自力式調(diào)節(jié)閥應(yīng)用領(lǐng)域

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之前介紹化工裝置調(diào)節(jié)閥故障維護(hù)，現(xiàn)在介紹自力式調(diào)節(jié)閥自力式調(diào)節(jié)閥的適用范圍：
自力式調(diào)節(jié)閥是一種無需外來能源而只依靠調(diào)介質(zhì)自身的壓力變化進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)壓力的節(jié)能型產(chǎn)品．具有測(cè)量、執(zhí)行、控制的綜合功能。廣泛適用于石油、化工、冶金、輕工等工業(yè)部門及城市供熱、供噯系統(tǒng)。本產(chǎn)品可用于非腐蝕性(zui高溫度350℃)的液體、氣體和蒸汽等介質(zhì)的壓力控制裝置。
自力式調(diào)節(jié)閥應(yīng)用領(lǐng)域自力式調(diào)節(jié)閥的技術(shù)特點(diǎn)：
自力式壓力調(diào)節(jié)閥是不需要任何外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身能量而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)的執(zhí)行器產(chǎn)品。該產(chǎn)品zui大特點(diǎn)，能在無電、無氣的場(chǎng)所工作，同時(shí)又節(jié)約了能源，壓力設(shè)定值在運(yùn)行中可隨意調(diào)整。采用快開流量特征，動(dòng)作靈敏、密封性能好，因而它廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、食品、輕紡、機(jī)械制造與居民建筑樓群等各種工業(yè)設(shè)備中各種氣體、液體及蒸汽介質(zhì)減壓、穩(wěn)壓（用于閥后調(diào)節(jié)），或泄壓、持壓（用于閥前調(diào)節(jié)）的自動(dòng)控制。附設(shè)冷凝器可在≤350℃溫度下使用。

自力式壓力調(diào)節(jié)閥分類及工作原理

1.1自力式壓力調(diào)節(jié)閥的分類

1）按閥后、閥前控制分為兩類：自力式閥后（減壓）控制閥；自力式閥前（泄壓）控制閥。

2）按是否帶指揮器分為兩大類：直接作用型自力式調(diào)節(jié)閥；指揮器操作型自力式調(diào)節(jié)閥。

1.2自力式調(diào)節(jié)閥應(yīng)用領(lǐng)域工作原理

1）自力式閥后壓力調(diào)節(jié)的工作原理。閥前壓力P1經(jīng)過閥芯、閥座的節(jié)流后，變?yōu)殚y后壓力P2。P2經(jīng)過管線輸入上膜室內(nèi)作用在頂盤上，產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對(duì)位置，控制閥后壓力。當(dāng)P2增加時(shí)，P2作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時(shí)，頂盤上的作用力大于彈簧的反作用力，使閥芯關(guān)向閥座的位置。這時(shí)，閥芯與閥座之間的流通面積減少，流阻變大，P2降低，直到頂盤上的作用力與彈簧反作用力相平衡為止，從而使P2降為設(shè)定值。同理，當(dāng)P2降低時(shí)。作用方向與上述相反，這就是閥后壓力調(diào)節(jié)的工作原理。

2）自力式閥前壓力調(diào)節(jié)的工作原理同閥后壓力調(diào)節(jié)的工作原理，應(yīng)注意閥芯反裝。

1.3自力式壓力調(diào)節(jié)閥與控制閥的區(qū)別

這兩類產(chǎn)品的區(qū)別，主要在于控制閥既需要外界能源（如電源或氣源）做驅(qū)動(dòng)能，又需要接受外來控制儀表信號(hào)才能改變閥內(nèi)截流件相對(duì)位置，從而實(shí)現(xiàn)改變流體流量。而自力式壓力調(diào)節(jié)閥則既不需外來能源，又不需要接受外來控制儀表信號(hào)，僅靠被調(diào)介質(zhì)的壓力信號(hào)，便可實(shí)現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)。

2自力式壓力調(diào)節(jié)閥的特點(diǎn)

由于自力式壓力調(diào)節(jié)閥沒有外來驅(qū)動(dòng)能源。因此該產(chǎn)品的操作力較小，它具有如下特點(diǎn)。

1）平衡式閥芯結(jié)構(gòu)，如平衡型單座。雙閥芯平衡型，套筒平衡型等。

2）快開流量特性，其閥芯為平板型。

3）公稱通徑與閥體特征：DN20~100mm（或125）。閥上設(shè)有波紋管，閥芯為單座（有的廠家產(chǎn)品DN20mm的沒波紋管，閥芯也為單座）；公稱通徑大于100mm時(shí)。閥上蓋內(nèi)不設(shè)波紋管，閥芯為雙閥芯或套筒結(jié)構(gòu)。

4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)種類推薦：設(shè)定值≤0.6MPa時(shí)，選薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)；設(shè)定值>0.6MPa時(shí)，選氣缸式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

3安裝方式

3.1直管段的設(shè)置

自力式壓力調(diào)節(jié)閥前、后應(yīng)盡量保持一定的直管段（一般為6D（管徑）左右）。閥前取壓點(diǎn)距閥的距離應(yīng)大于2D；閥后取壓應(yīng)大于6D。閥前、后還應(yīng)裝有壓力表，壓力表應(yīng)靠近取壓點(diǎn)，以便使設(shè)定值與取壓值真實(shí)一致。

3.2旁路系統(tǒng)的設(shè)置

為保證檢修及出故障時(shí)生產(chǎn)能繼續(xù)運(yùn)行，設(shè)置旁路系統(tǒng)。

3.3過濾器的設(shè)置

該系統(tǒng)中的過濾器在工藝介質(zhì)干凈、沒雜質(zhì)的情況下，可以省略。

當(dāng)介質(zhì)中有雜質(zhì)或用帶指揮器的自力式壓力調(diào)節(jié)閥時(shí)應(yīng)裝過濾器，以防阻塞引壓管路或指揮器、卡死氣缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)及閥芯等。

若限于管路安裝空間或經(jīng)費(fèi)，可將過濾網(wǎng)裝在閥前的截止閥上游處。取代過濾器。

3.4安裝方式與介質(zhì)、溫度的關(guān)系

1）自力式壓力調(diào)節(jié)閥安裝方式原則上宜采用，氣體介質(zhì)正立安裝（執(zhí)行機(jī)構(gòu)在上、閥體在下），液體與蒸汽介質(zhì)倒裝。

2）氣體介質(zhì)溫度高于70℃低于140℃、液體介質(zhì)溫度高于140℃時(shí)，自力式壓力調(diào)節(jié)閥除采用倒裝外，還應(yīng)在引壓管路上加裝隔離罐，并應(yīng)在引壓管路、隔離罐、膜頭處注滿冷媒，以防膜片受高溫老化。

3）氣體介質(zhì)溫度高于70℃低于140℃時(shí).若仍采用正立安裝，應(yīng)在設(shè)計(jì)文件（設(shè)備表）中注明采用高溫膜片（如乙丙橡膠膜片、硅橡膠膜片等），否則會(huì)造成普通膜片老化。

4應(yīng)用及注意事項(xiàng)

4.1適用場(chǎng)所的應(yīng)用及注意事項(xiàng)

上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動(dòng)截止閥,氣動(dòng)截止閥,電動(dòng)蝶閥,氣動(dòng)蝶閥自力式壓力調(diào)節(jié)閥主要適用于沒有腐蝕性且黏度低的液體、氣體、蒸汽（zui高溫度可達(dá)300~350℃）等介質(zhì)的壓力控制。如輕質(zhì)油品、水、水蒸汽、空氣等。在設(shè)計(jì)條件提供與閥門選用時(shí)應(yīng)注意以下情況。

1）所提閥前、閥后壓力及設(shè)定值條件應(yīng)接近實(shí)際工藝條件。

自力式壓力調(diào)節(jié)閥對(duì)所提工藝條件的要求較一般控制閥要嚴(yán)謹(jǐn)。工藝參數(shù)確定后，不允許有較大范圍的更改。由于該類產(chǎn)品所允許的設(shè)定值調(diào)整范圍較小。一般直接作用型調(diào)節(jié)閥其設(shè)定值允許偏差為±8%、帶指揮器操作型調(diào)節(jié)閥其設(shè)定值允許偏差±4%左右。若超出設(shè)定彈簧的允許調(diào)壓值，為達(dá)到原設(shè)定值要求，則必須通過更換設(shè)定彈簧的辦法才可實(shí)現(xiàn)，這需送回生產(chǎn)廠才能完成。

2）選用允許壓差時(shí)，應(yīng)注意到該產(chǎn)品的允許壓差值小的特點(diǎn)。這是由于該產(chǎn)品輸出力小及波紋管內(nèi)外允許壓差小，導(dǎo)致允許壓差較普通控制閥小，且無法像普通控制閥可通過提高供氣壓力來增大壓差。特別在小口徑時(shí)兩者壓差相差更大。

表1允許壓差比較表

DN/mm1520254050

Δp（直接作用型壓力調(diào)節(jié)閥）/MPa

1.61.61.61.61.6

Δp（ZJHP精小型單座調(diào)節(jié)閥）/MPa6.46.46.43.39

注：Δp為允許差壓。

3）因自力式調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)精度為±5%及流量特性為快開特性所致，因此只適用無外來能源和調(diào)節(jié)品質(zhì)要求不高的場(chǎng)合。

4）該產(chǎn)品不宜在往復(fù)泵出口壓力—流量調(diào)節(jié)方案中使用。該方案是旁路調(diào)節(jié)法常見方法之一。在該方案選型時(shí)，應(yīng)注意其壓力控制回路不宜“采用直接作用式（自力式）壓力調(diào)節(jié)閥”。這是因?yàn)闉榇_保自力式壓力調(diào)節(jié)閥正常工作，該產(chǎn)品要求工藝參數(shù)確定后，不允許有較大范圍的變動(dòng)。若用于往復(fù)泵時(shí)，由于往復(fù)泵輸出流量是周期性脈動(dòng)，造成該閥在設(shè)定值附近處于周期性脈動(dòng)，因而達(dá)不到穩(wěn)定壓力的作用，使整個(gè)控制系統(tǒng)無法正常工作。以上分析可知，自力式閥前控制閥用于往復(fù)泵出口做泄壓控制是可行的方案。即該閥在設(shè)定值附近處于周期性脈動(dòng)，使泵出口壓力不超出設(shè)定壓力值。該方案已在上海煉油廠罐裝站應(yīng)用多年。

4.2特殊介質(zhì)中的應(yīng)用及注意事項(xiàng)

4.2.1黏度較高的介質(zhì)中的應(yīng)用

從自力式壓力調(diào)節(jié)閥的原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知。該產(chǎn)品能否應(yīng)用在黏度較高的介質(zhì)場(chǎng)合，就需從下述兩方面綜合考慮。

1）被調(diào)介質(zhì)黏度對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)—引壓管、指揮器、膜片的影響。為避免這方面的影響，可采取在引壓管上加裝隔離罐，注滿隔離液，以使黏稠介質(zhì)不堵塞引壓管和進(jìn)入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)，影響被調(diào)介質(zhì)作用力的傳送。

2）被調(diào)介質(zhì)黏度對(duì)閥內(nèi)件及平衡元件—波紋管的影響。

這是由于被調(diào)介質(zhì)流過閥內(nèi)件時(shí)，將被引入平衡壓力元件—波紋管內(nèi)與外，黏度過高將使其無法起到壓力平衡作用。若介質(zhì)在停工后易凝固也將使波紋管無法在開工后正常工作。

上述分析，歸根結(jié)底是介質(zhì)黏度值的界定問題。目前，國內(nèi)制造廠的產(chǎn)品樣本未見推薦值。國外已有廠家推薦，在油和液體情況下，允許使用的介質(zhì)運(yùn)動(dòng)黏度為600mPa•S；Samson允許的介質(zhì)黏度為100mPa•s（密度0.8）。只有當(dāng)上述兩要求均滿足時(shí)，才能使用。這已有很多實(shí)例證明。如SENMI生產(chǎn)的該類產(chǎn)品，已在上海石化廠罐區(qū)乙焦油壓控上（黏度為190mPa•S）、延安煉油廠燃料油—重油壓控上（黏度為135mPa•s）使用多年。

4.2.2高黏度的介質(zhì)不宜使用

4.2.3不允許泄漏的氣體介質(zhì)中的應(yīng)用

不允許泄漏的氣體介質(zhì)使用時(shí)，出于安全原因及避免貴重氣體浪費(fèi)因素，應(yīng)考慮下述兩點(diǎn)。

1）填料函及其他連接處的密封性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

該產(chǎn)品應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4123-92氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥要求無滲漏現(xiàn)象，這一點(diǎn)同一般控制閥要求一樣。

2）氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣室密封性要求要確保無滲漏。

該產(chǎn)品要求比GB/T4123-92規(guī)定高，不允許滲漏。因?yàn)镚B/T4123-92標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氣室的密封性規(guī)定：“氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣室應(yīng)保證氣密性。在額定氣源壓力下，5min內(nèi)薄膜氣室內(nèi)的壓力下降不得大于2.5kPa；”國內(nèi)該類產(chǎn)品鑒于沒統(tǒng)一的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，有不少產(chǎn)品對(duì)該項(xiàng)要求不嚴(yán)或沒考慮此種氣體介質(zhì)使用要求，僅參照GB/T4123-92生產(chǎn)，這對(duì)安全生產(chǎn)或節(jié)約貴重原料造成不利。因此該產(chǎn)品不適宜用于液化氣減壓，若要采用，需要與制造廠詳細(xì)討論。

自力式調(diào)節(jié)閥與自力式減壓閥的三大特點(diǎn)
一、調(diào)節(jié)精度
自力式調(diào)節(jié)閥是由機(jī)械的方法組成的純比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)，因此控制的結(jié)果不可避免地存在靜差。調(diào)節(jié)精度一般為±5 ～ ±10 。適用于調(diào)節(jié)品質(zhì)要求不高的場(chǎng)合。 
二、允許壓差
由于自力式調(diào)節(jié)閥沒有驅(qū)動(dòng)能源，僅靠介質(zhì)自身的能源(壓力閥靠介質(zhì)壓力，液位閥靠介質(zhì)對(duì)浮球的浮力等)，而且無法象普通調(diào)節(jié)閥可通過提高氣源壓力來增大壓差。從而導(dǎo)致允許差壓較普通，控制閥小，口徑也受限制。 
三、介質(zhì)黏度
由自力式壓力調(diào)節(jié)閥原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)知，介質(zhì)黏度過高容易引起引壓管的堵塞，影響膜片的彈性，導(dǎo)致閥內(nèi)壓力平衡元件不能正常工作。特別是凝固點(diǎn)較高的介質(zhì)在停工降溫后凝固也將使波紋管開工后無法正常工作。所以，高黏度介質(zhì)不適宜選用自力式調(diào)節(jié)閥，適宜選用隔膜調(diào)節(jié)閥
 
自力式調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)及工作原理：
工藝介質(zhì)的閥前壓力Pl經(jīng)過閥芯、閥座的節(jié)流后，變?yōu)殚y后壓力P2。P2經(jīng)過控制管線輸入執(zhí)行器的下膜室作用在頂盤上．產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作用力相平衡．決定了閥芯、閥座的相對(duì)位置．控制閥后壓力。當(dāng)閥后壓力P2增加時(shí)．P2作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時(shí)．頂盤的作用力大于彈簧的反作用力．使閥芯關(guān)向閥座的位置．直到頂盤的作用力與彈簧反作用力相平衡為止。這時(shí)．閥芯與閥座之間的流通面積減少．流阻變大．從而使P2降為設(shè)定值。同理，當(dāng)閥后壓力P2降低時(shí)．作用方向與上述相反．這就是閥后壓力調(diào)節(jié)時(shí)的工作原理。當(dāng)需要改變閥后壓力P2的設(shè)定值時(shí)．可調(diào)整調(diào)節(jié)螺母8。

4.2.4使用在腐蝕性介質(zhì)場(chǎng)合應(yīng)慎重對(duì)待

自力式調(diào)節(jié)閥使用在腐蝕性介質(zhì)場(chǎng)合，與使用在黏度較高的場(chǎng)合一樣，需要從介質(zhì)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩大部件耐腐蝕性進(jìn)行雙重考慮，只有兩者均滿足時(shí)才可使用。由此可見，它比控制閥要求更復(fù)雜，使用面更狹窄。

為便于設(shè)計(jì)人員在腐蝕性介質(zhì)場(chǎng)合的選用，現(xiàn)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)抗腐材料現(xiàn)狀列于表2，供參考。以波紋管平衡型閥為例，由于目前國內(nèi)波紋管的防腐蝕材料只能做到304和316。僅從調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上選，它將無法使用在氯氣、次氯酸鈉、液氯、鉻酸、鹽酸、硫酸、氯化鋅等介質(zhì)。增大了使用局限性。

在這種介質(zhì)中使用時(shí)，快捷的辦法是，設(shè)計(jì)和制造單位根據(jù)工藝條件和要求及制造水平共同確認(rèn)能否使用。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有：加長桿蝶閥安裝注意事項(xiàng)