汽机常用阀门讲课.docx
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汽机常用阀门讲课
常用阀门讲课
阀门是一种重要的管路附件，主要用来切断、接通流通介质（蒸汽、水、油、空气等）的通路，以改变介质的流动方向，调节介质的流量和压力或保证压力容器及管道工作压力不超限等。
单元机组是由许多系统组成的，如给水系统、凝结水系统、抽气系统、过热器系统、再热器系统、排污和疏水系统等等．这些系统的管道上装有许多不同的阀门，这些阀门在机炉运行调节和事故处理中起着重要作用，是机炉设备上必不可少的部件。
一、阀门的作用
1、用闸阀、截止阀、止回阀、接通或切断管路中各段的介质。
2、用节流阀、调节阀等调节管路中介质的流量和压力。
3、用分配法、三通旋塞和换向阀等改变介质的流向。
4、用阻汽排水阀（即输水器）在蒸汽管道上既输水又防止蒸汽通过。
二、阀门型号编制方法
2.1阀门型号由七个单元组成，其编制方法如下表：
1单元2单元3单元4单元5单元6单元7单元
阀体材料代号
公称压力代号
阀座密封面或衬里材料代号
结构形式代号
连接形式代号
传动方式代号
类型代号
2.2阀门类型代号用汉语拼音字母表示如下表
阀门类型
代 号
阀门类型
代 号
闸 阀
Z
安全阀
A
截止阀
J
减压阀
Y
节流阀
L
疏水阀
S
蝶 阀
D
调节阀
T
止 回 阀
H
给水分配阀
F
水位表（平衡容器）
B
球阀
Q
隔膜阀
G
旋塞阀
X
注：
低温（低于-40°C）和带有加热套的阀门，在类型代号前分别加“D”和“B”。
2.3传动方式代号用阿拉伯数字表示如下表：
传动方式
代号
传动方式
代号
电磁动
0
圆锥齿轮
5
电磁－液动
1
气动
6
电――液动
2
液动
7
蜗 轮
3
气－液动
8
正 齿 轮
4
电动
9
注：
a）手轮、手柄和板手传动的阀门及安全阀、减压阀、疏水阀省略传动方式代号。
b）对于气动或液动、常开式用6K、7K表示，常闭式用6B、7B表示，气动带手动用6S表示，防爆电动用9B表示，户外耐热用9R表示。
2.4连接形式代号用阿拉伯数字表示如下表：
连接形式
内螺纹
外螺纹
法 兰
焊 接
代 号
1
2
4
6
对夹
卡箍
卡套
7
8
9
注：
焊接连接包括对焊和承插焊
2.5结构形式代号用阿拉伯数字表示如下表：
闸 阀
结构形式
明杆楔式
明杆平行式
暗杆楔式
弹性
闸板
刚性
单闸板
刚性
双闸板
刚性
单闸板
刚性
双闸板
刚性
单闸板
刚性
双闸板
代 号
0
1
2
3
4
5
6
截止阀和节流阀
结构形式
直通式
角式
直流式
平衡
直通式
平衡
角式
三通式
代 号
1
4
5
6
7
9
蝶阀结构形式
杠杆式
垂直板式
斜板式
代 号
0
1
3
疏水阀结构形式
浮球式
钟形浮子式
脉冲式
园盘式
代 号
1
5
8
9
止回阀结构形式
升 降
旋 启
直通式
立式
单瓣式
多瓣式
双瓣式
代 号
1
2
4
5
6
减压阀结构形式
薄膜式
弹簧薄膜式
活塞式
波纹管式
杠杆式
代 号
1
2
3
4
5
给 水 分 配 阀 结 构 形 式
代 号
柱 塞 式
1
回 转 式
2
旁 通 式
3
安全阀结构形式
代号
注：
杠杆式安全
阀在类型代号前
加汉语拼音“G”
字母表示。
弹
簧
封
闭
带散热片
全 启 式
0
微 启 式
1
全 启 式
2
带板手
全 启 式
4
不
封
闭
双弹簧微启式
3
微 启 式
7
全 启 式
8
带控制机构
全 启 式
6
先 导 式
9
杠
杆
单杠杆
全 启 式
2
角形微启式
5
双杠杆
全 启 式
4
调 节 阀 结 构 形 式
代号
回转
套筒式
0
升
降
单
级
套筒式
Z形
5
7
针形阀
2
柱塞式
4
闸板式
6
多
级
套筒式
8
柱塞式
Z形
1
9
水 位 计 结 构 形 式
代 号
平衡容器
7
就
地
云母片式
1
玻璃板式
2
玻璃管式
3
光学折射式
双 色
9
光学电视式
9a
低
读
轻 液
玻璃板式
6
玻璃管式
0
2.6阀座密封面或衬里材料代号用汉语拼音字母表示：
阀座密封面或衬里材料
代 号
阀座密封面或衬里材料
代 号
尼龙塑料
N
合金耐酸或不锈钢
H
渗硼钢
P
渗氮钢
D
橡 胶
X
硬质合金钢
Y
注：
由阀体直接加工的阀座密封面材料代号用“W”表示，当阀座和阀瓣（闸板）密封面材料不同时，用低硬度材料代号表示。
2.7公称压力数值用阿拉伯数字表示，由于JB4018－85所采用的计量单位作法定单位，所以按哈锅“BT88－018”《贯彻法定计量单位的通知》均为“MPa”。
如PN32即为原Pg320kgf/cm2.若工作温度为540℃；工作压力为14MPa时，其标注方法为“PW5414V”。
其中“W”为温度的含义。
2.8阀体材料代号用汉语拼音字母表示如下表：
阀体材料
代 号
阀体材料
代 号
灰铸铁
H
铬镍钼合金钢
I
球墨铸铁
Q
铬镍钛（铌）耐酸钢
P
碳 钢
C
铬钼钒合金钢
V
可锻铸铁
k
铬镍钼钛（铌）耐酸钢
R
铸钢
注：
PN≤1.6MPa的灰铸铁阀门及PN≥25MPa的碳素钢，阀体省略本代号。
三、阀门的分类
阀门种类很多，可以从不同角度进行分类。
3.1按结构特征分一一根据关闭件相对于阀座的移动方向可分为：
3.1.1截止型——关闭件沿着阀座中心线移动阀头旋转。
3.1.2闸板型——关闭件沿着垂直于阀座中心线的方向移动，阀板不旋转。
3.1.3旋塞型——关闭件是柱塞或球，围绕本身中心线旋转。
3.1.4旋启型——关闭件围绕阀座外的轴旋转。
3.1.5蝶型——关闭件是圆盘，围绕阀座内的轴旋转。
3.2按用途分：
3.2.1开断用——用来切断或接通管路介质，如截止阀、闸阀、球阀、旋塞阀等。
3.2.2调节用——用来调节介质流量和压力，如调节阀、减压阀等。
3.2.3止回阀----用来防止管中介质倒流。
如止回阀（也叫逆止阀）。
3.2.4分配用——用于改变介质的流动方向，起分配作用，如分配阀，三通旋塞阀。
3.2.5安全用——用来排放多余介质，使压力容器的工作压力不超过规定值，以保证设备安全，如安全阀、事故阀、泄压阀等。
3.2.6特殊用——用作其他用途，如阻汽排水阀，也叫疏水阀。
3.3按动力分：
3.3.1自动阀门——依靠介质（液体、空气、蒸汽等）本身的能力而自行动作的阀门。
如止回阀、安全阀、减压阀、疏水阀。
3.3.2手动阀门—一借助手轮、手柄、杠杆、链轮、齿轮，蜗轮等由人力来操纵的阀门。
3.2.3电动阀门——借助电动机、电磁力或其它电气装置来操纵的阀门。
3.2.4液动和气动阀门——借助于液体（水、油）或空气的压力来操纵的阀门．
3.4按压力分——根据阀门公称压力可分为：
3.4.1真空阀——绝对压力<0．098MPa的阀门。
3.4.2低压阀——公称压力≤1．57MPa的阀门。
3.4.3中压阀——公称压力在2．45MPa～6．27MPa的阀门。
3.4.4高压阀——公称压力在9．8MPa～78.4MPa的阀门。
3.4.5超高压阀——公称压力≥98MPa的阀门。
三、阀门的常用材料
3.1阀门常用密封填料材料性能见下表
填 料 材 料
制 作 特 性
应 用 范 围
1麻制器类
（1）麻线、麻绳
（2）油麻线、油麻绳
（3）胶芯填料
平的或油浸过的大麻、亚麻或黄麻编织成的线绳，有单股及多股的。
一般用在P工作≤1.6MPa,t工作≤100℃的水、空气、油管道中。
2 棉制品类
（1）棉绳
（2）油棉绳
（3）胶芯棉纱线填料
干的或油浸过的棉纱编织的或特别置入胶芯的编织填料。
用于饮用水管道中，油浸过的棉绳制品可用于P工作≤2.0MPa,t工作≤100℃的水、空气、油管道中。
3 石棉类制品
（1）石棉线、绳
（2）铅芯石棉绳
（3）油石棉线、绳
（4）油铅芯石棉绳
以矿物质石棉纤维编制的成品，有干的、油浸过的以及夹铅芯的。
对油浸制品一般含有不超过20%的棉花纤维。
干的石棉制品可用于P工作≤2.5MPa,t工作≤400℃的蒸汽管道中，浸过油的，则工作温度应不超过200℃。
4石棉－石墨类
（1）铅粉石棉线、绳
（2）铜芯铅粉石棉绳
（3）铅粉油浸石棉线、绳
（4）铜芯铅粉油浸石棉绳
将纯石棉线、绳分股（干的或油浸过的）编织在定型制品并涂以优质的铅粉（石墨粉），有夹以铜芯的。
可用于P工作≤13.73MPa,t工作≤540℃的蒸汽管道中，或P工作≤27.45MPa的主给水管道中油浸过的,则t工作≤200℃。
5 石墨类
用不含矿物和有机物杂质，而含碳不少于90%的纯鳞状石墨粉模压制成。
可用于P工作≤555℃的蒸汽管道中。
3.2法兰垫片材料选用表见下
垫片材料
工作介质
应 用 范 围
工作压力（MPa）
工作温度（℃）
不 大 于
软
质
绝缘纸
水
1.0
40
橡胶
水、空气
0.6
60
石
棉
XB200
XB350
XB450
水、空气、汽
1.6
4.0
6.0
200
350
450
金
属
A3、、10、20、1413
水、汽
不限
550
1Cr18Ni9Ti
汽
不限
600
铜
水
10.0
250
汽
6.4
425
3.3法兰紧固件及使用工况见下表
钢种
钢 号
用 途
适用压力（MPa）
适用温度（℃）
碳
素
钢
A3F
双头螺栓、螺栓
≤1.250
≤220
螺母
≤1.25
≤250
A3
双头螺栓、螺栓
≤1.6
≤350
螺母
≤1.6
≤380
25
双头螺栓、螺栓
不限
≤350
螺母
≤不限
≤400
35
双头螺栓、螺栓
不限
≤400
螺母
≤不限
≤420
合
金
钢
40G
双头螺栓
不限
≤435
螺母
≤不限
≤480
30GMO
双头螺栓
不限
≤480
螺母
≤不限
≤510
25Cr2MorA
双头螺栓
不限
≤530
螺母
≤不限
≤550
四、阀门的结构
4.1闸阀
闸阀的特点是结构复杂，尺寸较大，价格较高；开启缓慢，无水锤现象，易调节流量；流体阻力小，密封面较大，易磨损。
4.1.1高压电动闸阀的结构如下图所示：
（以Z962Y－250Dg300阀门为例）
4.1.2高压电动闸阀主要由阀体、阀盖、阀杆、框架、阀瓣、填料密封装置和电动头等组成。
4.1.3高压电动闸阀采用自密封形式，利用阀门内的流动介质的压力压紧自密封体上的盘根，从而达到密封的目的。
主要由阀体、门杆、阀杆、阀瓣、阀杆盘根、自密封体以及驱动装置等组成。
1.电机2.换向齿轮箱3.手轮4.手轮手柄5.传动套6.26螺钉7.25齿轮8.齿轮箱9.油杯10.阀杆11.14螺母12.铰链螺丝13.销14.螺母15.地脚螺丝16.六分环盖板17.密封底圈18.31填料（盘根）19.自密封体20.阀体21.阀座22.阀瓣23.螺栓24.键26.圆柱头内六角螺钉27.框架28.压兰（填料压盖）29.夹板30.锁母32.六分环33.自密封圈34.垫片
4.2自密封式阀门
4.2.1自密封式阀门工作原理
在自密封阀门安装时，将分裂环卡在阀座内壁环形槽中，使其不能上下移动，通过预紧螺栓，使阀帽向上移动，从而使自密封垫被阀帽斜面及自密封环紧紧压住，当阀门内部介质压力升高时，阀帽将受到介质向上的压力而将自密封垫更紧地压住，介质压力越高，自密封垫受到的压紧力越大，从而起到更好的密封作用。
在自密封阀门中，阀杆与阀门帽的密封是通过填料进行的，而阀帽与阀体之间的密封则是通过自密封垫进行的。
4.2.2自密封阀门结构（以Z62Y为例）见下图：
自密封阀门结构的几个主要零部件为自密封垫、阀座内筒、阀帽斜面及外圆、自密封压环、分裂环及拉紧螺丝等。
1锁紧螺母2锁母3套筒4支架5阀杆限位块6压兰7预紧螺栓8预紧螺母
9阀盖10填料11填料压环12自密封体13阀杆14阀芯1516门柄17门体18垫圈19螺栓20垫圈21螺杆22螺母25弹簧圆柱销2627密封法兰螺母
28压兰螺栓29压环3031阀盖螺母32四合环33压圈34自密封填料
4.3截止阀
截止阀的特点是操作可靠，关闭严密，易于调节或截断流量。
但结构复杂，价格较贵，流体阻力大，启闭缓慢。
4.3.1高压截止阀主要用于高压蒸汽和给水管道上，以开启和截断通路及切换热力系统，一般不做调节阀使用，常见的高压截止阀有自密封式，门盖螺栓密封式等。
自密封高压截止阀由阀体、阀盖、阀杆、框架、阀瓣、自密封填料、四合环、压板等组成，高压截止阀的安装方向一般为介质从阀瓣下流经密封面上，或按阀件箭头指向安装。
4.3.2手动截止阀的结构如下图，截止阀的主要启闭零件是阀瓣和阀座，阀瓣沿阀座中心线移动，改变阀瓣和阀座之间的距离，即可改变通道截面积，从而控制和截断流量。
4.3.3截止阀是有方向性的，安装时必须注意，介质流动方向是由下向上流过阀瓣，这样安装流体阻力小，开启省力，关闭时填料不接触介质，易于检修。
4.3.4截止阀的结构型式有直通式、直流式、直角式等结构。
4.4蝶阀
蝶阀是指关闭件（阀瓣）为圆盘，围绕阀座内的轴旋转来达到开启与关闭的一种阀门，在管道上主要作切断和节流用。
阀门主要由镶有铜密封圈的阀体、阀轴、碟板与密封圈、填料、填料压盖、联接座、电动装置等组成。
靠电动装置之动力使阀轴带动碟板，一起作旋转运动，达到启闭的目的。
4.4.1蝶阀具有以下优点：
1）、体积小，重量轻。
与相同压力级和同样口径的闸阀相比，它均可减轻约30%～50%。
2）、结构简单，开闭迅速。
蝶阀的零件少，结构紧凑，开闭只需将阀瓣旋转90°即可。
3）、调节和密封性能良好。
蝶阀可以实现分级控制流量，调节性能好，由于采用橡胶作密封圈，压缩、回复性能良好，因此容易密封。
4）、流体阻力和操作力矩小。
根据对蝶阀所作的流阻试验证明，蝶阀的流阻小于其它类型的阀门。
操作力矩小是由于阀瓣处于近似平衡的状态，这样就可以用相当小的力量去开启。
4.4.2蝶阀根据结构和用途一般可分为：
1）、密封性蝶阀：
关闭时能够保证密封的蝶阀，在管道上可以作切断用，密封圈通常采用橡胶制成。
2）、非密封性蝶阀：
关闭时不能保证密封的蝶阀，在管道上只能作节流用，密封圈通常是金属的。
4.4.3发生的故障、原因及消除办法：
故障现象
原因
消除办法
碟板与阀体密封面处渗漏
1、密封面上有污物
2、密封面磨损
3、密封圈老化或损坏
1、消除污物
2、均匀拧紧压紧螺钉
3、更换密封圈
填料处渗漏
1、填料磨损
2、填料老化
1、压紧填料压盖
2、更换填料
启闭力矩增大
1、密封面上积有污物
2、密封过盈量太大
1、清除污物
2、放松压紧螺钉
4.4.4循环泵出口碟阀安装在循环泵出口管上，具有闭路和止回作用。
其型号为：
公称压力0.6Mpa，公称直径800mm。
结构构件由阀体、碟板、轴、连杆、重锤、油箱、高压软管、摆动油缸油泵等组成。
1、止回阀壳体2、枢轴3、翻板门4、液压动力缸5、马达6、操纵杆
7、跳闸机构8、重锤9、支座
4.5安全阀
安全阀是容器和管路系统中的安全装置。
在电厂汽轮机系统中的除氧器、高低加等压力容器处都可见到。
当系统中的介质压力超过规定的工作压力时，安全阀就会自动开启，降低压力；当压力恢复正常后，就会自动关闭。
4.5.1安全阀的型式及选择
4.5.1.1安全阀的型式
按照结构型式，安全阀可分为以下三种类型:
1）、弹簧式安全阀利用弹簧将作用力传递到阀瓣上，它是通过调节弹簧松紧来平衡介质对阀瓣的压力的，如下图所示：
1—阀体2—阀座3—阀瓣4—阀杆5—弹簧6—阀盖7—调整螺丝
2）、杠杆重锤式安全阀利用杠杆将作用力传递到阀瓣上，它是通过调整重锤对阀杆的距离来平衡介质对阀瓣的压力的，如下图所示：
1---阀体2—阀瓣3—阀杆4—导向套5—重锤6—杠杆
3）、先导式安全阀由主阀和副阀组成，借副阀的作用带动主阀动作，也叫脉冲式安全阀，它由主安全阀、先导安全阀等零件组成。
当压力超过规定值时，先导安全阀开启，将介质引入主安全阀内，然后顶动活塞，活塞带动阀瓣开启；当介质压力降到低于规定值时，先导安全阀关闭，使主安全阀的活塞无介质压力作用，在弹簧的作用下回弹，带动阀瓣关闭。
4.5.2安全阀的选择
弹簧式安全阀适用于PN≤32MPa、DN≤15Omm工作条件下的水、蒸汽、石油等介质。
碳钢制的弹簧式安全阀适用于介质温度T≤450OC，合金钢制的弹簧式安全阀适用于介质温度T≤600OC。
杠杆重锤式安全阀主要用于水、蒸汽等工作介质。
铸铁制的杠杆重锤式安全阀适用于公称压力PN≤1.6MPa，介质温度T≤20OOC的工作条件下；碳素钢制的杠杆重锤式安全阀适用于PN≤4.OMPa、介质温度T≤45OOC的工作条件下。
先导式（脉冲式）安全阀主要用于高压和大口径场合。
4.6逆止阀
逆止阀又称止回阀或单向阀，是利用阀前阀后介质的压力差而自动启闭的阀门。
它的作用是使介质只作一个方向的流动，而阻止其逆向流动。
按其结构形式的不同，又分为升降式和旋启式两种。
4.6.1升降式止回阀
升降式止回阀的阀体与截止阀相同，但阀瓣上有导杆，可以在阀盖的导向筒内自由升降。
当介质自前向后流动时，能推开阀瓣而流过；若流向相反，则阀瓣下降，截断通路，阻止逆流。
升降式止回阀安装时必须装在水平管路上，且使阀瓣的轴线严格地垂直于水平面，这样才能保证阀瓣的灵活升降与可靠工作。
4.6.2旋启式止回阀
旋启式止回阀是利用摇板式阀瓣来启闭的，当介质自前向后流动时，阀瓣由于介质的压差作用而开启；反之，当介质反向流动时，阀瓣关闭，截断通路。
在安装旋启式止回阀时，只要保证阀瓣的旋转枢轴呈水平，可任意安装在水平、竖直或倾斜的管路上，见下图所示：
4.6.3抽汽止回阀
4.6.3.1抽汽止回阀的作用
为了防止机组突然甩负荷时，汽轮机压力突然降低，各抽汽管道中的蒸汽倒流入汽轮机内起超速，并防止加热器管系泄漏使水从抽汽管道进人汽轮机内发生水冲击事故，在抽汽管上均装有抽汽止回阀。
4.6.3.2抽汽止回阀的结构
机组所采用的抽汽止回阀有两种类型:
升降式止回阀和旋启式止回阀。
它们都以压缩空气为控制动力，所以称为气压式止回阀。
升降式止回阀主要由阀体、蝶阀、密封环和阀盖及操纵装置所组成。
而操纵装置由上壳体、下壳体、活塞、压缩弹簧、阀杆、套筒、进出气管接头所组成。
正常运行时，气动止回阀控制系统的二位三通电控电磁气阀的空气排出口压力大约为0.l2MPa，进入操纵装置活塞上部，其作用力不足以克服弹簧的弹性力。
活塞及阀杆在弹簧预紧力的作用下处于上限位置，阀杆下端与蝶阀是脱开的，蒸汽进人阀体后，由下往上顶起阀瓣，阀门处于开启状态。
当需要关闭止回阀时，控制系统电磁阀动作，使空气出口压力增加为0.6MPa，进人活塞上部，其作用力大于弹簧预紧力。
此时活塞带动阀杆向下运动，阀杆冲击阀瓣，达到关闭的位置。
当活塞上的空气压力降到0.l2MPa时，活塞在弹簧力的作用下又恢复到原来的开启位置。
气压式旋启抽汽止回阀由阀体、阀瓣、拉杆、密封环、阀盖、转矩传动轴和操纵装置组成。
而操纵装置由活塞缸、活塞、拉伸弹簧、活塞杆、套筒、进出气管接头等组成，它位于阀体的侧面。
旋启式止回阀经常容易出现的一个缺陷是:
它的阀瓣与阀座密封面在使用较长时间以后，会出现上半部产生间隙或下半部产生间隙的掉上或掉下现象，而使其不能关严。
这时应进行调整和处理，使其能关严。
正常运行时，控制系统0.l2MPa的空气进人操纵装置活塞上面，其作用力不足以克服弹簧的弹性力，所以活塞及活塞杆在弹簧的预紧力作用下处于上限位置，此时蒸汽的冲动力顶开阀瓣，开度一般为300—35O，阀门处于开启状态。
当需要关闭止回阀时，控制系统电磁气阀动作，使出口压力为0.6MPa的空气进入操纵装置活塞的上部，其作用力大于弹簧的预紧力。
此时活塞带动活塞杆向下运动，活塞杆带动转矩传动轴压块冲击在阀瓣拉杆的销子上，使阀门快速关闭。
当活塞上的空气压力降到0.l2MPa时，活塞在弹簧力的作用下又恢复到原来的开启位置。
4.6.3.4抽汽止回阀的试验
抽汽止回阀在复装后（旋启式止回阀在扣盖前）应通以压缩空气进行开关和开度试验，试验开关是否灵活，开度是否正确，关闭是否严密。
如试验情况良好，则可扣盖，结束检修工作；如有问题，则应想办法处理和修复。
4.7高压排汽止回阀的检修
4.7.1高压排气止回阀的作用
高压排汽止回阀安装在汽轮机高压缸排汽至锅炉再热器中间的再热冷段管道上，汽轮机甩负荷主汽关闭时，该止回阀迅速关闭，防止中间再热器的低温蒸汽流入高压缸内。
2）、高压排汽止回阀的结构
高压排汽止回阀由阀体、阀盖、阀瓣、阀轴、阀臂、密封环、操纵装置I、操作装置II、扳手等零部件组成。
正常运行时，由于此阀位于中间再热冷段管上，要求阀门压力损失小，利用压缩空气压力自动开启，使之达到85O，然后又能自动脱锁，以保证足够的关闭速度。
五、阀门的一般故障原因及处理方法
5.1传动部分
5.1.1手轮、手柄与门杆连接件，如方孔、键槽及螺纹磨损，不能传递扭矩时应进行修复，对修复较困难的应采取粘接固定或进行更换。
a、手轮上键槽损坏者，可将原损坏键槽补焊起，用半圆锉锉平后，重新加工一与原键槽尺寸相同的新键槽。
b、手轮上螺纹损坏后，可采用镶套方法修复。
c、手轮上方孔损坏后，可用铁皮制作一个长方形套，嵌入手轮方孔后，用粘接方法固定。
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