煤矿井下消防洒水减压阀组设计

通过调节调节弹簧压力设定出口压力、利用膜片传感出口压力变化，通过导阀启闭驱动活塞调节主阀节流部位过流面积的大小，实现减压稳压功能。 煤矿井下消防洒水管道的减压方式一般 有两种:一种是采用降压水池减压,另一种是采用减压阀减压。但多年来由于国内减压阀产品的研制、开发大多数针对建筑工程,而通过行业鉴定、真正能使设计人员及用户放心选用的国产矿用减压阀几乎是空白,如果采用国外同类产品从设计选型到用户订货、施工安装、维修服务等方面有诸多不便。因此,在煤矿井下消防洒水管道上普遍采用的仍是降压水池的减压方式。 上海申弘阀门有限公司主营阀门有：减压阀(气体减压阀,可调式减压阀,水用减压阀,蒸汽减压阀近几年来,我院在进行煤矿井下消防洒水管道设计时遇到下列几个问题
:(1)矿井瓦斯浓度高,井下所有电气设施必须采用防爆型。如华晋焦煤公司吕梁公司沙曲矿井,晋城矿务局寺河矿井等高瓦斯矿井采用降压水池其进水电动阀及水位控制装置必须采用防爆型

减压阀是一种自动降低管路工作压力的专门装置，它可将阀前管路较高的水压减少至阀后管路所需的水平.减压阀广泛用于高层建筑，城市给水管网水压过高的区域，矿井及其他场合，以保证给水系统中各用水点获得适当的服务水压和流量.鉴于水的漏失率和浪费程度几乎同给水系统的水压大小成正比，因此减压阀具有改善系统运行工况和潜在节水作用，据统计其节水效果约为30％.本阀门为了调节准确水平按装效果*佳.

减压阀是一种自动降低管路工作压力的专门装置，它可将阀前管路较高的水压减少至阀后管路所需的水平.减压阀广泛用于高层建筑，城市给水管网水压过高的区域，矿井及其他场合，以保证给水系统中各用水点获得适当的服务水压和流量.鉴于水的漏失率和浪费程度几乎同给水系统的水压大小成正比，因此减压阀具有改善系统运行工况和潜在节水作用，据统计其节水效果约为30％.本阀门为了调节准确水平按装效果*佳.上海申弘阀门有限公司主营阀门有：蒸汽减压阀,减压阀(气体减压阀,可调式减压阀,水减压阀

减压阀的构造类型很多，以往常见的有薄膜式，内弹簧活塞式等.减压阀的基本作用原理是靠阀内流道对水流的局部阻力降低水压，水压降的范围由连接阀瓣的薄膜或活塞两侧的进出口水压差自动调节.近年来又出现一些新型减压阀，如定比式减压阀，定比减压原理是利用阀体中浮动活塞的水压比控制，进出口端减压比与进出口侧活塞面积比成反比.这种减压阀工作平稳无振动，阀体内无弹簧，故无弹簧锈蚀，金属疲劳失效之虑，密封性能良好不渗漏，因而既减动压(水流动时)又减静压(流量为0时)，特别是在减压的同时不影响水流量.

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(2)巷道沿着煤层布置,有起伏变化,如寺河矿井在井筒采用降压水池减压后,井底车场至采区的巷道均处于上坡,减压后的管道又需增压才能满足采区用水的要求。
(3)煤层开采深度大,需多处设置降压水池,如新汶矿务局潘西矿井,井筒垂高900多米,在井筒设置了6处降压水池进行减压;
(4)为了使降压水池设置在合适的位置,增加了消防洒水管道的长度,如韩城矿务局象山矿井,其井下消防洒水管道从回风立井进入,为了满足巷道及采区的用水压力要求,降压水池不能设置在井底附近,需设置在斜井,这样增加了往返管路1000多米。上述遇到的几种情况如采用减压阀减压,则简单 方便,可根据不同的压力要求随意在干管上、支管上设置减压阀,使整个消防洒水管路简单、灵活、节水、节电,并可大大节省基建投资。鉴于这些情况,设计人员迫切希望能选到性能优良、质量可靠、能适应国情的减压阀来解决这些问题。 1996年4月,上海申弘阀门有限公司经过广泛接触,达成共识,决定联合研制、开发矿用比例减压阀产品,来满足煤矿井下消防洒水管道的减压需要。该项目被列入煤炭工业部
5九七年度煤炭工业设计科研项目计划
6,经过课题小组的不懈努力,已经完成了全部工作,并于1998年6月15日通过了煤炭部鉴定。

上海申弘阀门有限公司就阀门设备的有关设计、制造、供货、指导安装、调试、生产运转及技术服务和培训业务。除合同有关条款外，经双方授权代表进一步协商，对该批阀门设备技术方面确定如下协议：

一、本技术协议选用中乙方生产的阀门设备，必须完全满足甲方井筒及井下消防洒水工程项目正常生产使用的要求。

二、供货规格型号、数量，由甲方提供数据,详见附表一。

三、技术生产要求

1、一般要求

1）阀门制作的图样及设计文件应符合国家有关标准的规定，并经规定程序予以审核、批准。

2）公称通径按GB/T1047-2005《管道元件  DN(公称尺寸)的定义和选用》优先选用。

3）公称压力系列按GB/T1048-2005《管道元件  PN(公称压力)的定义和选用》优先选用，公称压力PN后面的数字单位为（bar）。

4）压力-温度等级

阀门的压力-温度等级符合GB/T9124-2000  《钢制管法兰技术条件》

使用规定的压力为6.4mpa，阀体理应承受负荷的2倍压力保持20分钟，温度应达到甲方使用标准-5℃～425℃

5）法兰的结构形式及尺寸符合GB/T9113-2000 《整体钢制管法兰》的规定。

6）机械加工件应符合YB/T036.17《冶金设备制造通用技术条件　机械加工件》的规定。

7）热处理件应符合YB/T036.16《冶金设备制造通用技术条件　热处理件》的规定；

2、材质

阀体材质选用WCB高碳钢且化学成份、力学性能应符合YB/T036.3、GB/T700、GB/T699、GB/T3077标准的规定。主要零部件材料应根据使用温度、工作压力、介质等因素选用。使用温度在-5℃～425℃时，阀内各部件应选用耐热钢。阀杆材质采用不锈钢2Cr13；螺栓采用高强度螺栓（10.9级），且硬度与强度均大于阀杆；阀杆衬套材质为青铜套，其硬度与强度均应不大于阀杆，且在水浸泡状况下与阀杆、阀体不形成电化学腐蚀。

3、阀体铸造要求

    1）阀体内外腔表面要求光滑平整、披缝飞边清理干净。

2）要求无粘砂、无夹渣、无裂纹缺陷。

3）要求无明显气孔、砂眼、少肉等其它缺陷。

4）铸造尺寸公差按照±１／２ＩＴ１２级执行。

5）铸造材料、造型方法、铸造条件等符合JB／ZQ4000.5《铸件通用技术要求》的规定。

4、密封面

1)阀座密封面堆焊合金钢，用“H”表示。

2)堆焊的密封面，加工后其堆焊层厚度应不小于2mm，堆焊后应充分消除应力。

3)阀座、阀瓣&阀球密封面须经研磨，平面度误差不低于GB／T1184－1996标准5级精度的规定，表面粗糙度应不大于Ra0.8μm。

4)阀体两法兰端面应相互平行并与管道轴线垂直，其平行度和垂直度误差按GB／T1184－1996标准K级精度的规定。

5、轴端支撑及密封：

    根据使用温度，轴承座应满足使用要求，并采用抗磨油性石墨密封填料。

6、尺寸要求

1）法兰的尺寸公差包括法兰厚度和法兰外径、密封面直径、螺栓孔中心圆直径、相邻两螺栓孔的弦距、任意两螺栓孔的弦距、螺栓孔直径、螺栓孔中心圆与加工密封面的同轴度公差等执行GB/T9124-2000 《钢制管法兰技术条件》的规定。

2）阀门的结构长度公差按GB/T12221-2005 《法兰连接金属阀门结构长度》的规定执行和JB2205减压阀结构长度的规定。

7、强度及安全性要求

1）阀座、阀瓣/阀球、轴及其它部件采用的材料必须满足相应工作温度强度和刚度的要求。

2）阀体应能承受介质zui大压力的2倍的负荷、阀瓣/阀球应能承受1.5倍的负荷而不产生变形。

五、检验与试验

    4、性能试验

1、 强度试验: 参照GB/T13927  通用阀门  压力试验进行。

a.试验前，不允许对阀门涂漆或使用其它防止渗漏的涂层，对已涂过漆的乙方库存阀门，甲方要求重做试验时，则不需除去涂层、费用由乙方承担

b.试验步骤：

   阀体圆法兰两端上盲板，加密封垫，压紧填料压盖，以便保持试验压力。阀瓣&阀球处于部分开启状态。给体腔充满试验介质，逐渐加大到试验压力，然后对壳体进行检查。要求壳体承压壁及阀体各连接处不得有可见渗漏，阀体不应有结构损伤。

   如无特殊规定，在壳体试验压力下，允许填料处渗漏，但当试验压力降到密封试验压力时，应无可见渗漏。

c. 试验压力为20℃时zui大允许工作压力的1.5倍。

2)密封试验：

以设计给定的方式关闭阀门，封闭阀门高压侧，引入介质（水）并逐渐加压到试验压力，试验压力为阀门公称压力的1.1倍（或按甲方给定的密封压力试验）。如果甲方有特别要求，将在订货合同中另行规定。

4)压力试验及密封试验zui短持续时间为10分钟。

六、检验要求：

1、每台产品必须由乙方质检部门按本协议和相关技术文件规定逐项检查，合格后方可出厂。

2、如甲方对产品有特殊要求时，检验与试验按其它约定并参照本协议进行。

七、包装要求

    1、包装

1) 阀门两侧应设或轻质堵板固封。 

2) 中、小口径阀门应以草绳捆扎，并以木板箱盛装。

3) 大口径阀门采用简易木条框架固体包装，按YB/T036.21-92 《冶金设备制造通用技术条件包装》标准执行。   

八、安装与使用

1、阀门与管道相联时,管道两端法兰要平行、同心，不得强力联接。

2、阀门要垂直安装。阀门具有方向性，不得反装。

减压阀连接示意图

九、交货时应提交的技术资料

1、产品合格证、阀门校验报告及出厂合格证。

2、使用说明书1份，包含以下相关数据：阀门规格；型号；工作压力；制造标准；阀体材质；阀杆材质；密封材质；阀轴填料材质；阀杆轴套材质；操作启动方向；制造厂厂名；出厂日期；出厂编号；连接法兰盘的孔径、孔数、中心孔距；以图示方式标明整体长、宽、高的控制尺寸；阀门出厂检测的相关数据及安装、维护的注意事项等。