軸流止回閥由于節(jié)能、降噪、低流阻、防水錘、開(kāi)關(guān)快等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于油氣集輸管道，這種閥門(mén)在LNG接收站的應(yīng)用報(bào)道很少。事實(shí)上，中國(guó)已經(jīng)建成或正在建設(shè)的大型項(xiàng)目已經(jīng)建成。LNG軸流止回閥用于廣東大鵬、福建莆田、浙江寧波、粵東、天津等關(guān)鍵部位。LNG在接收站的設(shè)計(jì)過(guò)程中，軸流止回閥在接收站的應(yīng)用順勢(shì)而生，既充分考慮了先進(jìn)技術(shù)、可靠性、安全性、穩(wěn)定性等特點(diǎn)，又遵循了消聲減震、節(jié)能減排等設(shè)計(jì)原則。

1 軸流止回閥的結(jié)構(gòu)形式和性能特點(diǎn)

1.1 軸流止回閥的結(jié)構(gòu)形式

軸流止回閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要由閥體、閥座、閥瓣、彈簧、導(dǎo)套、導(dǎo)流罩等部件組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1-閥體；2-閥座；3-閥瓣；4-彈簧；5-導(dǎo)套；6-導(dǎo)流罩。

圖1

軸流止回閥通過(guò)閥門(mén)進(jìn)出口端的壓差來(lái)確定閥門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉。當(dāng)進(jìn)口壓力與出口壓力循環(huán)之和時(shí)，閥門(mén)打開(kāi)；當(dāng)出口壓力與彈簧彈性之和大于進(jìn)口壓差時(shí)，閥門(mén)關(guān)閉。閥門(mén)開(kāi)關(guān)狀態(tài)結(jié)構(gòu)如圖2和圖3所示。

圖2 閥門(mén)開(kāi)啟狀態(tài)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

圖3 閥門(mén)關(guān)閉狀態(tài)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

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1.2 軸流止回閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

傳統(tǒng)的升降式或旋啟式止回閥是利用鉸鏈或者彈簧固定閥板，流體較少或流速較低時(shí)板往往存在閥板不能完全打開(kāi)的現(xiàn)象，從而造成流體流動(dòng)不穩(wěn)定、噪聲大、水錘現(xiàn)象嚴(yán)重等工況，而軸流式止回閥的直通軸流式對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)和過(guò)流表面的流線型設(shè)計(jì)，使得它與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的止回閥相比具有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，主要如下：

(1)快速啟閉:軸流止回閥閥瓣行程短，流線型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)阻力小，可快速關(guān)閉。

（2）無(wú)噪聲：閥門(mén)在動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng)中打開(kāi)和關(guān)閉，閥門(mén)運(yùn)行平衡，關(guān)閉時(shí)回流速度小，彈簧復(fù)位使閥門(mén)無(wú)沖擊，降低噪聲和水錘效應(yīng)。

(3)密封性能優(yōu)異:閥瓣質(zhì)量輕，短行程關(guān)閉后對(duì)閥座沖擊小，能有效減少閥座密封面損壞造成的泄漏。

（4）操作能耗低：流經(jīng)軸流止回閥的流體只需克服彈簧力即可打開(kāi)所有閥門(mén)。所需的臨界流量遠(yuǎn)低于旋轉(zhuǎn)止回閥所需的臨界流量。在充分保證流通面積的前提下，可以最大限度地降低操作能耗。

(5)流體阻力小:軸流結(jié)構(gòu)和過(guò)流表面的流線型流道可以保證流體處于層流狀態(tài)，使閥門(mén)的流阻系數(shù)小，節(jié)能。

（6）安裝靈活：軸流止回閥長(zhǎng)度短，質(zhì)量輕，安裝位置小，可水平、垂直、任意角度安裝。

2 軸流止回閥在LNG接收站的應(yīng)用

LNG接收站的主要功能是接卸LNG船舶運(yùn)輸LNG，天然氣通過(guò)輸氣管道或直接儲(chǔ)存、加壓和氣化LNG主要包括卸料系統(tǒng)、儲(chǔ)存系統(tǒng)、蒸發(fā)氣處理系統(tǒng)，通過(guò)槽車(chē)運(yùn)輸給下游用戶(hù)LNG加壓及氣化系統(tǒng)、天然氣外輸及計(jì)量系統(tǒng)、燃料氣系統(tǒng)、槽車(chē)裝載系統(tǒng)LNG排放系統(tǒng)和安全排放系統(tǒng)。根據(jù)工藝要求，LNG幾乎所有接收站系統(tǒng)都配備了止回閥，以防止流體倒流，但由于目前應(yīng)用于LNG行業(yè)內(nèi)所有這類(lèi)閥門(mén)都依賴(lài)進(jìn)口，價(jià)格相對(duì)昂貴，只有軸流止回閥配置在一些關(guān)鍵位置。

2.1 LNG軸流止回閥配置在接收站的原則

LNG軸流止回閥是否需要配置在接收站主要遵循以下原則：

(1)容易產(chǎn)生水錘效應(yīng)的系統(tǒng)

水錘效應(yīng)是指在壓力管道中，由于液體流量的快速變化，管道中的液體壓力變化明顯、重復(fù)、快速。壓力的影響會(huì)使管壁受力并產(chǎn)生噪聲，就像錘擊管道一樣，被稱(chēng)為水錘效應(yīng)。水錘效應(yīng)的主要危害是管道系統(tǒng)的壓力變化會(huì)導(dǎo)致管道和設(shè)備的劇烈振動(dòng)，管壁力超過(guò)正常允許范圍，導(dǎo)致管道及相關(guān)設(shè)施的損壞，容易發(fā)生泄漏、火災(zāi)等安全事故。

軸流止回閥啟閉迅速，閥門(mén)行程短。彈簧復(fù)位時(shí)，閥門(mén)對(duì)閥體和閥座無(wú)沖擊。流線型設(shè)計(jì)可有效降低水錘效應(yīng)。

(2)間歇操作系統(tǒng)開(kāi)關(guān)相對(duì)頻繁

通常，LNG接收站是根據(jù)每年365日的連續(xù)運(yùn)行條件設(shè)計(jì)的。接收站必須滿足城市管網(wǎng)連續(xù)供氣的要求（除不可抗力事故外），但根據(jù)站內(nèi)各系統(tǒng)的功能特點(diǎn)和項(xiàng)目所在地的市場(chǎng)情況，部分系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中不連續(xù)運(yùn)行。間歇操作系統(tǒng)中閥門(mén)的突然關(guān)閉或打開(kāi)很容易在慣性作用下產(chǎn)生水錘。因此，在LNG接收站設(shè)計(jì)止回閥時(shí)，間歇操作系統(tǒng)考慮軸流止回閥。

(3)流體壓力高的系統(tǒng)

當(dāng)閥門(mén)突然關(guān)閉或打開(kāi)時(shí)，流體壓力較高，閥門(mén)前后瞬時(shí)壓差較大。管道壓力越高，閥門(mén)突然關(guān)閉時(shí)流體慣性越大，流體沖擊波對(duì)管道系統(tǒng)的危害越大。因此，在LNG在接收站設(shè)計(jì)止回閥選型時(shí)，采用軸流止回閥作為間高壓系統(tǒng)。

(4)泵出口管道

止回閥的主要作用是防止介質(zhì)倒流引起泵及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，因此，在LNG在接收站設(shè)計(jì)過(guò)程中，LNG軸流止回閥用于輸送泵的出口。

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2.2 LNG軸流止回閥在接收站的位置組合

   根據(jù)第2.一中選擇原則，LNG軸流止回閥的主要位置組合如表1所示。

表1 LNG軸流止回閥的主要位置組合在接收站

   

注：管道系統(tǒng)是否容易產(chǎn)生水錘效應(yīng)AFTimpulse其他指標(biāo)，如操作特性、流體壓力等，也是基于模擬計(jì)算的理論結(jié)果。

3 應(yīng)用于LNG接收站軸流止回閥生產(chǎn)現(xiàn)狀

應(yīng)用于LNG接收站的軸流止回閥不僅滿足常溫閥的優(yōu)良性能，而且必須滿足閥體和部件的力學(xué)性能、強(qiáng)度和剛度℃安全運(yùn)行的要求。

目前應(yīng)用于LNG低溫軸流止回閥的制造技術(shù)主要集中在英國(guó)等國(guó)外GOODWININTERNATIONALLTd.、韓國(guó)的S＆SVALVECO.LIMTED和法國(guó)的MalbranqueSAS等等，這些公司的產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外LNG行業(yè)應(yīng)用性能好，閥門(mén)設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、試驗(yàn)均采用歐美標(biāo)準(zhǔn)。

經(jīng)過(guò)多年的研究和實(shí)踐，國(guó)內(nèi)制造商在軸流止回閥的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)等方面積累了成熟的經(jīng)驗(yàn)，部分制造商成功制造了蘇州新威閥門(mén)有限公司、自貢高壓閥門(mén)有限公司等這類(lèi)閥門(mén)，但這類(lèi)閥門(mén)應(yīng)用于常溫管道系統(tǒng)，在LNG到目前為止，該行業(yè)還沒(méi)有應(yīng)用案例。

4 結(jié)術(shù)語(yǔ)

隨著中石油、中石化海油等能源公司LNG中國(guó)的行業(yè)干預(yù)LNG接收站的建設(shè)越來(lái)越多LNG衛(wèi)星站收站的衛(wèi)星站和中轉(zhuǎn)站的建設(shè)速度將逐步加快，對(duì)軸流止回閥的需求將越來(lái)越大。進(jìn)口閥不僅昂貴，運(yùn)輸和售后服務(wù)繁瑣，而且在合同執(zhí)行過(guò)程中也會(huì)給項(xiàng)目建設(shè)帶來(lái)很大的麻煩LNG軸流止回閥的定位勢(shì)在必行。