《环保设备》 管道、沟渠、阀门

1、1.2 管道、沟渠、 阀门 管道的分类1、钢管：（1）焊接钢管，主要用于输送低压流体、制造各种结构件等。（2）无缝钢管，能耐受比较高的压力（如低中压锅炉用）2、铸铁管：（1）球墨铸铁管，适用于给水及燃气等压力流体输送。（2）排水用灰口铸铁管，适用于输送雨水、废水和污水以及城镇、工业、企业排水。3、铜管4、波纹金属软管：由不锈钢波纹管、网丝套和接头组成，主要用于管路和设备中间的软连接，补偿相对位移。5、钢筋混凝土管6、塑料管：聚氯乙稀管（PVC-U），主要用于建筑排水；聚乙烯管（PE），主要用于建筑给水；聚丙烯管（PP） ），主要用于建筑给水；ABS工程塑料管，用于输送腐蚀液体，也可用于食品、医

2、药、纯水制备等。7、钢塑复合管：由钢管做基材，用卫生无毒的乙烯丙稀共聚物、聚乙烯、环氧粉末、聚丙烯管做内涂或内衬防腐层（既有强度、又防腐）。8、铝塑复合管：由中间铝管、内外层聚乙烯之间的热溶胶共挤复合而成。9、玻璃钢管、玻璃钢/塑料复合管：适用于地下埋设管线。 重力流污水管道应按非满流计算，其最大设计充满度，应按表4.2.4的规定取值。 排水管道的最大设计流速，宜符合下列规定： 1 、金属管道为10.0ms。 2 、非金属管道为5.0ms。 排水明渠的最大设计流速，应符合下列规定：1、 当水流深度为0.41.0m时，宜按表4.2.6的规定取值。 2 、当水流深度在0.41.0m范围以外时，表4

3、.2.6所列最大设计流速宜乘以下列系数： h0.4m 0.85； 1.0h2.0m 1.25； h2.0m 1.40。 注：h为水流深度。 排水管渠的最小设计流速，应符合下列规定： 1 污水管道在设计充满度下为0.6ms。2 雨水管道和合流管道在满流时为0.75ms。3 明渠为0.4ms。污水厂压力输泥管的最小设计流速，可按表4.2.8的规定取值。 排水管道采用压力流时，压力管道的设计流速宜采用0.72.0ms。排水管道的最小管径与相应最小设计坡度，宜按表4.2.10的规定取值。 阀门 阀门可定义为管道中截断、接通流体（含粉体）通路或改变流体流向、流量及压力值的装置，它具有导流、截断、调节、节

4、流、防止倒流、分流或卸压等功能。阀门的传动方式有：手动、气动、电动、液动及电磁动等。 阀门的分类一、按用途和作用分类，包括：截断阀类-主要用于截断或接通介质流。包括闸阀、截止阀、隔膜阀、球阀、旋塞阀、碟阀、柱塞阀、球塞阀、针型仪表阀等。调节阀类-主要用于调节介质的流量、压力等。包括调节阀、节流阀、减压阀等。止回阀类- 用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。分流阀类-用于分离、分配或混合介质。包括各种结构的分配阀和疏水阀等。安全阀类- 用于介质超压时的安全保护。包括各种类型的安全阀。 二、按主要参数分类1）按压力分类真空阀 工作压力低于标准大气压的阀门。低压阀 公称压力PN小于1.6MPa的阀

5、门。中压阀 公称压力PN2.5-6.4MPa的阀门。高压阀 公称压力PNl0.080.0MPa的阀门。超高压阀 公称压力PN大于100MPa的阀门。2）按介质温度分类高温阀 t大于450的阀门。中温阀 t大于120、小于450的阀门。常温阀 t大于-40、小于120的阀门。低温阀 t大于-100、小于-40的阀门。超低温阀 t小于-100的阀门。 3）按阀体材料分类非金属材料阀门：如陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀门。金属材料阀门：如铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门、钛合金阀门、蒙乃尔合金阀门、铸铁阀门、碳钢阀门、铸钢阀门、低合金钢阀门、高合金钢阀门。金属阀体衬里阀门：如衬铅阀门、衬塑料阀门、衬

6、搪瓷阀门。4）通用分类法这种分类方法既按原理、作用又按结构划分，是目前国际、国内最常用的分类方法。一般分闸阀、截止阀、节流阀、仪表阀、柱塞阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、止回阀、减压阀、安全阀、疏水阀、调节阀、底阀、过滤器、排污阀等。阀门的主要性能参数表示阀门的主要性能参数为公称压力、公称通径、工作压力和工作温度。 1. 公称压力公称压力系指阀门在指定温度下允许的工作压力，本书的压力单位为MPa。对用于介质工作温度450的碳钢阀门，公称压力用PN数值(公称压力值)表示，如PNl.6(16), 表示公称压力为1.6MPa，括号内的数值为相应于常用单位的压力值，即 16bar16kgfcm2。对用

7、于温度450的合金钢阀门，公称压力用P数值（工作温度/10）数值(工作压力)表示，如P5417(170)，表示工作温度为540，工作压力为17MPa，括号内的数值为相应于常用单位的压力值，即170bar170kgfcm2。2. 公称通径公称通径为表征阀门口径的名义内径，以DN表示，单位为mm。3. 工作压力和工作温度工作压力为阀门在适用介质温度下的压力，工作温度为阀门在适用介质下的温度。典型阀门介绍闸阀图1-18楔式闸阀 闸阀动画演示闸阀动画演示2 结构及工作原理闸阀的阀体内有一平板（闸板），平板的运动方向与流体方向相垂直，平板升起时阀即开启。楔式闸阀的密封面与垂直中心成一角度，闸板的两个密封

8、面形成楔形，楔形角随闸门参数而异，通常为5度，介质温度不高时为2度52分；平行式闸阀的密封面与垂直中心平行。一般楔式大多制造成单闸板，平行式闸阀两密封面是平行的，大多制造成双闸板。从结构上讲平行式比楔式闸阀易制造，好修理，不易变形，但不适用于输送含有杂质的介质，只能用于输送一般的清水。后来又发展了一种弹性闸板，闸板是一整块的，由于密封面制造、研磨要求较高，适用在较高温度下，多用于粘性较大的介质，在石油、化工应用较多。 特点 闸阀具有以下优点：(1)闸阀的密封性能较截止阀好。(2)开闭较省力。(3)介质流向不受限制，不扰流，不降低压力。 (4)形体简单，结构长度短，制造工艺性好，适用范围广。楔式

9、单闸板闸阀较弹性闸阀结构简单，在较高温度下密封性能不如弹性或双闸板闸阀好，适用于易结焦的高温介质。闸阀的缺点如下：(1) 结构较截止阀复杂，密封面之间易引起冲蚀和擦伤，维修比较困难。(2)外性尺寸较大，开启需要一定的空间，开阀时间长。 图1-19 截止阀截止阀动画演示 截止阀和节流阀结构及工作原理利用装在阀杆下面的阀盘与阀体的突缘部分相配合来控制阀的启闭，称为截止阀。截止阀的启闭件是塞形的阀瓣，密封面呈平面或锥面，阀瓣沿流体的中心线作直线运动。截止阀属于强制密封式阀门，所以在阀门关闭时，必须向阀瓣施加压力，以强制密封面不泄漏。老式截止阀介质由阀瓣下方进入阀门时，操作力所需克服的阻力，是阀杆和填

10、料的摩擦力与由介质的压力所产生的推力，关阀门的力比开阀门的力大，所以阀杆的直径要大，否则会发生阀杆顶弯的故障。自密封的阀门出现以后，截止阀的介质流向就改由阀瓣上方进入阀腔，这时，在介质压力作用下，关阀门的力小，而开阀门的力大，阀杆的直径可以相应地减小；同时，在介质作用下，这种形式的阀门也较严密。所以新式截止阀的流向，一律采用自上而下。 图1-20 节流阀 节流阀 节流阀的外形结构与截止阀并无区别，只是它们启闭件的形状有所不同，具体见图1-19与图1-20。 节流阀的启闭件大多为圆锥流线型，通过它改变通道截面积而达到调节流量和压力。阀的外形尺寸小巧，重量轻，公称直径较小，一般在25毫米以下。制做

11、精度要求高，密封较好，主要用于仪表调节流量和节流用，在压力降极大的情况下作降低介质压力之用，但不适用于粘度大和含有固体颗粒的介质。该阀也可作取样用。 特点 截止阀具有以下优点： 结构简单，制造和维修比较方便。 工作行程小，启闭时间短。 密封性好，密封面间摩擦力小，寿命较长。 截止阀的缺点如下： 流体阻力大，开启和关闭时所需力较大。 不适用于带颗粒、粘度较大、易结焦的介质。 调节性能较差。 节流阀具有以下特点： 构造较简单，便于制造和维修，成本低。 调节精度不高，密封性较差。 密封面易冲蚀，不能作切断介质用。 选用特点：截止阀一般只适用于全开和全关，但也可以调节流量。截止阀的结构较闸阀简单，制造

12、、维修方便，价格便宜，应用广泛。适用于蒸汽等介质，但流体阻力较大，为防止堵塞或磨损，不适用于带颗粒和粘度较大的介质，也不宜作放空阀及低真空系统的阀门。 节流阀的外形尺寸小、重量轻、调节性能较盘形截止阀和针形阀好、但调节精度不高，由于流速较大，易冲蚀密封面。适用于温度较低、压力较高的介质，以及需要调节流量和压力的部位，如仪表调节流量和节流，也可作取样用，不适用于粘度大和含有固体颗粒的介质。不宜作隔断阀。图1-21 斜板式蝶阀 蝶阀原理动画演示 蝶 阀 蝶 阀结构及工作原理 蝶阀的启闭件是一个圆盘形的蝶板，在阀体内绕其自身的轴线旋转，从而达到启闭或调节的阀门叫蝶阀。蝶阀的结构见图1-21。蝶阀全开

13、到全关通常是小于900 ，蝶阀和蝶杆本身没有自锁能力，为了蝶板的定位，要在阀杆上加装蜗轮减速器。采用蜗轮减速器，不仅可以使蝶板具有自锁能力，使蝶板停止在任意位置上，还能改善阀门的操作性能。工业专用蝶阀的特点能耐高温，适用压力范围也较高，阀门公称通径大，阀体采用碳钢制造，阀板的密封圈采用金属环代替橡胶环。大型高温蝶阀采用钢板焊接制造，主要用于高温介质的烟风道和煤气管道。分类蝶阀按结构形式可分为偏置板式、垂直板式、斜板式和杠杆式。按密封形式可分为软密封型和硬密封型两种。 软密封型一般采用橡胶环密封，硬密封型通常采用金属环密封。按连接型式可分为法兰连接和对夹式连接；按传动方式可分为手动、齿轮传动、气

14、动、液动和电动几种。法兰连接方式对夹式连接方式特点 蝶阀的优点如下： 1)启闭方便迅速、省力，流体阻力小，可以经常操作。 2)结构简单，体积小，重量轻（特别适合要求阀门结构长度短的场合 ）。 3)可以运送泥浆，在管道口积存液体最少。 4)低压下，可以实现良好的密封。 5)调节性能好。 蝶阀的缺点如下： 1)使用压力和工作温度范围小。 2)密封性较差。 选用特点：蝶阀与相同公称压力等级的平行式闸板阀比较，其尺寸小、重量轻、开闭迅速、具有一定的调节性能，适合制成较大口径阀门，由于密封结构及材料尚有问题，故该种阀门只适用于低压，用来输送水、空气、煤气等介质。旋启式止回阀的结构 升降式止回阀的结构蝶式

15、止回阀的结构旋启式止回阀动画演示 升降式止回阀动画演示蝶式止回阀动画演示止回阀止回阀结构及工作原理启闭件靠介质流动的力量自行开启或关闭，以防止介质倒流的阀门叫止回阀。止回阀是一种自动开闭的阀门，在阀体内有一阀盘或摇板，当介质顺流时，阀盘或摇板即升起打开；当介质倒流时，阀盘或摇板即自动关闭，故称为止回阀。由于结构不同又分升降式和旋启式两大类。升降式止回阀的阀盘，是垂直于阀体通道作升降运动，一般应安装在水平管道上，立式的升降式止回阀应安装在垂直管道上，旋启式止回阀的摇板是围绕密封面作旋转运动，一般应安装在水平管道上，对小口径管道也可安在垂直管道上(要注意水锤不能太大)。止回阀主要用于介质单向流动的

16、管路上，只允许介质向一个方向流动，以防止发生事故。分类 止回阀按结构划分，可分为升降式止回阀、旋启式止回阀和蝶式止回阀三种。 升降式止回阀可分为立式和卧式两种。旋启式止回阀分为单瓣式、双瓣式和多瓣式三种。蝶式止回阀为直通式，以上几种止回阀在连接形式上可分为螺纹连接、法兰连接和焊接三种。选用特点 止回阀一般适用于清净介质，对有固体颗粒和粘度较大的介质不适用。（什么管路必需安装止回阀？） 升降式止回阀较旋启式止回阀的密封性好，流体阻力大。卧式的宜装在水平管线上，立式的应装在垂直管线上。 旋启式止回阀，不宜制成小口径阀门。它可装在水平、垂直或倾斜的管线上，如装在垂直管线上，介质流向应由下至上。 特殊

17、止回阀鸭嘴式止回阀鸭嘴式止回阀动画演示隔膜阀特点结构及工作原理 隔膜阀出现于20世纪20年代，是一种特殊形式的截断阀。它的启闭件是一块用软质材料制成的隔膜，夹于阀体与阀盖之间,把阀体内腔与阀盖内腔及驱动部件隔开，故称隔膜阀。隔膜中间突出部分固定在阀杆上，阀体内衬有橡胶，由于介质不进入阀盖内腔，因此无需填料箱。图1-23 隔膜阀结构图分类 隔膜阀按结构形式可分为：屋脊式、直流式、截止式、直通式、闸板式和直角式六种；连接形式通常为法兰连接； 按驱动方式可分为手动、电动和气动三种，其中气动驱动又分为常开式、常闭式和往复式三种。特点 1、最突出特点是隔膜把下部阀体内腔与上部阀盖内腔隔开，使位于隔膜上方

18、的阀杆、阀瓣等零件不受介质腐蚀，省去了填料密封结构，且不会产生介质外漏。 2、采用橡胶或塑料等软质密封材料制作的隔膜，密封性较好。由于隔膜为易损件，应视介质特性而定期更换。 3、受隔膜材料限制，隔膜阀适用于低压和温度相对不高的场合。 选用特点隔膜阀结构较简单，便于检修，流体阻力小，适用于输送酸性介质和带悬浮物的介质，但由于橡胶隔膜的材质，不适用于温度高于60及有机溶剂和强氧化剂的介质。 图 1-24球阀 球阀动画演示球阀和旋塞阀球阀和旋塞阀结构及工作原理球阀的启闭件是一个有孔的球体，旋塞阀的启闭件是一个有孔的圆柱体，二者皆绕垂直于通道的轴线旋转，从而达到启闭通道的目的。这两种阀门主要供开启和关

19、闭管道和设备介质之用。图1-24 为球阀的结构图。球阀是利用一个中间开孔的球体作阀心，靠旋转球体来控制阀的开启和关闭，该阀也和旋塞一样可作成直通、三通或四通的，是近几年发展较快的阀型之一。 利用阀件内所插的中央穿孔的锥形栓塞以控制启闭的阀件，称为旋塞阀。由于密封面的形式不同，又分填料旋塞、油密封式旋塞和无填料旋塞。 特点 球阀和旋塞阀主要优点如下： 适合于经常操作，启闭迅速、轻便。 流体阻力小。 结构简单，相对体积小，重量轻，便于维修。 密封性能好。 不受安装方向的限制，介质的流向可任意。 无振动，噪声小。 球阀主要缺点如下： 使用温度不高。 节流性较差。 选用特点 球阀结构简单，体积小，零件

20、少，重量轻，开关迅速，操作方便，流体阻力小，其结构比闸阀截止阀简单，密封面比旋塞阀易加工且不易擦伤。适用于低温、高压及粘度大的介质，不能作调节流量用。目前因密封材料尚未解决，不能用于温度较高的介质。 旋塞阀结构简单，外形尺寸小，启闭迅速，操作方便，流体阻力小，便于制作成三通路或四通路阀门，可作分配换向用。但密封面易磨损，开关力较大。该种阀门不适用于输送高温、高压介质(如蒸汽)，只适用于温度较低、粘度较大的介质和要求开关迅速的部位，做开闭用，不宜做调节流量用。 调 节 阀 结构及工作原理调节阀的作用是用来调节介质的流量、压力和液位。其工作原理是根据调节部位信号自动控制阀门的开度，从而达到对介质流

21、量、压力和液位的调节。调节阀分电动调节阀、气动调节阀和液动调节阀等。 调节阀由电动执行机构或气动执行机构和调节阀两部分组成。调节阀通常分为直通单座式和直通双座式两种，后者具有流通能力大、不平衡力小和操作稳定的特点，所以通常特别适用于大流量、高压降和泄漏少的场合。 气动调节阀原理动画演示 调节阀的流量特性，即介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系。调节阀流量特性有三种。 (1)等百分比特性(对数) 其相对行程和相对流量不成直线关系，在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比，流量变化的百分比是相等的。所以它的优点是流量小时，流量变化小，流量大时，则流量变化也大，也就是在

22、不同开度上，具有相同的调节精度。 (2)线性特性(线性) 其相对行程和相对流量成直线关系。单位行程的变化所引起的流量变化是不变的，流量大时，流量相对值变化小；流量小时，则流量相对值变化大。 (3)抛物线特性 流量按行程的二次方成比例变化，大体具有线性和等百分比特性的中间特性。从上述三种特性的分析可以看出，就其调节性能上讲，以等百分比特性为最优，其调节稳定，调节性能好。而抛物线特性又比线性特性的调节性能好，可根据使用场合的要求不同进行选用。排灰装置排灰装置包括锁气器、排浆阀等，是除尘器装置上的一个重要部件。它不仅要保证顺利排灰，而且还要保持最大限度的气密性。它对除尘器运行及净化效率有着重大影响。

23、因为除尘器在运行中排灰口多数都是呈现负压状态，如果排灰装置失灵，就会使空气经排灰口吸入，从而破坏了除尘器流场内的气流运动，使得灰尘除不下来；或使已被除下的灰尘再次飞扬；或使排灰口堵塞，造成除尘系统瘫痪。因此除尘器在使用中的效果好坏，除决定于除尘器本身性能外，在很大程度上还取决于排灰装置的严密性。例如有的资料指出旋风除尘器排灰口漏风5，效率降低50；漏风15，效率等于零。排灰装置分为干式排灰装置和湿式排灰装置两类。（1）排灰装置选用原则选用排灰装置时应考虑所配用除尘器的型式、灰斗内的压力状况、粉尘状态（干粉或泥浆）、粉尘性质、排灰量和排灰制度。排灰装置的上方应有一定高度的灰柱或水柱，以形成灰封或

24、水封，以保证除尘器的气密性。灰封或水封高度可按下式计算：（116）（1）排灰装置选用原则为保证除尘器的气密性，对于干式除尘器应尽可能采用双层排灰阀。排灰装置的排灰量应与运输设备的能力相适应。 排灰装置的安装高度，应满足运输设备的排灰要求，并应安装在不妨碍排灰装置本身检修门、孔打开进行检修的位置。 排灰装置在排灰、泥时，应设有妥善的防止二次污染的措施。 为便于排灰装置的维护和检修，可在灰斗排灰口与排灰装置接口处设置检修闸板阀。 靠杠杆原理工作的排灰装置应垂直安装。（2）干式排灰装置圆锥式闪动阀阀板是一个帽形锥体，用钢板制成；它放在杠杆机构的顶尖上，可以自由颤动。当落灰管中的灰柱重量超过配重的定值

25、时，则将圆锥压下，灰尘卸出，随即圆锥上升堵住落灰管，这样在经常的闪动过程中起到排灰作用。这是一种周期性的间歇排灰装置。这种排灰装置适用于干燥、粘性小、凝聚弱的粉尘。使用前必须调整重锤位置，使闪动阀的落灰管保持一定高度的灰柱，灰柱的高度随除尘器排灰口处的负压值和所排灰尘的密度而定，灰封高度可按式（116）计算。图125 圆锥式闪动阀 翻板式排灰阀翻板与杠杆系统连接，固定在轴上，轴的另一端杠杆上配有平衡重锤，使翻板紧贴排灰口，在翻板上积存一定量的粉尘时，翻板被压下，粉尘被排出，然后依靠重锤作用而复位。这也是一种周期性的间歇排灰装置。 翻板式排灰阀加工方便，结构比圆锥式闪动阀简单，效果较好。它所需的

26、灰封高度可按式（116）计算。翻版式排灰阀的动画演示舌板式排灰阀舌板式排灰阀，其结构原理同翻板式排料阀相似，其舌板位置呈一倾斜角度。它必须在灰斗负压下工作。当除尘器操作时，靠灰斗内的负压将舌板紧贴管口，当阀内积尘压力大于灰斗内负压时，舌板的自重和锤重使舌板自动开启，进行排灰。灰封高度计算公式：舌板式排灰阀是一种周期性的间歇排灰装置。其特点是体形小，结构简单，加工方便，材料消耗量少，灰封比较可靠，使用单级基本上可达密封要求。卸灰阀卸灰阀为人工的排灰阀，它可以直接配置在灰斗的出口管上。星形排灰阀星形排灰阀又称回转排灰器，是一种连续输送粉尘的排灰装置。它用电动机带动，由星形叶轮、电动机、减速装置组成

27、。它的工作原理是，电动机通过减速器带动星形转子转动，依靠灰尘下落充满上部叶轮间隔，当上部叶轮转到下面，将灰卸下，同时上部叶轮又受灰柱密封。星形排灰阀的特点是能在密封条件下连续排灰，不足之处是需要消耗一定的动能、结构及制造复杂、落入刚性物料时容易被卡住、叶轮磨损较快。此装置适合在锅炉烟尘排放量大的除尘器上使用。星形排灰阀动画演示（3）湿式排灰装置（阀）湿式排灰装置适用于湿式除尘器和采用水力排灰的干式除尘器。常用的湿式排灰装置有水封排浆阀、锥形水封排浆阀、满流排尘管和水封排浆箱等。这几种湿式排灰装置都是靠形成一定高度的水封，以防止其漏风。在寒冷地区或室外，均应考虑防冻措施。水封排浆阀含尘污水从进口流入后，一部分含较大颗粒的尘粒和污水，从下部排灰浆口排出，大部分则经上部溢流堰进入排浆管，排灰浆口的大小用调节阀控制，以保持水封。图130 水封排浆阀水封排浆阀可用于泡沫除尘器以及其它其他排浆口小于120mm的湿式除尘器，不适应于疏水性强的物料和粉尘（如炭黑、石墨等）的除尘。其特点是密封性能好，体形小，加工简单，但处理粘性