開發(fā)液化天然氣閥門前景可觀

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)對(duì)環(huán)境的注重和保證生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展，人民生活水平的提高，國(guó)家規(guī)劃：到2010年，天然氣在我國(guó)城鎮(zhèn)燃?xì)庵械谋壤龑⒂赡壳暗?3%增加到66%。 

我國(guó)已有四川、陜甘寧、新疆等三大油氣區(qū)；另外南海西部、東海等海域也有良好的油氣顯示；加上俄羅斯天然氣的引進(jìn)，長(zhǎng)江、珠江三角洲等地區(qū)液化天然氣的進(jìn)口；正在施工和籌劃中的"西氣東輸"（計(jì)劃2004年建成供新疆、甘肅、寧夏、陜西、山西、河南、安徽、江蘇、上海等九個(gè)省市。）、"俄氣南供"（計(jì)劃2007年建成供東北三省及環(huán)渤海地區(qū)的北京、天津、河北、山東等七省市。）等，我國(guó)天然氣的發(fā)展前景喜人。    

天然氣是一種非常有發(fā)展前景的清潔優(yōu)質(zhì)能源。隨著天然氣開采量的不斷豐富和用量的不斷擴(kuò)大，天然氣的集、輸將占重要的地位。    

為了更加方便的集、輸天然氣，人們用降溫和壓縮的方法將氣態(tài)天然氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)天然氣，即液化天然氣。液化天然氣（LNG）作為無公害能源，被當(dāng)作燃料廣泛應(yīng)用在火力發(fā)電站和城市煤氣等建設(shè)上。目前，液化天然氣除了采用車載液化天然氣和車載壓縮天然氣兩種比較靈活的輸送方式外，更多的將是采用輸送管路，把從液化天然氣基地輸送來的液化天然氣，通過接受管道儲(chǔ)藏在液化天然氣罐（有地上式和地下式兩種）中，然后通過泵升壓到規(guī)定壓力，送入汽化器，在汽化器中液化天然氣被強(qiáng)制汽化，再由送氣設(shè)備送入用戶（發(fā)電站、工廠及家庭）。   作為燃料，液化天然氣在火電站、城鎮(zhèn)燃?xì)饨ㄔO(shè)中所占比例加重，隨之液化天然氣閥門的需求量也加大。作為閥門生產(chǎn)企業(yè)，抓住時(shí)機(jī)，審時(shí)度勢(shì)，研制、開發(fā)液化天然氣閥門，其前景大有可為。    

由于液化天然氣是可燃的（在大氣壓下為-162℃的低溫），其供給源基地的規(guī)模很大，加之各種機(jī)器和設(shè)備是大型的，管路也是大口徑的。故，閥門從接收管路等大口徑閥到送出管路等小口徑閥，其口徑、壓力等種類均是多種多樣的。企業(yè)研制、開發(fā)液化天然氣閥門，應(yīng)遵循三條原則：一是了解液化天然氣的特征；二是了解液化天然氣用閥門的特征及材料要求；三是了解液化天然氣閥門的發(fā)展方向(決策開發(fā)、研制的具體產(chǎn)品)。 

1．液化天然氣的特征：  

液化天然氣在常溫、常壓下是無色無味的氣體，如果液化的話，成為在大氣壓下有-162℃沸點(diǎn)的無色透明液體；  

 ②液化天然氣的主要成分是甲烷，其臨界溫度和臨界壓力分別為-82.1℃及45.5kg/cm2，壓力隨著溫度的上升而增高；   

液化天然氣氣化，約是原來的600倍；   

液化天然氣由于分子量小、粘度低，因而浸透性強(qiáng)，容易泄漏；  

液化天然氣產(chǎn)生的水分會(huì)凍結(jié)并形成激凌狀的硬塊。

2．液化天然氣用閥門的特征及材料要求：  

 1） 由于液化天然氣在大氣壓下為-162℃的低溫，故所用閥門的共同特征是“低溫”。 

①由于液化天然氣閥門的閥體長(zhǎng)期承受介質(zhì)溫度反復(fù)變化產(chǎn)生的溫變應(yīng)力和連接管道引起的附加應(yīng)力的總載荷，其強(qiáng)度要求要高； 

 ②液化天然氣閘閥、截止閥、球閥、蝶閥的閥蓋要求根據(jù)不同的使用溫度設(shè)計(jì)成便于保冷的長(zhǎng)頸閥蓋結(jié)構(gòu)，以保證填料函底部的溫度保持在0℃以上；（注：長(zhǎng)頸閥蓋的長(zhǎng)頸部分應(yīng)有足夠的厚度；閘閥、截止閥等低溫閥門要求設(shè)置上密封；閥體和閥蓋接頭要求采用螺栓、焊接或管接頭，不允許采用螺紋連接。）   

③對(duì)進(jìn)出兩端均能密封的液化天然氣閥門，要求設(shè)置防止中腔異常升壓的降壓孔、降壓通道（或采取其它泄壓方式），降壓孔要求設(shè)置在進(jìn)口端； 

④液化天然氣閥門的密封副要求設(shè)計(jì)成金屬對(duì)金屬或金屬對(duì)軟密封面。如采用軟密封面則要求由金屬閥座支承，以避免軟密封閥座產(chǎn)生冷流變形； 

⑤液化天然氣閥門，在閥瓣（截止閥的閥瓣要求設(shè)計(jì)成錐面或球面密封結(jié)構(gòu)）和閥體的密封面上堆焊硬質(zhì)合金要求符合JB/T6438標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。使用溫度低于-100℃時(shí)，堆焊后要求 進(jìn)行深冷處理（即在研磨前浸在-196℃的液氮中保冷2~6小時(shí)后取出自然處理，然后研磨裝配）； 

⑥液化天然氣閥門的填料函，要求采用帶有中間金屬隔離環(huán)的二重填料結(jié)構(gòu)；  

⑦液化天然氣閥門的填料，其工作條件復(fù)雜，一旦失去彈性，介質(zhì)泄漏，閥桿被凍結(jié)，就會(huì)導(dǎo)致卡死現(xiàn)象。故要求采用組合填料；  

⑧液化天然氣閥門要求設(shè)計(jì)成防靜電結(jié)構(gòu)，以保證閥門各部件間能導(dǎo)電。   

2）液化天然氣閥門用材料按工作溫度及材料性能，要求符合： 

①在工作溫度下，不產(chǎn)生低溫脆性破壞；  

②在工作溫度下，其組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；（用于-100℃以下的液化天然氣閥門，其閥體、閥蓋、閥瓣、閥座、閥桿等零件在精加工前要求進(jìn)行深冷處理。）  

③采用焊接結(jié)構(gòu)時(shí)，焊接性能及低溫下焊縫的可靠性；   

④在低溫工況下頻繁操作，其內(nèi)件材料無卡阻、咬合及擦傷等現(xiàn)象。 

液化天然氣閥門主要零件材料推薦表

注：低溫鋼鑄件要求按JB/T7248的規(guī)定；銅合金鑄件按GB12225的規(guī)定。 液化天然氣閥門的材料非常重要，材質(zhì)不合格，會(huì)造成殼體及密封面的外漏或內(nèi)漏；零部件的綜合機(jī)械性能、強(qiáng)度和鋼度滿足不了使用要求甚至斷裂。導(dǎo)致液化天然氣介質(zhì)泄漏引起爆炸。因此，在開發(fā)、設(shè)計(jì)、研制液化天然氣閥門的過程中，材質(zhì)是首要關(guān)鍵的問題。

3．了解液化天然氣閥門的發(fā)展方向（決策開發(fā)、研制的具體產(chǎn)品），   從經(jīng)濟(jì)和實(shí)際應(yīng)用方面來看，液化天然氣閥門：    

1）以全開全閉為主的，主要采用閘閥、蝶閥和球閥。由于閘閥的閘板是撓性的，而且有壓力排放孔，故從閥門的出口側(cè)，隨著壓力的增高，泄漏量增大（這也是液化天然氣閘閥的宿命），但其液化天然氣高壓系統(tǒng)（300磅級(jí)）通常還是使用閘閥。蝶閥，由于使用量不斷增加，用戶很熟悉，消除了初期使用的不安全感。但蝶閥只能用于低壓系統(tǒng)（150磅級(jí)）的管路上。球閥，由于操作時(shí)間短，介質(zhì)阻力小，通常使用在能有效發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)的常溫系統(tǒng)管路上。    

2）以調(diào)節(jié)流量為主的，主要是蝶閥、截止閥和針閥。一般說來，在液化天然氣大口徑、低壓管路上，通常使用蝶閥。截止閥，易操作，適用于小口徑的管路上，但閥前、后的壓差大。針閥，在需要做微小流量調(diào)節(jié)的情況下使用。   

3）以防止逆流為主的，主要是止回閥。通常公稱通徑＜DN40mm，使用升降式止回閥；公稱通徑＞DN50mm，使用旋啟式止回閥；在更大口徑的管路上，使用特殊的扇門分開式止回閥。 液化天然氣閥門，在許多情況下都允許采用在介質(zhì)工作溫度下不失強(qiáng)度的一般結(jié)構(gòu)，但必須要求采用那些在介質(zhì)工作溫度下具備必要強(qiáng)度特性的材料來制造。   

隨著天然氣開采、集、輸、供給源基地的擴(kuò)大，液化天然氣閥門的需求量將越來越大。在眾多液化天然氣閥門品種中，其球閥（操作時(shí)間短，介質(zhì)阻力�。┖徒刂归y（適用于流量的一般調(diào)整，切斷性能好）又是性能較佳、使用最多的。針對(duì)這一特點(diǎn)，開發(fā)液化天然氣球閥和截止閥其前景最樂觀。（建議：開發(fā)、研制公稱壓力PN1.6~6.4Mpa，公稱通徑DN25mm~400mm的 液化天然氣球閥和截止閥。）