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AG娱乐下载自力式压力调节阀的特点及应用

2020-03-30 08:42
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  自力式压力调节阀的特点及应用_交通运输_工程科技_专业资料。维普资讯 控 制 阀 石 油 化 工 自 动 化 ,2 0 ,4:8 04 9 A UTOM ATI ON N I PETR(_ )C

  维普资讯 控 制 阀 石 油 化 工 自 动 化 ,2 0 ,4:8 04 9 A UTOM ATI ON N I PETR(_ )CH EM I CA L I NDUS RY T 自力 式 压 力 调节 阀 的特 点 及 应 用 * 严 一 。 松 田 王 ( 国石 化 集 团 上 海 工 程 有 限 公 司 , 海 中 上 20 2 ) 0 l O 摘 要 : 绍 了 自力式 压力 调节 阀的工 作原理 与控 制 阀的区别 、 介 原理 、 应用场 合及 注意事项 。 工程 关键 词 : 自力 式压 力调节 阀 ; 点 ; 程设计 及应 用 特 工 中 图 分 类 号 : P 1 T 24 文 献 标 识 码 : B 文 章 编 号 :0 772 (0 40 090 10—342 0 )4 8—3 0 自力 式 调 节 阀 是 一 种 无 需 外 来 能 源 , 靠 被 测 依 介 质 自身 压 力 或 温 度 或 流 量 变 化 . 预 先 设 定 值 , 按 值 。同理 , P 降低 时 。 用方 向与上 述相 反 , 当 。 作 这 就 是 阀后 压 力 调 节 的工 作 原 理 。 11 1 进 行 自动 调 节 的 控 制装 置 , 一 种 节 能 型 仪 表 。它 是 集 控 制 、 行诸 多 功 能 于 一 身 。 执 自成 1个 独 立 的 仪 表 控 制 系 统 。集 变送 器 、 制 器 及 执 行 机 构 的功 能 控 于一体 。不 同于一般含义 上的控制阀 。 自力 式 调 节 阀有 自力 式 压 力 ( 压 ) 节 阀 、 微 调 自 力式 ( 差 ) 量 调 节 阀 、 压 流 自力 式 温 度 调 节 阀 等 几 类 。 自力 式 压 力 调 节 阀 是 其 家 族 成 员 之 一 , 由于 它 无 需 外 来 能 源 , 品结 构 简 单 , 用 方 便 , 护 工 作 产 使 维 量 少 等 优 点 , 别 适 用 于 城 市 供 热 、 暧 及 没 有 供 特 供 电 、 气 又 需 控 制 的 场 合 。据 德 国报 道 , 市 供 热 、 供 城 供 暖 系统 采 用 该 产 品 , 效 率 比 以 前 提 高 3 ~ 热 O/ 9 6 4 。 能效 果 显 著 。 O 节 图 1 直接 作 用 型 图 2 带指 挥 器操 作 型 2 自力 式 阀 前 压 力 调 节 的 工 作 原 理 同 阀 后 压 ) 力 调 节 的 工 作 原 理 ( 图 4 , 注 意 阀芯 反 装 。 见 )应 本文仅就 自力式压力 调节 阀的原理 、 结构特性 及工程应用经验进行论述 。 1 自 力式 压 力调 节 阀 分 类 及 工 作 原 理 1 1 自力 式压 力调 节 阀的 分 类 . 1按阀后 、 ) 阀前 控 制分 为 两 类 : 自力 式 阀后 ( 减 压 ) 制 阀; 控 自力式 阀 前 ( 压 ) 制 阀 。 泄 控 2 按 是 否带 指 挥 器 分 为 两 大 类 : 接 作 用 型 自 ) 直 力 式 调 节 阀 , 图 1所 示 ; 挥 器 操 作 型 自力 式 调 如 指 节 阀, 图 2 示 。 如 所 1 2 工 作 原 理 . 1 自力 式 阀后 压 力 调 节 的 工 作 原 理 见 图 3所 ) 示 。阀 前 压 力 P 经 过 阀 芯 、 阀座 的节 流 后 , 为 阀 变 后压力 P 。P 经 过 管 线 输 入 上 膜 室 内作 用 在 顶 盘 上 , 生 的作 用 力 与 弹 簧 的 反 作 用 力 相 平 衡 , 定 产 决 了 阀芯 、 阀座 的 相 对 位 置 , 制 阀 后 压 力 。 当 P 控 增 加 时 , 。作 用 在 顶 盘 上 的作 用 力 也 随 之 增 加 。 此 P 时 , 盘 上 的作 用 力 大 于 弹 簧 的 反 作 用 力 , 阀 芯 顶 使 关 向阀 座 的位 置 。这 时 , 阀芯 与 阀座 之 间 的 流 通 面 收 稿 日期 :0 3l -3 修 改 稿 收 到 日期 :0 40 —8 2 0 一22 ; 2 0 —4 1 图 4 自力 式 阀 前 压 力 调 节 阀原 理 图 *本文 曾得到 上海 工业 自动化仪 表研 究所 崔根 宝同志指 教 。 作 者简介 : 严 一 ( 9 l ) 男 , 海 人 ,9 3年 毕 业 于 华 东 化 16 一 , 上 l8 积减少 , 流阻变 大 ,降低 , 到 顶盘 上 的作 用 力 P 直 与弹簧反作用力相 平衡 为止 , 而使 P 从 降为设定 工学 院化工 自动 化及仪 表 专业 ,AG娱乐下载 获学 士学 位 , 现在 中 国石化 集团 上 海 工程 有限公 司从事 自动 化仪表 设计 工作 , 工程 师 。 任 维普资讯 石 油 化 工 自动 化 13 自力 式 压 力调 节 阀 与控 制 阀 的 区别 . 这 两 类 产 品 的 区别 , 主要 在 于控 制 阀 既 需 要 外 当介质 中有杂质 或用 带指挥 器 的 自力式 压力 调 节 阀 时 应 装 过 滤 器 , 防 阻 塞 引 压 管 路 或 指 挥 以 器、 卡死 气 缸 执 行 机 构 及 阀芯 等 。 截止阀 界 能源( 电源或气源 ) 如 做驱 动 能 , 需 要接 受 外 来 又 控 制 仪 表 信 号 才 能 改 变 阀 内 截 流 件 相 对 位 置 , 而 从 实 现 改 变 流 体 流 量 。 而 自力 式 压 力 调 节 阀 则 既 不 需外来 能源 , 又不 需要 接 受外来 控制 仪 表信 号 , 仅 靠 被 调 介 质 的 压 力 信 号 , 可 实 现 压 力 调 节 。两 者 便 区别 可 见 图 5 。 2 自力 式 压 力调 节 阀 的 特 点 由 于 自力 式 压 力 调 节 阀没 有 外来 驱 动 能 源 。 因 图 6 安装 图 注 : 中 虚 线 所 示 的 取 压 法 不 提 倡 图 若 限 于 管 路 安 装 空 间或 经 费 , 将 过 滤 网装 在 可 阀前 的 截 止 阀 上 游 处 。 代 过 滤 器 。 取 3 4 安 装 方 式 与介 质 、 . 温度 的 关 系 此 该 产 品 的操 作 力 较 小 , 具 有 如 下 特 点 。 它 1 平 衡 式 阀 芯 结 构 , 平 衡 型 单 座 。 阀 芯 平 ) 如 双 衡 型 , 简平衡型等 。 套 1 自力式 压 力 调 节 阀安 装 方 式 原 则 上 宜 采 用 , ) 气体 介 质 正立 安 装 ( 行 机 构 在 上 、 体 在 下 ) 液 执 阀 , 体 与蒸汽介质倒装 。 2 气体 介 质 温 度 高 于 7 ℃ 低 于 10℃ 、 体 ) O 4 液 介 质 温 度 高 于 1 0℃时 , 4 自力 式压 力 调 节 阀除 采 用 倒 装 外 , 应 在 引 压 管 路 上 加 装 隔 离 罐 , 应 在 引 还 并 压 管 路 、 离 罐 、 头 处 注 满 冷 媒 , 防 膜 片 受 高 温 隔 膜 以 流量 2 快开 流量 特性 , 阀芯为平板型 。 ) 其 压力 压 差 温度 老化 。 3 气体介 质温度 高于 7 ) O℃低 于 10℃时 . 4 若 仍采用正立安装 , 在设计文件 ( 备表) 应 设 中注 明 采 用 高 温 膜 片 ( 乙丙 橡 胶 膜 片 、 橡 胶 膜 片 等 ) 否 如 硅 , 图 5 自力 压 力调 节 阀 与控 制 阀 的 区 别 则 会 造 成 普 通 膜 片 老化 。 4 应 用 及 注 意 事 项 4 1 适 用 场 所 的 应 用 及 注 意 事项 . 自力 式 压 力 调 节 阀 主 要 适 用 于 没 有 腐 蚀 性 且 黏度低 的液体 、 体 、 汽 ( 高 温 度 可 达 30 气 蒸 最 0 ~ 30 。 等 介 质 的 压 力 控 制 。如 轻 质 油 品 、 、 蒸 5 C) 水 水 汽、 空气 等 。 3公称 通径 与 阀体特征 : ) DN2 ~ 10mm( 0 0 或 15 。 2 ) 阀上 设 有 波 纹 管 , 芯 为 单 座 ( 的 厂 家 产 品 阀 有 DN2 0mm 的 没 波 纹 管 , 阀芯 也 为 单 座 ) ; 公 称 通 径 大 于 1 0mm 时 。 上 盖 内不 设 波 纹 0 阀 管, 阀芯 为 双 阀 芯 或 套 简 结 构 。 4 执 行 机 构 种 类 推 荐 : 定 值 ≤ 0 6MP ) 设 . a时 , 选 薄 膜 式 执 行 机 构 ; 定 值 > 0 6MP 设 . a时 , 气 缸 选 式 执行机构 。 3 安 装 方 式 3 1 直 管段 的设 置 . 在 设 计 条 件 提 供 与 阀 门选 用 时 应 注 意 以 下 情 况。 1所提阀前 、 ) 阀后 压 力 及设 定 值 条 件 应 接 近 实 际工艺条件。 自力 式 压 力 调 节 阀 对 所 提 工 艺 条 件 的要 求 较 一 自力 式 压 力 调 节 阀前 、 应 尽 量 保 持 一 定 的直 后 管 段 ( 般 为 6 管 径 ) 右 ) 阀前 取 压点 距 阀 的 一 D( 左 。 般 控 制 阀要 严 谨 。工 艺 参 数 确 定 后 , 允 许 有 较 不 距离 应大于 2 阀后 取压 应大 于 6 D; D。 阀 前 、 还 后 大 范 围 的 更 改 。 由 于 该 类 产 品 所 允 许 的设 定 值 调 整 范 围 较 小 。 一 般 直 接 作 用 型 调 节 阀其 设 定 值 允 许 偏 差 为 ±8 、 指 挥 器 操 作 型 调 节 阀其 设 定 值 带 允 许 偏 差 ±4 左右 。若 超 出设 定 弹 簧 的允 许 调 压 值 , 达 到 原 设 定 值 要 求 , 必 须 通 过 更 换 设 定 弹 为 则 簧 的办 法 才 可 实 现 , 需 送 回生 产 厂 才 能 完 成 。 这 2 选 用允 许 压 差 时 , 注 意 到该 产 品 的允 许 压 ) 应 差 值 小 的 特点 。 这 是 由 于该 产 品 输 出 力 小 及 波 纹 管 内外 允 许 压 差 小 , 致 允 许 压 差 较 普 通 控 制 阀 导 应装 有压 力表 , 力 表应靠 近取 压点 , 压 以便使 设 定 值 与 取压 值 线 旁路 系统 的设 置 . 为保 证 检 修 及 出 故 障 时 生 产 能继 续 运 行 , 好 最 设 置 旁 路 系统 , 图 6所 示 。 如 3 3 过 滤 器 的 设 置 . 该 系统 中 的 过 滤 器 在 工 艺 介 质 干 净 、 杂 质 的 没 情 况 下 , 以省 略 。 可 维普资讯 第 4期 严 一 等 .自力 式 压 力 调 节 阀 的 特 点 及 应 用 小, 且无 法像普 通控制 阀可通过提 高供气 压力来增 大 压差 。 特 别 在 小 口径 时 两 者 压 差 相 差 更 大 。 如 表 1 列。 所 表 1 允 许 压 差 比 较 表 作 用 力 的传 送 。 2 被 调 介 质 黏 度 对 阀 内件 及 平 衡 元 件 — — 波 ) 纹管的影响 。 这 是 由于 被 调 介 质 流 过 阀 内件 时 , 被 引 入 平 将 衡 压力元件—— 波纹管 内与外 , 黏度过高将使其无 法 起 到 压力 平 衡 作 用 。若 介 质 在 停 工 后 易 凝 固 也 将 使 波 纹 管 无 法 在 开工 后 正 常 工 作 。 上述分 析 , 根结 底 是 介 质 黏度 值 的界 定 问 归 题 。 目前 , 内制 造 厂 的 产 品 样 本 未 见 推 荐 值 。 国 国 注 : p 为 允 许 差 。 A 外已有厂家推荐 , 油和 液体情 况下 , 许使 用 的 在 允 介 质 运 动 黏 度 为 6 0mP 0 a?SS msn允 许 的 介 质 ;a o 黏 度 为 1 0 mP s 密 度 0 8 。 0 a? ( 。 ) 3 因该 产 品 调 节 精 度 为 ±5 及 流 量 特 性 为快 ) 开特性所致 , 因此 只适 用 无 外 来 能 源 和 调 节 品质 要 求 不高的场 合 。 4 该 产 品 不 宜 在往 复 泵 出 口压 力 一 量 调 节 方 ) 流 只有 当 上 述 两 要 求 均 满 足 时 , 能 使 用 。这 已 才 有很多实例证 明 。如 上海 中泰 自动 化仪表 厂生 产 的该类产 品 , 已在 上海 石 化 厂罐 区 乙焦 油压 控 上 ( 度 为 1 0 mP S 、 安 炼 油 厂 燃 料 油 一 油 压 黏 9 a? ) 延 重 案 中使用 。该 方 案是 旁路 调 节法 ( 图 7 常 见方 见 ) 法 之 一 。在 该 方 案 选 型 时 , 注 意其 压 力控 制 回路 应 不宜“ 用直接作用式 ( 采 自力 式 ) 力调 节 阀 ” 压 。 控 上 ( 度 为 15mP s使 用 多 年 。 黏 3 a? ) 4 2 2 高 黏度 的介 质 不 宜 使 用 .. 4 2 3 不 允 许 泄 漏 的 气 体介 质 中的 应 用 .. 不允 许 泄 漏 的 气 体 介 质 使 用 时 , 出于 安 全 原 因 及避 免贵重气体 浪费因素 , 应考虑 下述两点 。 1填 料 函 及 其他 连 接 处 的密 封 性 能 达 到 标 准 。 ) 该产品应符合 国家标 准 G3T 139 气动调节 1 42—2 / 阀要求 无 渗漏 现象 , 一点 同一般 控 制 阀要 求一 样 。 这 2 气 动 执 行 机 构 的 气 室 密 封 性 要 求 要 确 保 无 ) 图 7 往 复 泵 出 口压 力一 量 调 节 方 案 流 渗漏 。 该 产 品 要 求 比 GB T4 2 —2规 定 高 , 允 许 / 1 39 不 渗 漏 。 为 GB T4 2—2标 准 对 气 室 的 密 封 性 规 因 / 139 定 :气 动 执 行 机 构 的气 室 应 保 证 气 密 性 。在 额 定 “ 气 源压 力 下 , i 5r n内薄 膜 气 室 内 的压 力 下 降 不 得 a 大 于 2 5k a ” . P ; 国 内该 类 产 品鉴 于 没 统 一 的产 品 标 准 , 不 少 有 产 品对 该 项 要 求 不 严 或 没 考 虑 此 种 气 体 介 质 使 用 要 求 , 参 照 GB T4 2 —2生 产 , 仅 / 1 39 这对 安 全 生 产 或 节 约 贵 重 原 料 造 成 不 利 。 因 此 该 产 品 不 适 宜 用 于 这 是 因为 为确 保 自力 式 压 力 调 节 阀 正 常 工 作 , 该 产 品 要 求 工 艺 参 数 确 定 后 , 允 许 有 较 大 范 围 的 不 变 动 。若 用 于 往 复 泵 时 , 由于 往 复 泵 输 出流 量 是 周 期性 脉动 , 造成 该 阀在设 定 值 附 近处 于 周 期性 脉 动 , 而 达 不 到 稳 定 压 力 的 作 用 , 整 个 控 制 系 统 因 使 无 法 正 常工 作 。 以上 分 析 可 知 , 自力 式 阀前 控 制 阀 用 于 往 复 泵 出 口做泄压控 制是 可行 的方 案 。即该 阀在设 定值 附 近 处 于 周 期 性 脉 动 , 泵 出 口压力 不超 出 设 定 压 使 力值 。该方案 已在 上海 炼油厂罐 装站应用多年 。 4 2 特 殊介 质 中的 应 用及 注 意 事 项 . 4 2 1 黏 度 较 高 的 介 质 中的 应 用 . . 从 自力 式 压 力 调 节 阀 的原 理 和 结 构 特 点 可 知 。 液 化 气 减 压 , 要 采 用 , 要 与制 造 厂 详 细 讨 论 。 若 需 4 2 4 使 用 在 腐 蚀 性 介 质 场 合 应 慎 重 对 待 .. 该 产品使用在腐蚀性介质场合 , 与使用在黏度 较高的场合一样 , 需要从介 质对执行机构和调节机 构 两大 部 件 耐 腐蚀 性 进 行 双 重 考 虑 , 有 两 者 均 满 只 足 时才 可 使 用 。 由 此 可 见 , 比控 制 阀 要 求 更 复 它 杂 , 用面更狭窄 。 使 该产 品能否应用在黏度较高 的介质场 合 , 就需从下 述 两 方 面综 合考 虑 。 1被 调 介 质 黏 度 对 执 行 机 构 — — 引压 管 、 挥 ) 指 器 、 片 的 影 响 。 为 避 免 这 方 面 的 影 响 , 采 取 在 膜 可 引 压 管 上 加 装 隔 离 罐 , 满 隔 离 液 , 使 黏 稠 介 质 注 以 不 堵 塞 引 压 管 和进 入 到 执 行 机 构 内 , 响 被 调介 质 影 为便于设计人员在腐蚀性介质场合的选用 , 现将 执 行机构 与调 节机构 抗腐 材料 现状列 于 表 2供参考 。 , ( 下转 第 9 5页 ) 维普资讯 第4 期 管丰 年等 .自控工 程设 计 中控 制 阀流量 特性 的选用 问题 路代替单一 的控制 阀 , 只要将副 回路 整定得 可以工 作 就 可 以 。此 时 , 的 流 量 特 性 对 于 主被 控 变 量 的 阀 调 节 不再 产 生 明显 的影 响 。 对 数 理 想 特 性 的 控 制 阀 。 因 为 对 数 特 性 的 阀 门 具 有 很 强 的适 应 性 。 3 当控 制 阀经 常工 作 在 小 开度 时 , 选 用 对 数 ) 应 特 性 的 阀 ; 控 制 阀 的 使 用 寿 命 是 主要 考 虑 的 因 素 当 时 , 选 用 理 想 特性 为 直 线 的控 制 阀 。 应 4有 时 , ) 由于 流 体 输 送 机 械 的 能 力 有 限 , 制 控 实际工作过程 中 , 在对系统 的调 节性 能要求 不 是 很 高 的 情 况 下 , 可 以直 接 依 据 被 控变 量 与 过 程 也 状 态选 择 控 制 阀 的理 想 流 量 特性 , 表 21 列 。 如 l所 ] 表 2 控 制 阀理想 特性 选 用表 被控 变量 工作 状态 理 想特 性 阀必须工作在低 s值下运行 。 5 由于 结 构 上 的原 因 , 门 两 端 的 压 降 不 能 超 ) 阀 过 一定的极限值 , 因为高压差下的减压 阀很容易破 损 。这 时 往 往 允 许 加 限 流 孔 板 , 当 进 行 分 压 , 适 此 时 S值 也 必 须 降 低 。 6近年来 , 能 问题 越来 越受 到 重视 , 小 S ) 节 减 值有利于节约能耗 。如对于高 压系统 , 考虑到节 约 动 力 , 许 S . 5 允 一0 1 。 5 结 束 语 控 制 阀 的 流 量 特性 与 生 产 中 过 程 的 状 态 密 切 相 关 , 理 地 选 用 其 理 想 特 性 , 于 提 高 过 程 控 制 合 对 质 量 很 有 益 。 随 着 控 制 技 术 和 控 制 手 段 的 不 断 发 展 , 制 阀特 性 受 过 程 控 制 因素 的影 响 可更 多 地 通 控 过 在 线 整 定 和 补 偿 来 克 服 。这 一 方 面 降 低 了 对 控 制 阀性 能 指 标 的 要 求 , 小 了 选 型 的 复 杂 程 度 , 减 使 控 制 阀更 好 地 适 应 过程 控 制 的 要 求 ; 一 方 面 又 降 另 4 特 性 选 择 时应 注 意 的 问题 _ 2 , 低 了 能耗 , 约 了能 源 , 利 于 提 高 经 济 效 益 。 节 有 参 考文 献 : 1 叶 昭 驹 . 工 自动 化 基 础 . 京 : 学 工 业 出 版 社 , 9 4 2 5 化 北 化 1 8 . 4 ~ 2 5 5 1 由 于 可供 选 择 的 控 制 阀 的 理 想 流 量 特 性 的 ) 形 式 有 限 , 此 , 象 特 性 的 变 化 很 难 达 到 完 全 补 因 对 偿 , 时 可 以 考 虑 通 过 阀 门定 位 器 的反 馈 凸 轮 进 行 这 改善 。 2 明赐东 . 调节 阀应用 . 重庆 : 四川科 学技 术 出版社 , 9 9 1 ~2 18. 7 4 3 夏 焕彬 . 气动 调节仪 表. 京 : 学工 业出版 社 , 9 0 1O 1 1 北 化 1 8 . 7 ~ 8 4 杜晓峰 . 赵岩. 仪表 设 计 中执 行 器 的选 用 . 工 自动 化及 仪 表 , 化 2 02, 5 8 0 ( ): 6~ 8 9 2 对 于操 作 参 数 不 能 准 确 确 定 的 新 设 计 工 艺 ) 装置 , 或控制阀的计 算数 据过 于保 守时 , 好选 用 最 ? + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ -+ 一+ 一+ -+ 一— 一 + ‘ 一 ( 接第 9 上 1页 ) 表 2 执行 机构 与调 节 机构 抗腐 蚀材 料 以波纹管平衡型 阀为例 , 由于 目前 国 内 波纹 管 的 防 腐 蚀 材 料 只 能 做 到 3 4和 3 6 仅 从 调 节 机 0 1。 构上选 , 将 无法 使用 在氯气 、 氯酸钠 、 氯 、 它 次 液 铬 上 、 膜盖 碳 钢 , 0 , 1 , 下 3 4 3 6 蒙乃 尔合 金 , 氏合 金 哈 汽缸 膜 片 阀体 碳 钢 ,0 , 1 , 3 4 3 6 蒙乃 尔合 金 , 氏合 金 哈 氟橡 胶 , 四氟 乙烯 ” 聚 碳 钢 ,0 ,1 , 3 4 3 蒙乃 尔合 金 , 氏合 金 6 哈 酸、 盐酸 、 酸 、 硫 氯化 锌 等 介 质 。增 大 了使 用 局 限 性 。 阀内件 碳 钢 ,0 , 1 , 3 4 3 6 蒙乃 尔合 金 , 哈氏合 金 波纹 管 3 4 3 6 0 ,1” 注 :) 片抗 腐蚀性 请 见 上海 中泰 自动 化仪 表 厂 编 写 的常 用 1膜 气 动薄膜执 行机 构 的膜片特 性及适 用范 围表 ; 在 这 种 介 质 中 使 用 时 , 捷 的 办 法 是 , 计 和 快 设 制造 单 位 根 据 工 艺 条 件 和 要 求 及 制 造 水 平 共 同 确 认 能否使用 。 自力式 压 力 调 节 阀 的 计 算 同 控 制 阀 , 再 赘 不 述。 2 金属 材料 的抗 腐蚀 性 见 美 国 仪 表学 会 提 供 的抗 腐 蚀 性 ) 材料表 。

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