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长输管线球阀结构的设计

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发表于 2011-7-13 23:58:25 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  1.概述/ Z3 ]" Z! |/ E
   为使我国西部的经济得到较快的发展,国家提出开发大西部的重大决策。开发新疆地区的石油和天然气资源,就是开发西部的重大举措之一。要使西部的油、气资源得到充分的利用,唯一的办法是将油、气通过管线输送到我国的东部地区。国家为此将建设“西气东输”管网工程,即铺设主管线,西起塔里木的轮南气田,东到上海地区,全线长约4200公里。管线输送已成为当代物料运输的主要方式之一,利用长距离管线输送油、气等资源已成为当今世界能源输送的最主要的手段。世界上主要油、气生产国和消费国都大量使用长输管线来解决油、气资源的运输问题,其中,天然气的输送95%以上采用管线方式。据统计,目前,世界上已有的油、气长距离输送管线总长度超过260万公里,其中,天然气输送管线总长度约140万公里,占管线总长度的二分之一以上。从国外的建设和运输的经验来看,在相同输送量的情况下,建一条大口径的管线比建几条小口径的管线更为经济;而且采用在一定范围内提高介质的输送压力,同样能够增加效益。所以,西气东输采取的管径为:公称直径DN=1000mm,公称压力PN=10.0MPa。这样的参数在我国以前的输气管网中是从来没有的。3 m! E/ t1 I8 H# q7 t$ _$ u" |
  我国西气东输管线距离长,管线经过沙漠、雨林、沼泽、山地、河流(长江、黄河)、平原,所经地区气候恶劣,环境温度变化范围为-30oC——+80oC,环境条件差。因此。对长输管线阀门的要求比通用阀门的要求要高得多,要求长输管线阀门具有更高的可靠性、更高的密封性、更高的强度,以确保长输管线安全可靠运行。- g3 Y. S3 z& S1 n5 d0 B
  2.管线球阀的发展; y$ \& E3 `, B/ C- A
   长输管线的发展,经过几十年的时间,在我国以初具规模,特别是管线球阀的发展,目前在国内管线上应用的国产管线球阀,参数已达到了PN6.4MPa,DN1000mm,但与西气东输工程中要求的参数,还有一段距离,另外,管线球阀的紧急切断装置,国内还不能生产。另外,全焊接的球阀,国内还没有产品应用的历史。
1 v7 t0 G5 U- K6 }  3.管线球阀的相关标准
6 }/ A0 ~: i0 [0 F  API 6D管线阀门
1 ~8 U3 H( I' c1 W  API 6FA阀门的耐火试验' ]0 s0 Y& b) I, R6 u4 Q" B
  API 607软密封和90o转向阀门的耐火试验
' H! h1 {9 G2 n+ \7 ^  API 598阀门的检验和试验
+ J& n" n, M1 R( C9 \6 r( Q  ANSI B 16.34法兰、螺纹和焊接端阀门
  M7 x& |  o$ s2 H# G0 W  J B/T 7745管线球阀
: B$ U* p1 }* ^- ]5 S8 D' w5 |6 ~4 d' D  4.管线球阀的特点及要求; s6 n% s4 w3 Y+ w6 e/ a. U
   在长输管线中,要求线路截断阀——管线球阀能够控制管道中的介质,具有开关作用,改变介质流向和防止倒流,发送或通过管道清洗球,防止事故发生,自动、紧急切断,封闭或打开管线等。
5 j$ R6 v- Y, P+ n  4.1密封性能可靠% G9 x) ]8 [0 p9 I2 d
   长输管线只能定期巡查或巡逻,而且有时需要通过人迹罕至的高山、沙漠、草原及地震等地区。微小的漏失就会造成大量介质的漏失,浪费能量,尤其是西气东输工程中,对天然气管道中的密封性更为重要,另外,还要求具有紧急注脂的密封性能。衬氟蝶阀
3 Z" w5 ?( [# q) E% G$ h  4.2使用寿命要求长
2 S$ l( z6 w, ?: o6 V% T  管线一旦投入运行,几年内甚至几十年内不允许停止运行,运行的时间越长越好,天然气面对的是大用户,是大工厂、企业的原料或能源,不允许有片刻的闸断,所以,要求主要关键件如阀座等有很长的寿命。- |/ T% u! Q& u2 t
  4.3管线阀门的高强度、抗外力的安全性+ e" c$ e1 |" p3 R
  西气东输工程中,管线球阀的压力高达10.0MPa。口径达到1000mm。且管线的站距较长,长度达到20公里左右,在使用中,受温度的热胀冷缩、设备振动、地震灾害、地基变动等复杂的外力,阀门在管道中经常受到拉伸、弯曲压缩等综合应力,要确保阀门的正常使用,必须具备足够的强度。
8 Y% d% N8 L# r8 M8 K  4.4管线球阀应耐腐蚀; ^+ b( U( y$ B. B+ W! P7 l* }
  因天然气中含有硫化氢,它还能与铁反应生成硫化铁,腐蚀阀门,穿蚀机械,故管线球阀应选用耐腐蚀的材料。
  H$ }% {" @/ ^4 o. N4 ?1 |- D0 p  4.5自动化程度高9 S) W; v+ ~5 b) _  _
   管线球阀的控制都是在中央控制室,距离较远,应能实施远距离控制或遥控,且在事故状态下能紧急关断。关断时间要求达到15秒左右,在管线正常运行时,可能几年内都不会动作,一旦动作,必须准确、可靠。
) b7 z4 C1 \- q. M  4.6管线阀门要求重量轻、结构紧凑、全通径2 e* d9 n1 P, F& ~$ {5 N
   为了保证阀门能在复杂的现场安装、埋地要求、检修方便,因此要求阀门重量轻,结构紧凑,并且是全通径,便于在管线正常运行时,能够清管。9 e- h1 e8 i/ D% o& d3 S2 ~
  5.设计研究. ^: u  c. e6 J( X, s
  管线球阀的主要技术参数:
" [1 E: }/ j  y& V; K  公称压力PN=10.0MPa6 D0 q9 O2 U& P
  公称通经DN=1000mm
; l. q; _6 u% Q& ]) T  实际通经D=1016mm7 B; G( A) q' z% K$ N- u
  环境极限温度-36oC——+80oC1 g* a1 u/ d- h5 \2 T0 f
  介质:天然气(含有硫化氢和二氧化碳)3 z; D4 T2 ]3 K+ p
4 `  l- Z% {0 s  v& a# L
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