分析阀门行业在我国的发展以及现状
慧聪水工业网基础设施建设是我国经济建设的重点,给排水工程,特别是污水处理工程规模浩大,WTO业已进入,西部大开发业已启动,阀门市场前景一片大好。我国自来水事业虽然历史有近120年,比日本还早7年,但仍有很大的缺口,需要建设,现状是在我国700多个城市一半缺水,100个城市严重缺水。平均每年用水量将递增700万m3/d;特别是我国“九五”期间提出了治理环境污染的关键之一是污水处理,以治理三湖(太湖、巢湖、滇池)、三河为重点(淮海、辽河、海河),并同时要求全国640个50万人口以上的县级市在2003年前全部至少建设一个城市一座污水处理厂,九五期间污水处理率25%,2010年要求达到46%,即1000座厂。目前全国仅在200余个地级市有污水处理厂,未来几年将在近400余个城市建污水处理厂。至2003年要投入1800亿治理城市污水,从2000年起每年要投入600亿元人民币,每年设备投资达200亿,阀门也占有不小的份额,一个中等污水处理厂大约需要阀门投资600-800万。除此之外,给水工程、水电、化工等行业需求量也是很大的。到2008年前,北京为承办奥运即投资1800个亿,其中大部用在基本建设,在基本建设中,用阀门的数量也将是可观的。上述情况仅为国内市场,进入WTO后,我们能见到的市场国内仅是一小块,更大的市场在国外,现在已进入全球化要充分利用我国阀门业的优势,积极走向世界经济的平台。分几个题目简述阀门在我国设计、生产现状、应用和发展的概况。
1目前状况
改革开放后,随着我国经济建设的蓬勃发展,阀门行业也展现了欣欣向荣的生机。现在有几千家的大小阀门厂,尽管良莠不齐,但产品品种已达3000多个型号,近30000个规格。在密封性能、强度要求、调节功能、动作性能和流通性能,特别是密封性能,都有了长足的进步,倒退十年,城镇供水协会的权威人士有句行业名言说“十阀九漏”,虽然有些夸张,确实不尽人意。例:1989年9月—12月成都自来水公司进厂检测阀门145个,合格率72.5%,1996年检验917个合格率88.66%,由于检验手段限制,不能按国家标准验收,如严格按国家标准合格率就更低了,闸阀主要是密封性能差,蝶阀还有操作机构可靠性差等等,这种情况确有明显改进,现在球墨铸铢、树脂砂铸造工艺、奥氏体不锈钢阀轴、硬密封阀座、专用特殊阀门品种、防腐喷涂涂料的应用,以及密封结构设计等技术、材质问题不少厂家已经掌握,有些(少数)厂家的一些产品已接近和达到国际先进水平,取代了进口产品,或出口国外,整体水平也在不断提高,和国外先进水平距离进一步缩小。但由于我国机械制造业整体水平不高,因此阀门质量还需进一步提高。
2常用的阀门
在城市、建筑、企业给排水工程中,中低压阀门广泛应用,特别低压大口径阀门(低压阀门是指公称压力PN≤1.6MPa的阀门),而中压阀门(PN2.5-6.4MPa)较少,按原理和结构分类时(国际常用的方法)常用的阀门是蝶阀和闸阀,其他还是球阀、止回阀、排气阀、旋塞阀、隔膜阀、减压阀、调流阀、排泥阀等等。
2.1闸阀的现状和发展
闸阀使用历史最久,至今世界各国仍在应用,特别是DN300mm以下,在各类阀门中仍占主导地位。按阀板形状又分平行闸阀和楔形闸阀,楔形闸阀在国际上使用比较普遍,其特征是阀板前后压差使阀板强制压在出口侧的阀座上,密封性较好,且全开时,由于阀板不留在流路上,压力损失小。用于要切断管道中介质。
其缺点是操作力矩大,操作时易使阀体、阀杆损坏,特别是大口闸阀。外形尺寸和重量也大,DN1000口径闸阀约3200mm高,需要四个人操作,所以闸阀一般适于小口径,即DN500以下使用。
闸阀从全开到中间开度,阀门的流阻较小,接近全闭时,流阻急剧增加。较大的范围内,流阻变化较小,在接近全闭时,流量变化较大,一定不要在阀门接近关闭时使用,这时很难进行流量的微调。阀门若开度极小,开口处的流速极快,会使闸板下侧产生气蚀,并伴有激烈的振动的噪声,长时间节流运转,往往会使阀体和闸板的金属发生气蚀。闸阀工况若处在中间开度,阀板因为是靠两侧的导轨支撑,全闭时配合紧密,而中间位置时,阀板与导轨间隙大而产生振动。因此,即使在气蚀发生率较低的区域,长时间使阀门节流运转,导轨也会发生畸形、摩耗或损坏,且由于阀座不是全面接触,而接触部位表面压力很高,往往会产生咬蚀或粘连,因此,不宜用于流量控制。还要注意,闸阀在小开度时,流量变化大,如果对阀门紧急启闭,是造成压力急剧上升或产生负压,特别是关阀门时水锤时产生。
在金属密封闸阀基础上,近些年来开发了橡胶软密封闸阀,其特点是:
(1)阀体底部无凹处,流体通过截面呈直线状,不易堆积和夹杂异物。
(2)闸板密封面是压在阀体上进行止水的,关阀力矩小。
(3)不因配管的弯曲和拉伸而影响密封性能。
(4)整个阀板衬橡胶,耐腐蚀,不出锈水。
(5)阀门可在全开通水的同时更换密封材料和O型圈。
由于功能优越,国际上(特别在欧洲)需求量速增,软密封闸阀是30年前奥地利人发明,在欧洲每年生产50余万台,几乎100%使用,是硬密封闸阀的替代产品,其制造口径在欧日为DN500,美国一般用到DN400,而意大利可生产到DN1200。
2.2蝶阀的现状和发展
30年代,美国发明了蝶阀,50年代传入日本,到60年代才在日本普遍采用,而在我国推广则是70年代后的事了。目前世界上一般在DN300毫米以上蝶阀已逐渐代替了闸阀。蝶阀与闸阀相比有开闭时间短,操作为矩小,安装空间小和重量轻。以DN1000为例,蝶阀约2T,而闸阀约3.5T,且蝶阀易与各种驱动装置组合,有良好的耐久性和可靠性。
橡胶密封蝶阀缺点是作节流使用时,由于使用不当会产生气蚀,使橡胶座剥落、损伤等情况发生。为此,现在国际上又开发金属密封蝶阀,气蚀区减小,近几年我国也开发了金属密封蝶阀,在日本近年来还开发耐气蚀、低振动、低噪声的梳齿形蝶阀。
一般密封座的寿命在正常情况下,橡胶15年-20年,金属的80年-90年。但如何正确选用则要根据工况要求。
蝶阀的开度与流量之间的关系,基本上呈线性比例变化。如果用于控制流量,其流量特性与配管的流阻也有密切关系,如两条管道安装阀门口径、形式等全相同,而管道损失系数不同,阀门的流量差别也会很大。
如果阀门处于节流幅度较大状态,阀板的背面容易发生气蚀,有损坏阀门的可能,一般均在15°外使用。
蝶阀处于中开度时,阀体与蝶板前端形成的开口形状以阀轴为中心,两侧形成完成不同的状态,一侧的蝶板前端顺流水方向而动,另一侧逆流水方向而动,因此,一侧阀体与阀板形成似喷嘴形开口,另一侧类似节流孔形开口,喷嘴侧比节流侧流速快的多,而节流侧阀门下面会产生负压,往往会出现橡胶密封件脱落。
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