【正文】 加廣泛，閥門的使用也更加頻繁和普及，應(yīng)用領(lǐng)域也將更加廣泛。 止回閥是煉油廠系統(tǒng)管路中一個(gè)十分重要的部件，止回閥的安裝位置、結(jié)構(gòu)參數(shù)和關(guān)閉 曲線對供熱系統(tǒng)的安全性和叮靠性有很大影響。如果止回閥使用得當(dāng)；能夠起到冰錘防護(hù) 的作用；但是如果使用不當(dāng)，不僅不能對供熱設(shè)備起到保護(hù)作用，而且會(huì)在系統(tǒng)管線中引起很大的 事故。因此對止回閥在供熱系統(tǒng)中的防水錘作用進(jìn)行研究具有很重要的實(shí)際 意義和學(xué)術(shù)意義。 從流體瞬變運(yùn)動(dòng)的角度看；對于止回閥的要求下只在動(dòng)力中斷時(shí)能夠開啟或關(guān)閉，而且應(yīng)根據(jù)管路中的流動(dòng)狀況對啟閉速度有一定的要求。不適當(dāng)?shù)膯㈤]速度將引起系統(tǒng)管路中的壓力突然升高或下降，當(dāng)壓力的上升值足夠大時(shí)就會(huì)引起管子的破裂。為保證系統(tǒng)安全，必須合理選擇止回閥的結(jié)構(gòu)形式和關(guān)閉曲線，使其起到防水錘的作用。本文研究了止回閥在供熱系統(tǒng)中的防水錘作用，建立了止回閥啟閉時(shí)的邊界條件，分析了普通止回閥的缺陷和防水錘止回閥的特性，研究了優(yōu)化 關(guān)閉特性消除水錘和防止水泵倒轉(zhuǎn)的機(jī) 理，得出有實(shí)際意義的結(jié)論，對于在系統(tǒng)管路中正確選擇和使用止回閥具有指導(dǎo)意義。 從產(chǎn)品情況來看，我國閥門行業(yè)目前已經(jīng)能生產(chǎn)十幾大類產(chǎn)品，如閘閥、截止閥、球閥、蝶閥、安全閥、止回閥、節(jié)流閥、旋塞閥、減壓閥等。但是低層次、小規(guī)模、家庭作坊式企業(yè)占據(jù)大多數(shù)。由于重復(fù)建設(shè)，技術(shù)投資，引進(jìn)不夠，我國大部分閥門企業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品仍然停留在大眾的層面，而高溫高壓和關(guān)鍵裝置上需要的閥門依然依賴進(jìn)口。 隨著國家宏觀調(diào)控政策的不斷加強(qiáng)，能源，冶金，化工等行業(yè)的投資減少，閥門行業(yè)低端產(chǎn)品供大于求的局 面已經(jīng)顯露出來。閥門企業(yè)的經(jīng)營步入惡性價(jià)格競爭時(shí)期。出現(xiàn)這種局面的根本然因業(yè)內(nèi)人事分析認(rèn)為，雖然閥門產(chǎn)品相對于電子等產(chǎn)品而言，技術(shù)含量比較低，但其對于材料的合理選配，工藝的科學(xué)應(yīng)用都對閥門的安全使用起到關(guān)鍵作用，而這些都會(huì)增加企業(yè)生產(chǎn)成本。眼下，閥門行業(yè)價(jià)格戰(zhàn)越演越烈，使得一些飽受價(jià)格戰(zhàn)之苦的企業(yè)，為了降低成本，他們根本不考慮產(chǎn)品材質(zhì)，從眼前利益看，也許暫時(shí)贏得了市場占有率，但是換來的卻是企業(yè)信譽(yù)度降低。反之，注重前言 第 3 頁 （ 共 36 頁 ） 產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)的投資，雖然產(chǎn)品成本高了，價(jià)格高了，一時(shí)在市場占有率上特別是新開發(fā)的市場上失寵 ，但是，經(jīng)過客戶比較，認(rèn)為高質(zhì)量的產(chǎn)品，雖然一次性采購成本高，但綜合成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于低價(jià)格的普通產(chǎn)品。 止回閥的發(fā)展現(xiàn)狀 和發(fā)展趨勢 國外閥門行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r 大約在 50 年代以前，國外不少國家就形成了獨(dú)立的閥門專業(yè)及其行業(yè)體系，有了閥門行業(yè)組織或閥門專業(yè)學(xué)術(shù)組織。歐、美、英等國有閥門行業(yè)協(xié)會(huì)；日本有閥門工業(yè)會(huì)和閥門研究會(huì)；東歐和前蘇聯(lián)有專門的閥門設(shè)計(jì)研究院所。這些閥門行業(yè)和專業(yè)組織，都是為了提高生產(chǎn)技術(shù)和對外競爭的需要而組建起來的。國外對閥門研究工作十分重視，研究機(jī)構(gòu)較多，大多都在公司內(nèi)部直接設(shè)置研發(fā) 部門，主要有二種類型，一種是集中模式，由中央閥門制造設(shè)計(jì)研究院進(jìn)行閥門行業(yè)的技術(shù)歸口管理，負(fù)責(zé)全行業(yè)的規(guī)劃編制、新產(chǎn)品設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、產(chǎn)品與新工藝的試驗(yàn)研究等各項(xiàng)工作，另一種是以本公司的產(chǎn)品和發(fā)展為對象進(jìn)行開發(fā)研究。這些機(jī)構(gòu)著重于閥門的設(shè)計(jì)與基礎(chǔ)理論、新材料、新工藝、產(chǎn)品性能、可靠性及標(biāo)準(zhǔn)化的研究工作，特別是高參數(shù)和特殊工況閥門產(chǎn)品的研究。在重視技術(shù)上的交流和學(xué)術(shù)活動(dòng)的同時(shí)，也十分注意課題與機(jī)構(gòu)的保密性。研究機(jī)構(gòu)具有為提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能的試驗(yàn)檢測裝置，并采用先進(jìn)的測試手段，設(shè)計(jì)采用有限元分析法 和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等。目前國外閥門的科研特點(diǎn)，概括起來說有如下幾項(xiàng)：試驗(yàn)研究與新產(chǎn)品開發(fā)密切結(jié)合；內(nèi)部研究課題與引進(jìn)國外技術(shù)密切結(jié)合；重視高新技術(shù)在閥門上的應(yīng)用研究，重視高參數(shù)和特殊工況閥門的試驗(yàn)研究，重視閥門基礎(chǔ)理論的研究工作，重視現(xiàn)場試驗(yàn)與改進(jìn)工作。閥門標(biāo)準(zhǔn)在促進(jìn)國際貿(mào)易、規(guī)范市場、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等方面都起到積極的作用，工業(yè)發(fā)達(dá)國家非常重視閥門產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化工作。目前的國際閥門標(biāo)準(zhǔn)化組織主要有：ISO／ TCl53 閥門， TCl85 安全閥減壓裝置，另外有 ISOfrc67，負(fù)責(zé)石油井口設(shè)備和石油天然氣工業(yè)長輸管 線閥門， ISO／ TC65，負(fù)責(zé)工業(yè)控制系統(tǒng)中作為最終控制元件的閥門， IS0／ 38，襯里材料為塑料的閥門。 isofrCl53 組織全稱 “閥門 (Valve)”，主要任務(wù)是在國際范圍內(nèi)開展工業(yè)用閥門和蒸汽疏水閥的標(biāo)識(shí)、術(shù)語、質(zhì)量、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)以及閥門傳動(dòng)裝置的標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)。 ISO／ TCl53 技術(shù)委員會(huì)現(xiàn)有成員 48 個(gè)。 ISO／ TCl53 下設(shè)兩個(gè)分技術(shù)委員會(huì)， TCl53／ SCl 和 TCl53／ SC2。 TCl53／ SCl 分委會(huì)的止回閥的設(shè)計(jì)與分析 第 4 頁 （ 共 36 頁 ） 名稱為 “設(shè)計(jì)、制造、標(biāo)志和試驗(yàn) (Design， manufacmre， marking and testing)”，共有成員 31個(gè)， TCl53／ SC2分委會(huì)名稱為 “閥門傳動(dòng)附件 (Valve actua． tot attachment) ”，共有成員 24 個(gè)。國外市場近幾年十分活躍，競爭相當(dāng)激烈。東亞和東南亞的閥門進(jìn)出口增長迅速，北美和歐共體等發(fā)達(dá)國家間的市場貿(mào)易持續(xù)發(fā)展，德國、意大利、日本、中國等國家和地區(qū)的出口擴(kuò)大，美國、英國、法國等國家進(jìn)口的高速增長，形成了國際閥門市場繁榮的支撐點(diǎn)，再者，由于世界經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步國際化，跨國公司將不斷推動(dòng)國際閥門市場的發(fā)展，國際貿(mào)易地區(qū)化成為另一大特點(diǎn)。據(jù) Mcllvaine、 Sindustrial valves world markets 報(bào)告，世界閥門市場的銷售總額將從 2021 年的 430 億美元達(dá)到2021 年的 530 億美元，報(bào)告稱銷售額的增長主要依賴于新興市場的需求及工業(yè)的增長，目前閥門行業(yè)產(chǎn)能高度分散，世界上排名前 20 位的閥門銷售企業(yè)的銷售份額只占到銷售總額的 25％，其余的銷售份額都被一些中小公司占領(lǐng)。 國內(nèi)閥門行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 受宏觀經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)，近年來我國閥門行業(yè)得到快速發(fā)展。據(jù)中國通用機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)， 2021 年我國閥門行業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值 725． 1 億元，同比 增長 35． 56％；銷售收入 700． 95 億元，同比增長 33． 7％；利潤總額 45． 33 億元，同比增長 42． 79％。但是我國閥門行業(yè)與國外仍然有較大差距，據(jù)國外有關(guān)組織統(tǒng)計(jì)，工業(yè)發(fā)達(dá)國家閥門的產(chǎn)值超過壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)和水泵三者產(chǎn)值的總和，約占整個(gè)機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值的 5％。但是在我國，閥門產(chǎn)值只占到整個(gè)機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值的 1％左右 (101。國內(nèi)目前閥門行業(yè)的狀況是： 2021 年全行業(yè)企業(yè)數(shù) 1308 個(gè)，其中合資企業(yè) 11 個(gè)?？蒲性核袡C(jī)械工業(yè)合肥通用機(jī)械研究院、沈陽閥門研究所以及 12 個(gè)廠辦研究所，職工人數(shù) 181． 5 萬人，其中工程技術(shù)人數(shù) 9200 人，工業(yè)總產(chǎn)值 100 億，工業(yè)增加值 3 億，固定資產(chǎn)原值 6212億，凈值 4015 億，銷售收入 9111 億，利稅總額 714 億，其中利潤總額 213 億。全員勞動(dòng)生產(chǎn)率 17297 元／人，主要出口交貨值 115 億，機(jī)械系統(tǒng)閥門協(xié)會(huì)會(huì)員企業(yè) 167家，其中合資企業(yè) 5 個(gè)，科研院所 7 個(gè)，職工人數(shù) 81 萬人，其中工程技術(shù)人員 5500人。根據(jù) 2021 年對閥門行業(yè)內(nèi)的會(huì)員單位統(tǒng)計(jì)，全行業(yè)共有規(guī)模以上會(huì)員單位 122個(gè)，占全行業(yè)企業(yè)總數(shù)的 16． 9％， 共完成工業(yè)總產(chǎn)值 64． 23 億元，占全行業(yè)的 29． 8％，實(shí)現(xiàn)銷售收入 62． 06 億元，占 全行 業(yè)的 29． 2％，利潤總額 2． 56 億元，占全行業(yè)的 21． 3％，完成出口交貨值 8． 53 億元，占全行業(yè)的 15． 7％，新產(chǎn)品產(chǎn)值 8． 98億元，占全行業(yè)的 73． 1％。隨著 “十五 ”末期閥門市場和行業(yè)內(nèi)部的前言 第 5 頁 （ 共 36 頁 ） 各種發(fā)展變化，閥門股份和私營企業(yè)增加，閥門生產(chǎn)水平提高，閥門產(chǎn)量大幅度增長。閥門的市場成套率、成套水平和成套能力都有較大提高。據(jù)國外有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測，我國的閥門市場將超過 500 億元。巨大的市場需求為中國閥門行業(yè)健康快速發(fā)展提供了有利條件，電力、石油和天然氣、石油化學(xué)工業(yè)、煤制油、水利建設(shè)、城市供水等需要大量閥門產(chǎn)品。 (1)國家計(jì)劃到 “十一 五 ”末期我國電力工業(yè)裝機(jī)容量將達(dá) 6億 KW， 2020 年預(yù)計(jì)全國裝機(jī)容量 9 億 KW。按照這一規(guī)劃目標(biāo)， “十一 五 ”期間每年新增裝機(jī) 3000 萬 KW 以上。平均每年投資 5000 億元以上。煤電將主要開發(fā)高效、低污染的大型機(jī)組， 60 萬 KW 超超臨界機(jī)組將成為火電的主力機(jī)組。核電站建設(shè)也需要大量閥門產(chǎn)品，國家已批準(zhǔn)廣東、浙江兩套百萬千瓦核電站建設(shè)項(xiàng)目，預(yù)計(jì)今后平均每年要建設(shè) 2—3 套百萬千瓦核電站。石油和天然氣作為重要的一次能源越來越得到國家的重視。所以未來 10 年中，將有 2 萬多公里的輸油管線要建設(shè)，其中包括俄 羅斯、哈薩克斯坦等跨國輸油管線。 (2)天然氣是清潔能源，國家計(jì)劃繼 “西氣東輸 ”之后，還要建設(shè) 2 萬多公里的跨國輸氣管線和支線；這些工程項(xiàng)目大約需要 2 萬多只大口徑管線球閥和中小口徑球閥、平板閥。 (3)石油化學(xué)工業(yè)將會(huì)繼續(xù)保持穩(wěn)定、快速發(fā)展。 (4)煤直接液化是解決我國石油資源不足的重要途徑。全國 14 個(gè)產(chǎn)煤省市也要上煤直接液化制取石油，很有可能形成一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)。由于煤直接液化工藝介質(zhì)工作溫度高、壓力高、固體顆粒含量高，對閥門有很高的要求。 (5)未來 10 年，南水北調(diào)工程總投資 5000 億元，也需要大量閥門。 (6)今后冶 金行業(yè)以節(jié)能降耗、減少環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn) “綠色制造 ”為投資重點(diǎn)。預(yù)計(jì)到 2020 年我國鋼產(chǎn)量達(dá) 3 億 t，閥門的需求量非常巨大。 2. 止回閥簡介及應(yīng)用 圖 1 升降式止回閥 止回閥的設(shè)計(jì)與分析 第 6 頁 （ 共 36 頁 ） 止回閥 (check valve)：止回閥又稱逆止閥或單向閥，其作用是防止管路中的介質(zhì)倒流。水泵吸水關(guān)的閥底也屬于止回閥類。 啟閉件靠介質(zhì)流動(dòng)和力量自行開啟或關(guān)閉，以防止介質(zhì)倒流的閥門叫止回閥。止回閥屬于自動(dòng)閥類，主要用于介質(zhì)單向流動(dòng)的管道上，只允許介質(zhì)向一個(gè)方向流動(dòng)，以防止發(fā)生事故 止回閥是用來防止管道或設(shè)備中介質(zhì)倒流的一種閥門。它利用流體的動(dòng)能而開啟。在系統(tǒng)管路中，止回閥常安裝在泵的出口、以及其它不允許流體反向流動(dòng)的地方。選擇合適 的止回閥型式對進(jìn)行水錘防護(hù)有很大的影 響，例如泵站中大量的水錘事故是與泵出口裝設(shè) 的止回問有關(guān)的。事故停泵后水流通過京開始倒流，在倒泄水流的作用下，止回閥迅速關(guān) 閉，如果止回閥由于故障或支座摩阻及其慣性的影響，止回閥有可能滯后于開始倒流的時(shí)間，即在倒流量增至一定值，甚至在最大倒流量的瞬間迅速關(guān)閉，則能在止回閥處產(chǎn)生非 常大的壓力。止回閥閥瓣在流速為零時(shí)關(guān)閉完畢是關(guān)閉的最佳狀態(tài)，要在流速為零時(shí)完成 閥瓣關(guān)閉是不太可能的。一般認(rèn)為，只要在零流量附近關(guān)閉完畢就是正常的。 在系統(tǒng)管路中，為了減小事故停泵水錘，可以在循環(huán)水泵的壓水管和吸水管之間 設(shè)置 一帶止回閥的泄壓旁通管。在循環(huán)水泵運(yùn)行時(shí)，由于水泵出水側(cè)水壓高于吸水側(cè)的水 壓，止回閥呈關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)突然停泵的瞬間，泵出水側(cè)壓力急劇降低，而吸水側(cè)壓力則大 幅度增高，在此壓差作用下，循環(huán)水泵吸水側(cè)管路中的水即推開止回閥至泵出水側(cè)的管網(wǎng)系統(tǒng)，從而降低了吸水側(cè)管網(wǎng)中壓力增高的幅度；減少和防止了水錘的危害。裝置在泄壓 旁通管上的止回閥應(yīng)選用阻力較小、開啟靈活的產(chǎn)品。泄壓旁通管的管徑越大對減小水錘 越有力，可以根據(jù)規(guī)定的壓力界限，通過瞬變計(jì)算，確定經(jīng)濟(jì)的管徑。 閥門的型號(hào)編制方法 止回閥應(yīng)用及簡介 第 7 頁 （ 共 36 頁 ） 閥門由閥門類型，驅(qū)動(dòng)方 式，連結(jié)形式，結(jié)構(gòu)形式，密封面材料或忖里材料類型，公 稱 壓 力 代 號(hào) 或 工 作 溫 度 下 的 工 作 壓 力 ， 閥 體 材 料 七 部 分 表 1 閥門類型代號(hào) 閥門類型 安全閥 蝶閥 隔膜閥 止回閥 截止閥 排污閥 節(jié)流閥 球閥 疏水閥 柱塞閥 旋塞閥