阀门类型,编号,工作原理调压器类型,工作原理.doc

一、天然气储运对阀门的要求管道中用来控制气体或液体的流量，降低它们的压力或改变流动方向的部件，通称为阀门。阀门是天然气管道输送中不可缺少的重要控制设备，要求阀门必须坚固、严密、动作灵活，开关迅速，制造和检修都比较方便，并能抵抗输送介质的腐蚀性。因为，天然气常含有易于与铜起作用的硫化氢，所以，在天然气管网中，最好不要使用铜和铜合金制作的阀门，也不使用含铜的阀门密封圈。天然气管道中，由于铁锈、粉尘等机械杂质的沉积，会使阀门的动作受到阻碍，阀门还必须经常检修清洗。由于管道阀门的特殊重要性，因此为它们制定了专门的指标，试验的主要项目如下。1. 强度和密封性阀门关闭后不泄漏，阀壳无砂眼、气孔，必须严密。阀门关闭后如果漏气，不仅造成大量天然气泄露，造成火灾、爆炸等危险，而且还可能引起自控系统的失灵和误动作。因此，阀门必须有出厂合格证，并在安装前逐个进行强度试验和严密性试验。按美国石油学会标准，管线阀门规范(API SPEC-6D)，阀门的最低强度试验水压力约为公称压力的3.6倍，严密性试验水压力约为公称压力的2.6倍。试压时间与阀门口径有关，数据见表5-1。表5-1 试压时间与阀门口径的关系公称直径/mm水压试验时间/min强度(阀体)严密性(阀座)501002215025055300400155500以上305在规定的试验时间内不应有泄漏或产生永久性变性。2. 弯曲载荷这种试验是对公称直径大于350mm的焊接连接型阀门的坚定性试验，目的是为了检验阀体受到温度、地震或其他自然应力时阀门的密封性，以及外力作用对阀座和阀芯的动作和转动力矩的影响。按美国石油学会管线用阀规程(API SPEC-6D)规定的弯曲力矩的许用值： M=1200d3p (5-1)式中d管道外径；p管道的公称压力，kgf/m2。试验时把阀的内压和外载加至规定的试验值，保持稳定，验证阀的严密性，动作和转动力矩，它们都不应出现影响阀门正常工作的征兆。3. 耐火性能按照英国标准BS-4460，油气管线阀门火烧后(聚四氟乙烯密封圈及其他非金属件被烧坏)，应仍能灵活动作。用1MPa的水压进行密封试验，DN50的阀门允许泄漏量为10cm3/min，DN250mm的阀门允许泄漏量为100cm3/min。另外，国外还有一些其他试验方法，例如美国石油学会标准API RP-6F阀门防火试验推荐作法。将其推荐的管线阀门防火试验概括为几下几点供参考。 试验阀应使其阀杆和通道处于水平位置，阀在关闭状态，用水试验。 阀应处于761871温度的均匀火焰包围之中，试验15min或30min。 防火试验期间的试验压力取决于阀门压力级，管线用阀门的防火试验压力见表5-2。表5-2 防火试验期间的试验压力阀门压力级试验压力MPaPNMPapsi21501.4521053003.725006.44004.96720106007.4510801590011.17162025150018.62270042250031.034500注：1.“PN”用于ISO(国际标准化组织)资料内压力级代号。2.试验压力的允许误差为10%。 燃烧后的内漏。通过阀座(不包括阀盖和阀杆)的最大漏失，应小于15.7cm3/(mmmin)。上述漏失速度为火焰试验期间(15min或30min)每分钟每毫米阀门公称尺寸的漏失的立方厘米。例如，一个阀门公称直径1OOmm，火烧试验时间15min，则火烧试验期间通过阀座的总漏失量应小于23.55103cm3(23.55L)。 阀烧热后的外漏(阀在关闭状态)应小于3.9cm3/(mmmin)。上述漏失速度为火焰中和冷却后试验期间(15min或30min)每分钟每毫米阀门公称尺寸的漏失的立方厘米。 试验阀防火试验后，应能克服试验压力差(见表5-2)而从关闭状态打开，转动阀门到全开状态一次。在全开状态试验阀门外漏(至少试验5min)，不应大于15.7cm3/(mmmin)。 阀与管线端部连接的接头漏失，不作为阀门防火试验的一部分，也不包括在试验烧热后的外漏和全开状态的外漏范围内。4. 密封面寿命用金属阀座密封时，可开关5500次，用聚四氟乙烯密封圈，可开关6000次。5. 紧急切断的动作时间按照用户的需要还可以提出其他保证阀门工作质量的技术要求，如抗拉、低温、耐磨等性能。二、通用阀门的选用阀门是一种涉及门类多，品种繁杂、量大面广的产品，分类方法主要按工业管道压力级别、阀门的功用、阀门启闭零件的结构以及阀门启闭时传动方式来区分。按工业管道的压力pg(MPa)级别，通常把阀门分为低压阀门(pg2.5MPa)、中压阀门(4MPapg6.4MPa)、高压阀门(1OMPapg1OOMPa)和超高压阀门(pg1OOMPa)。在天然气输气干线上，天然气压气站和高压储配站一般都使用中压阀门，甚至可能使用高压阀门。城市配气管道所用阀门多为低压阀门。按阀门的功用分切断阀、止回阀安全阀和减压阀等。按阀门启闭零件的结构分闸阀、截止阀、球阀、蝶阀和旋塞阀等。按阀门启闭时传动方式可分成人工控制阀门(手动传动和齿轮传动)、电动控制阀门、电磁控制阀门、气动控制阀门和液压控制阀门等。除人工控制阀门外，其余的阀门均可用于自动控制和自动调节的天然气管路系统中。为便于选用和简化表达，每种阀门都有一个特定的型号，用该型号来说明阀门类别、驱动方式、结构型式、密封型式、公称压力和阀体材料等内容。按照机械工业部颁布的JB 30875阀门型号编制方法，阀门型号由七个单元组成，表示方法如下：第一单元用汉语拼音表示阀门类别(表5-3)。表5-3 阀门类别及代号阀门类别闸阀截止阅止回阀旋塞减压阀球阀电磁阀代号ZJHXYQZCLF阀门类别疏水阀安全阀调节阀隔膜阀蝶阀节流阀柱塞阀代号SATGDLU注：低温(低于40)、保温(带加热套) 、带波纹管和抗硫的阀门，在类型代号前分别加“D”、“B”、“W”和“K”汉语拼音字母。第二单元用一位阿拉伯数字表示阀门的驱动方式(表5-4)。表5-4 阀门驱动方式及代号驱动种类电磁驱动电磁-液驱动电-液驱动蜗轮传动正齿轮传动代号O1234驱动种类伞齿轮传动气动驱动液压驱动气一液驱动电动机驱动代号56789 注：1.手动、手柄和扳手传动以及安全阀、减压阀、止回阀、疏水阀省略本代号。2.对于气动和液动，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。蜗杆-T型螺母用“3T”表示。第三单元用一位阿拉伯数字表示阀门的连接形式(表5-5)。表5-5 阀门连接形式及代号连接形式内螺纹外螺纹法兰焊接代号123、4、56连接形式对夹卡箍卡套代号789注：1.法兰连接代号3仅用于双弹簧安全阀；法兰连接代号5仅用于杠杆垂锤式安全阀；单弹簧安全阀及其他类别阀门系法兰连接时，采用代号4。2.焊接包括对焊和承插焊。第四单元用一位阿拉伯数字表示结构形式(表5-6)。第五单元用汉语拼音表示阀门的密封面或衬里材料，见表5-7所示。第六单元用阿拉伯数字表示阀门的公称压力。公称压力指阀门在基准温度下允许的最大工作压力，用PN表示。阀门的公称压力值应符合我国国家标准GB 104890管道元件公称压力的规定。表5-6 阀门结构形式及代号代号类别123456789O闸阀明杆楔式单闸板明杆楔式双闸板明杆平行式单闸板明杆平行式双闸板暗杆楔式单闸板暗杆楔式双闸板暗杆平行式单闸板暗杆平行式双闸板明杆楔式弹性闸板截止阀节流阀直通式(铸造)直角式(铸造)直通式(锻造)直角式(锻造)直流式隔膜式节流式其他旋塞阀直通式调节式直通填料式三通填料式保温式三通保温式润滑式球阀浮动球直通式浮动球L型三通式浮动球T型三通式固定球直通式止回阀直通升降式立式升降式直通升降式单瓣旋启式多瓣旋启式双瓣旋启式疏水阀浮球式浮桶式钟形浮子式双金属片式脉冲式脉动式减压阀外弹簧薄膜式内弹簧薄膜式膜片活塞式波纹管式杠杆弹簧式气热薄膜式蝶阀垂直板式斜板式杠杆式安全阀封闭不封闭脉冲式带散热器全启式微启式全启式带扳手微启式带扳手全启式微启式全启式带扳手微启式带扳手全启式隔膜阀屋脊式截止式闸板式表5-7 阀座密封或衬里材料及代号密封圈或衬里材料代号密封豳或衬里材料代号密封圈或衬里材料代号铜(黄铜或青铜)T硬橡胶J石磨石棉(层压)S耐酸钢或不锈钢H皮革P衬胶CJ渗氮钢D无密封圈W衬铅CQ巴比特合金B聚四氟乙烯SA衬塑料CS硬质合金Y聚三氨乙烯SB搪瓷TC蒙乃尔合金M聚氯乙烯SC尼龙NS橡胶X.酚醛塑料SD注：由阀体直接加工的阀座密封材料代号用“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(隔膜阀除外)。第七单元用汉语拼音表示阀体材料，见表5-8所示。表5-8 阀体材料及代号阀体材料代号阀体材料代号HT 25-47(灰铸铁)ZCr5MoIKT 30-6(可锻铸铁)KCr8Ni9TiPQT 40-25(球墨铸铁)QCr18Ni12M02TiRH62(铜合金)T12Cr1MoVVZG25(碳素铸钢)C阀门的规格是在型号代号后面，用公称直径表示。公称直径是指阀门与管道连接处通道的名义直径，用DN表示。多数情况下，DN即连接处通道的实际直径，但有些阀门的公称直径与实际直径并不一致，例如有些由英制尺寸转换为公制的阀门，公称直径和实际直径有明显差别。阀门型号规格表示方法举例： KZ41Y-10 DN50：表示抗硫闸阀、手动、法兰连接、楔式明杆单闸板、密封面材料是硬质合金、公称压力10MPa、公称直径50mm。 J13H-16 DN15：表示截止阀、手动、内螺纹连接、直通式(锻造)、密封面材料是不锈钢、公称压力16MPa、公称直径15mm。 A42H-6.4 DN50：表示弹簧式安全阀、法兰连接、封闭全启式、密封面材料为不锈钢、公称压力6.4MPa、公称直径50mm。在天然气储运系统中常用的阀门如下几种。1. 闸阀闸阀是指关闭件(闸板)沿通道中心线的垂直方向移动的阀门。闸阀的主要启闭零件是闸板和阀座。闸板与流体流向垂直，改变闸板与阀座间的相对位置，即可改变通道大小，使流体的流束改变或截断通道。为了保证关闭严密，闸板与阀座间需研磨配合。通常在闸板和阀座上镶嵌用耐腐蚀材料如不锈钢、硬质合金钢等制成的密封圈。闸阀是天然气工程中使用最多的一种阀门，在管道上主要作截断用，也具有一定的调节流量的性能。它具有阻力小、启闭力较小、天然气可反向流动等优点。但其结构复杂，体积大而笨重，密封面容易擦伤而又难以修复，当闸阀中存在杂质或异物时，关闭受到阻碍，不能关闭严密。且闸阀不能快速关闭，不适应于事故工况下的紧急切断。闸阀按闸板结构分楔式及平行式两种。楔式闸阀闸板呈楔形，利用楔形密封面与阀座之间的压紧作用达到密封。因为两密封面成一角度，对单或双闸板，研磨的难度较大，但楔式闸阀不易出故障，所以在中小直径管道中，选用楔形单闸板阀较多。平行式闸阀的闸板是由两块对称平行放置的圆盘组成，两圆盘之间放有楔块，它与两圆盘采用斜面配合。当闸板下降时，楔块靠斜面的作用使两圆盘张开紧压在阀座密封面上截断通道；当闸阀上升时，楔块先脱离圆盘，待圆盘上升到一定高度时，楔块就被圆盘上的凸块托起并随闸板一起上升。此种平行式闸阀的密封面加工和检修都比楔式闸阀容易，密封也比楔式闸阀可靠。近几年推广使用的带有油密封副的平行式闸阀和楔式闸阀，克服了原闸阀闸板与闸座间密封面由于加工精度误差或使用磨损后造成的密封不严的缺陷，在闸阀发生内漏时，只需通过阀体上位于闸板两侧的油杯加注专用密封脂，就可利用闸阀启闭时的压差间密封脂注入密封面使闸板密封可靠。闸阀就其阀杆运行状况分明杆及暗杆两种。明杆闸阀在开启时，阀杆上行，由于阀杆露出高度表明闸阀的开启程度，适用于地上天然气管道或站场管道，但是需经常向阀杆刷油保护，对埋地天然气管道不宜使用。暗杆闸阀开启时，阀杆不上行，因此适用于埋地天然气管道。按照阀体内通道直径是否一致，闸阀结构还有等径和缩径的区别。缩径闸阀阀座处的通径小于法兰连接处的通径；等径闸阀阀座处通径与法兰连接处的通径相一致。通径收缩能使阀门的零件尺寸缩小，开、闭所需的力亦相应减小。但是，通径收缩后，流体阻力损失将增加。在需要清管的输气管线上，为了便于清管器通过阀门，不允许采用缩径的闸阀。闸阀使用时要全开或全闭，不能半开闭作调节阀，以防闸板被介质和杂质刺坏造成内漏。常用名杆闸阀如图5-26所示。2. 截止阀截止阀是利用沿阀座中心线上下移动的阀瓣来实现通道启闭的阀门。它也是使用较广泛的阀门，在管道上主要作截断用，也可做节流调节操作。主要优点是密封面间的摩擦力比闸阀小，开启高度小，只有一个密封面，易于制造和维修。缺点是流动阻力大，开启和关闭时需要的力较大。截止阀按照杆上螺纹位置分为上螺纹阀杆截止阀和下螺纹阀杆截止阀。上螺纹阀杆截止阀的阀杆螺纹在介质外面，阀杆螺纹不受介质浸蚀，亦便于润滑，所以此种结构采用得较普遍。下螺纹阀杆截止阀的阀杆螺纹在阀体内与介质直接接触，不仅无法润滑，还受介质浸蚀，此种结构用于小口径阀门和温度不高的介质。截止阀按其通道方向又分为直通式、直流式和角式三种。应用的最普遍的是直通式截止阀。直通式安装在成一直线的管路上，适用于对流体阻力要求不严的场合。直流式的阀杆处于倾斜的位置，上升高度较直通式大，操作不便，但阻力小。角式安装在两个垂直交成90的管路上，阻力近似于直通式。截止阀不能适应气流方向的变化，因此安装时要注意方向，正确的方向是“低进高出”，即气流从阀瓣下进来，从阀瓣上部出去。这样介质的流动阻力最小，开启时比较省力，关闭时填料函不与介质接触，填料与阀杆不易损坏。截止阀结构如图5-27。3. 球阀球阀是一种带球型关闭件的旋塞阀，如图5-28。与球体相匹配的阀座为圆形，阀座与球体密封。球体上有一与管道直径相同的通孔，球体围绕着阀体的垂直中心线作回转运动，即起开关作用，故取名球阀。球阀可做成直通、三通或四通。球阀只能全开全闭，不能用作节流。常用于需迅速截断或全开全关的管路和收发球装置上，作截断、分配和改变介质流动方向用。球阀是近年来发展较快的阀型之一。其主要优点是结构较闸阀或截止阀简单，体积小，操作方便，开关迅速(只需将球体旋转90)，因阀内径与管内径相同，气流经阀门阻力小，便于清管器通过等。球阀按球的结构形式目前有浮动球球阀和固定球球阀。浮动球球阀，这种球阀的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并压缩在出口端的密封圈上，保证出口端密封。浮动球阀结构简单，密封性能好，但出口端密封承压太，操作扭矩也较大。这种球阀广泛用于小直径及中低压管道。固定球球阀，这种球阀的球体是固定的，受压后不产生移动，通常在与球成一体的上下轴上装有滚动和滑动轴承，操作扭矩较小，适用于高压和大直径管道。4. 蝶阀蝶阀也是一种应用越来越广泛的截断阀，其启闭件是圆盘，称为蝶板。蝶板在阀体内绕固定轴旋转，从而实现开闭。蝶阀具有体小轻巧、拆装容易、操作灵活轻便、结构简单，造价低廉等优点，管道埋深较浅或管道间距较小时可采用蝶阀。特别是城市配气系统中，是一种较好的阀门，但是关闭的严密性较差。蝶阀结构如图5-29所示。5. 止回阀止回阀又叫逆止阀或单向阀。它依靠介质本身的流动自动开、闭阀瓣，用来防止管道中气流倒流。当产生倒流时，阀瓣将自动关闭。止回阀主要有升降式和旋启式两大类，如图5-30所示。升降式止回阀的阀瓣垂直于阀体的通道，沿着阀座中心线移动，阀瓣靠气流的推力打开，靠重力落下，因此它只能安装在水平管道上。升降式止回阀的阀体形状与截止阀相似，因此它的气流阻力系数亦较大，一般只适用于DN200以下的管道上。旋启式止回阀的阀瓣围绕着密封面而做旋转运动，阻力较小，在低压时密封性能较差，多用于大直径或高、中压管道上。DN600mm的旋启式止回阀常采用多瓣式，当天然气倒流时，阀瓣不能同时关闭，从而减轻关闭时的冲击力。止回阀一般用在天然气压缩机的出口管道上，在停机或突然停电时，防止管内的高压气体倒流，这种倒流往往引起压缩机高速反转，形成机械事故。6. 安全阀安全阀在受内压的管道和容器上起保护作用，防止超压，保障安全。当被保护的系统内介质压力升高到超过规定值(即安全阀的开启压力)时，安全阀自动开启，排放部分介质，防止压力继续升高；当介质压力降低到规定值(即安全阀的回座压力)时，自动关闭。安全阀的种类较多，目前在天然气工程中使用较为普遍的是弹簧式安全阀(如图5-31)。心阀瓣和阀座之间靠弹簧力密封，弹簧力加载于阀瓣，载荷随开启高度变化。安全阀按阀瓣开启高度可分为全启型和微启型。全启型开启高度等于或大于阀口喷嘴直径的1/4，通常做成急开型(阀瓣在开启的某一瞬间突然跳起，达到全开高度)。微启型开启高度一般为喷嘴直径的1/401/4，通常做成渐开型(开启高度随压力变化而逐渐变化)。全启型安全阀泄放量较大，回座性能好。此外，现在也有开启高度在微启型和全启型之间的安全阀，可以做成渐开型和急开型。安全阀安装结构还可分为封闭式和不封闭式。封闭式安全阀泄压排放时介质全部或部分通过排泄管排放，不封闭式则介质不通过排泄管，直接由阀瓣上方排放。有的安全阀上都有扳手，扳手的主要作用是检查阀瓣开启的灵敏程度，有时也做人工紧急泄压作用。三、天然气储运系统中的非标阀门1. 平板阀平板阀在国外称为带导流孔的闸阀或导管式闸阀，如图5-32。平板阀的关闭件是两平面平行的闸板，闸板与阀座保持密封。闸板提升，阀门打开，反之则关闭。它与带平行闸板的闸阀的主要区别是在于平板阀在全开状态时，闸板上的开孔与阀体、闸座上的开孔重合一致，气流通过阀门时几乎没有流态上的改变，同时闸板开孔完全密封了阀体内腔，使得固体颗粒无法进入阀体，保证了阀体腔的清洁。平板阀可以是单闸板，也可以是双闸板。2. 节流截止阀针对矿场使用的节流阀在使用短期内即不能严密关闭的缺点，节流截止阀的研制使用已逐步开始受到重视。这类阀不仅具有很好的调节流量和压力的性能，而且在较长时间使用后，仍能保持良好的关闭截断性能，因而它具有节流和截止的双重作用。这类阀门在结构上的最大特点是它的节流面与其截断气流的密封面分开一小段距离，即当阀门处于节流工作状态时，截断密封面处于气体回流或相对静止部分，不受或少受气流的冲刷，只有当需要截断气流时才将阀芯与阀座的密封面压合，因而保证了密封面具有较长的寿命。3. 井口高低压截断阀井口高低压截断阀包括主阀(气控平板阀)和一套气动控制元件，属气动安全截断系统。气控平板阀和一般手动平板阀的区别在于增加了汽缸执行机构。闸板上通道孔是反开的，当汽缸充压时，活塞带动阀板下行，使阀门开启，此时弹簧处于受压状态。当汽缸气源被放空以后，由于阀体介质压力和弹簧的作用使活塞上行，阀门关闭。同时，阀体介质压力与控制系统互不串通。阀体介质压力可为任何等级。使用中，本阀为开关两位式操作，不允许作为节流阀使用。为了方便操作与调试，本阀配备了手轮机构。在阀的汽缸上还装有泄压安全阀，可防止汽缸超压，以保证自动操作的安全运行。由于该阀采用了密封脂自动加注方式和阀杆密封采取了三重密封方式，因而该阀密封性能较好。该阀的气动控制系统包括气动两位三通阀、高低压力感测器、快速排气阀、气源减压阀、气源过滤器、危险温度监测器等。4. 自力式高压井口调节阀自力式高压井口调节阀主要通过调节井口回压来调节产量。其动作原理和普通输配站采用的自力式压力调节器相同，只是由于为了适应井口高压的需要，主阀的气动执行器由橡胶膜片改为了活塞执行机构，以便能承受较大的静压(32MPa)和较大的差压。指挥阀和主阀阀芯在结构上和材质上均作了相应的调整，以适应高压、大压降和低噪声的需要。目前，井口用高压自力式调节阀已生产有公称压力32MPa规格的产品，其阀芯直径可根据流通能力确定。5. 截止止回阀为了适应井口站场安全的需要，在部分工艺设备或管段上安装止回阀。由于一般通用止回阀在材质和压力等级上不能满足要求，因而针对这一需要研制了高压抗硫截止止回阀。该阀除了具有止回阀的功能，还可以作为截止阀使用。目前，此阀与井口高低压截断阀配套用于高含硫气井井场装置上。6. 先导式安全阀先导式安全阀(如图5-33)由主阀和副阀(先导阀)组成，主要特点是感测压力元件由原来的粗弹簧变成压力传感器(即副阀)，超压时副阀瓣先开启，导致主阀开启泄压，从而提高了阀的灵敏度和精度。此外，先导式安全阀主要采用笼式套筒阀芯和软密封结构，从而确保阀芯跳起后的正确复位和密封，克服了弹簧式安全阀关闭不严导致长期泄漏及过量排放等问题。目前先导式安全阀已在天然气集输系统中广泛使用。四、管道及站场的切断阀门及驱动装置1. 切断阀为了便于进行管道的检修，缩短放空时间，避免放空损失，限制管道事故危害的后果，输气管线上每隔一定距离，需设置管道切断阀。在某些重要管段的两端(如铁路、大型河流的穿跨越)也应设置切断阀门。施工期间干线切断阀可用于线路的分段试压。干线切断阀的间距通常以管道所处地区的重要性和发生事故时可能产生的灾害及其后果的严重程度而确定，一般间距为2030km设置。靠近重要交通线，城镇和工厂的地区不能超过25km，山区、旷野可保持2530km。由于人口密度和其他国情的不同，世界各国对此间距的规定互有差异。输气管道及站场的切断阀关系重大，长期处于备而不用的状态，且不便于检查维修。因此，对它的质量和工作可靠性有更严格的要求。 有良好的严密性。干线切断阀如果漏气，不仅会造成大量天然气损失，易于引发火灾或爆炸，而且还可能引起自控系统的失 易损零部件寿命长。管线投产后切断阀门只有在管道停输和排空的时候才有进行内部检修的机会，并且时间有限。如果管道运转期间，密封系统或其他部分的易损件发生问题，输气管道的生产安全会受到很大威胁，这种情况往往导致停输。 强度可靠。切断阀除了承受与管道相同的试验和工作压力外，还要承受安装条件下的温度、机械震动和自然灾害(如地震)等各种复杂应力。切断阀的断裂事故将会造成成倍于管道断裂事故的损失。 耐腐蚀。阀门上的金属和非金属材料能够长期承受气体所含各种成分的腐蚀，而不变质。 具有可靠的大扭矩驱动装置。干线上的切断阀门一直处于全开状态，需要动作时，往往面临某种事故发生的紧急状况。为了保证动作的可靠性和紧急关闭的速度，它要有较大裕量的驱动扭矩，大口径高压力的切断阀已不采用直接的或机械减速的手动方式开关。 与管道通孔。阀门全开时，阀孔通道的直径应当与管道的内径相同且吻合。阀孔上的任何缩小或扩大都可能成为清管器的障碍，并且还会积存污物，导致清管器遇卡和阀门的损伤。 可以自动控制。输气干线切断阀往往都与管理人员住地有一定距离。发生事故时，需要阀门能够按照感测信号(压差和流量的剧变)和预定的程序自动关闭。目前，在天然气干线中常采用的切断阀为球阀和平板阀两种类型。两种阀门全启时压损小，可以通过清管器和适于制成高压大口径。相比而言，球阀开关速度快，密封性能好，高度低，便于操作管理。但体积大，结构复杂。2. 驱动装置目前，对切断阀的驱动方式除了手动操作外，还有电动、气动、电液联动和气液联动等类型。各种动力驱动装置上往往也同时配有手动机构以备驱动机构失灵时使用。电动驱动机构是由一台阀用电机和一套减速控制系统构成。因为它需要动力电源，机构庞大，传动效率低，7有防爆和电机过载保护等问题，在输气干线上使用受到一定限制。电液联动驱动机构中阀门的开关用改变电机转向或供油方向的办法实现，依靠油缸推动。动力系统的运转由阀的限位开关控制。系统中设有手摇泵，供断电时使用。气动驱动机构有汽缸和气动马达两种，与汽缸相比，气动马达和一套变速机构驱动大口径阀门具有动作平稳，可以调速和便于控制等优点。气液联动驱动机构是以管道天然气为动力的液压系统。它不需要外来的动力，可以在管道上任何地方使用，是最方便的阀门驱动方式。在生产上对选择何种切断阀门的驱动机构往往根据操作是否方便和经济性来考虑。一般，由于电液联动和气液联动驱动系统具有较多优点，多为大口径管道广泛采用。五、气体调压设备天然气输送系统中用于压力调节的设备称作“调压器”。调压器是将较高的入口压力调节至较低的出口压力，并随着天然气需用工况的变化自动控制出口压力在某一设定值内。1. 调压器工作原理调压器一般由感应装置和调节机构组成。感应装置的主要部分是敏感元件(薄膜、导压管等)，调节机构是各种形式的节流阀。出口压力的变化通过薄膜使节流阀移动。敏感元件和调节机构之间用执行机构相连。图5-34为调压器工作原理图。图中p1为调压器进口压力，p2为调压器设定的出口压力。则： N=p2Fa (5-2)式中N天然气作用在薄膜上的力，N；Fa薄膜有效表面积，m2。天然气作用在薄膜上的力与薄膜上方重块(或弹簧)向下的力相等时，阀门开启度不变。当出口处的用气量增加或进口压力降低时，天然气出口压力下降，造成薄膜上下压力不平衡，此时薄膜下降，阀门开大，天然气流量增加，使压力恢复平衡状态。反之，当出口处用气量减少或入口压力增大时，天然气出口压力升高，此时薄膜上升，使阀门关小，天然气流量减少，又逐渐使出口压力恢复原来状态。可见，无论用气量及入口压力如何变化，调压器总能自动保持稳定的供气压力。但在实际应用中，影响调压器的因素很多，因此调压器应增加各种机械设备或改进构造来消除这些影响。2. 调压器的类型通常调压器分为直接作用式和间接作用式两种。(1) 直接作用式调压器直接作用式调压器只依靠敏感元件(薄膜)所感受的出口压力的变化移动阀门进行调节，不需要消耗外部能源，敏感元件就是传动装置的受力元件。常用的直接作用式调压器有液化石油气调压器、用户调压器和各类低压调压器。 用户调压器。用户调压器可以直接与中压管道相接，减至低压后送入用户，可以用于集体食堂、小型工业用户等。其构造如图5-35所示。该调压器具有体积小、重量轻、性能可靠、安装方便等优点。由于通过调节阀门的气流不直接冲击到薄膜上，因此改善了由此引起的出口压力低于设计理论值的缺点。另外，由于增加了薄膜上托盘的重量，减少了弹簧力变化对出口压力的影响。导压管引入点置于调压器出口管流速最大处。当出口流量增加时，该处动压头增大而静压头减小，使阀门有进一步开大的趋势，能够抵消由于流量增大弹簧推力降低和薄膜有效面积增大而造成的出口压力降低的现象。 箱式调压器。当天然气直接由中压管网经箱式调压器降至燃具正常工作所需低压而实现城市配气的楼栋调压时，常使用箱式调压器。国内外采用的箱式调压器种类很多，如图5-36为长仪TMZ型切断式调压器，它是带有安全切断装置的直接作用式调压器。天然气的出口压力经过外信号管被引入薄膜下部，当调压器出现意外事故使出口压力超过设定的安全切断压力时，薄膜下的压力推动制动杆，使切断阀杆在弹簧的作用下关闭阀门并切断气源，达到安全保护的目的。(2) 间接作用式调压器间接作用力式调压器的敏感元件和传动装置的受力元件是分开的。当敏感元件感受到出口压力的变化后，使操作机构(如指挥器)动作，接通外部能源或被调介质(天然气)，使调压阀门动作。由于多数指挥器能将所受力放大，固出口压力微小变化，也可导致主调压器的调节动作，因此间接作用式调压器的灵敏度比直接作用式高。 自立式调压器。自立式调压器广泛用于天然气