉末靜電噴涂，內表面涂層厚度 250μm ( 直埋的 300μm) ，外表面棱角處不低于 150μm; 
3) 檢測項目包括:厚度、附著力、硬度、絕緣性、抗沖擊性等 5 項，在工廠應按一定抽取比例檢測，驗收時可抽取樣品檢測。 


3 頭損失問題 
我國是能源短缺且浪費嚴重的國家，生產同樣 產品耗電量是世界平均水平的 4 倍。至 2009 年，我國在 654 個城市中統(tǒng)計自來水廠有 1834 座，鄉(xiāng)鎮(zhèn)小水廠萬余座，還在不斷更新、擴建、新建，管網長度近 39 萬 km ，裝有闊門約 80 萬臺，在自來水廠，泵 閥 是用電大戶。節(jié)能減排作為國策，我們各行各業(yè)都應有清醒的認識，認真負責從本行業(yè)做起，閥門的用量很大，節(jié)能問題突出，至今尚未得到充分重視，生產 閥 門和選用 閥 門，要把水頭損失大小作為評價 閥 門質量優(yōu)劣的重要指標之一。 
1) 舉例: DN600 的 閥 門，對應水泵流量。
即全年用電 87900 度，由此可見，全國所用 閥 門數十萬臺，如不重視水頭損失問題，將嚴重浪費能源。 
2) 具備同樣性能的閥門，可有不同的結構型式，我們在選用時，應優(yōu)先選用水頭損失小的閥門種類，閥門水頭損失大小，和不同閥門的水頭損失系數有關，其大小取決于 閥 門公稱尺寸、結構以及內腔形狀等等，內腔在介質流程中，每步結構形狀都可看作是一個產生阻力的元件系統(tǒng)(如介質流動轉彎、孔口、擴大、縮小、再轉彎) ，所以整個閥門的水頭損失，是各元件水頭損失的總和，各元件的水頭損失系數在手冊中可以查到。閥門的水頭損失系數亦稱流阻系數。計算方法如下:從表中不難看出，水力控制閥的水頭損失，在上述各類 閥 門中是大的，應慎重選用，除非必須選用時，應優(yōu)先選用水頭損失相對較小的閥門。 用水力控制閥主閥設計的多功能水泵控制閥(水力控制閥)的水頭損失系數值 ， 從表中查出 Y 型為1. 4-2.5 ，⊥型的為 4.3-6.1 ，目前使用較為廣泛，從長遠講不宜使用。 對生產廠家來說，一種主閥，配置不同的先導 閥 和接管系統(tǒng)，可產生 20 多種功能的閥門，很方便，這主要是對閥門生產企業(yè)方便有利。 
減壓閥和調流調壓閥是用結構的水頭損失調流調壓的，因此水頭 損失 △ h 不在比較之列，但全開時也應盡量減小。 
4 停泵水錘防護問題 
1) 定義:停泵水錘是指水泵裝置因突然停電等原因，導致非正常停泵，在其管道系統(tǒng)中，因流速劇烈變化而引起一系列急劇的壓力交替升降的水力沖擊現象，稱為水錘現象。 
2) 特點:先發(fā)生低壓后發(fā)生高壓，停電后由于水泵、電動機旋轉部分有一定的轉動慣量，轉速在不斷降低，然后因重力和水力阻力的作用使其流速逐漸降為零，再其后在重力水頭的作用下，管道中的水柱又開始向水泵方向倒流，速度由零逐漸加大。倒流水柱沖擊普通止回 閥 時，止回閥迅速關閉，產生極大的水錘壓力，我們必須進行防護，不然會在泵房爆管，水淹泵房造成次生災害。 
3) 防護措施。 
① 有條件時取消水泵出口止田閥; 
② 試制調壓塔(宜在地形有利時) ; 
③ 安裝水錘消除器; 
④ 安裝爆破膜; 
⑤ 設置水錘吸納器; 
⑥ 用水泵控制 閥 替代普通止回閥，分用緩閉、速閉加緩閉、速閉等原理。閥門的結構型式多種多樣，如:有用水力控制 閥 組裝的緩閉或速閉加緩閉閥，有緩閉蝶形止回閥，導流式速閉止回閥，有速閉加緩閉偏心半球閥、球閥，有速閉加緩閉 ROTO 閥等等。 
4) 緩閉和速閉閥原理。 
① 緩閉是由于當高壓水錘波返回時閥門未關閉，其能量通過水泵回流泄出; 
② 速閉不是指一般所謂速閉，是指當管道中水的流速降為零或接近零時，閥門速閉，從公式看出， V ≈O 時，水錘增壓值 △ h 極小。 
5) 閥門類型選擇。 
① 在功能可靠的前提下，注重水頭損失，這類閥的水頭損失差別很大; 
② 速閉閥不能防護負壓水錘; 
③ 非正常停泵條件下，壓力升值不超過 0.3 倍水泵大工作壓力，水泵反轉不超過正轉的 1. 3 倍。 


5 壓力試驗問題 
自來水廠站所用閥門和管網中 閥 的驅動裝置有所不同，多采用電動、氣動、液動驅動裝置，閥門經常進行啟閉，對其動作性能要求高。因此對廠站 閥 門進行的型式試驗要有啟閉循環(huán)次數的數據，在國外標準和我國行業(yè)標準中都有規(guī)定。 
原有的 GB ／ T 13927 -1992 《 通用 閥 門壓力試驗》標準，已被 GB ／ T 13927-2008 < 工業(yè)閥門壓力試驗》代替，標準中閘閥、蝶閥的密封性能試驗要求進行 0.6MPa 的氣體密封，經溝通可以逐步實現。 
本文主要提示的是要在規(guī)定的操作扭矩下關閉閥門，且在不利密封的方向施加介質壓力。 考慮到我國閥門生產技術水平，特大口徑（如DN1600）閥門在不利方向密封性能試壓時可降低壓力，但不能低于70%。但當在自來水廠的管道中水流方向不變的，閥門要在對密封有利的方向安裝，以達到效果。
閥門的儲存、橡膠密封件的儲存、閥門的運輸、工地安裝、運行管理問題也都是十分重要的問題，要在"自來水廠站常用閥門的選擇與應用"專題中進行規(guī)定、提出要求，本文不再一一贅述。與本產品相關論文：禁油脫脂氧氣減壓閥操作維護