自力式調節閥在石化四種典型工況 自力式調節閥在石化典型工況 自力式調節閥在石化四種

之前介紹JIS日標不銹鋼截止閥標準，現在介紹自力式調節閥在石化四種典型工況通過分析及使用經驗，將自力式壓力調節閥在石化領域的典型應用工況進行分析比較，從而選用合適的結構類型方案，達到*的減壓穩壓效果。關鍵字：石化 自力式 壓力調節閥自力式壓力調節閥不需要外來能源，也不需要接受外來控制信號，僅僅依靠被調介質自身的能量實現自動控制，使被控工藝參數保持在設定值，廣泛應用于氣體、液體及蒸汽介質減壓、穩壓或泄壓的自動控制領域。本文主要介紹石化領域自力式壓力調節閥的四種典型工況應用。

一、自力式調節閥在石化四種典型工況氮封裝置用自力式壓力調節閥
1.系統結構原理
如圖1，氮封裝置主要包括供氮裝置（指揮器操作型自力式壓力調節閥，儲罐上*閥）、泄氮裝置（自力式微壓調節閥，儲罐上選用閥）、呼吸閥（儲罐上*閥）。

圖1 氮封裝置系統結構有理圖
氮封裝置主要用于保持容器頂部保護氣（一般為氮氣）的壓力恒定，以避免容器內物料與空氣直接接觸，防止物料揮發、被氧化，確保容器的安全，特別適用于各類大型儲罐的氣封保護系統。它無需外加能源，能在無電、無氣的場合工作。在罐頂設置呼吸閥，起安全作用，避免了供氮閥和泄氮閥啟閉頻繁。
2.供氮裝置工作原理
閥的作用方式為壓閉型。如圖2，介質由閥體上箭頭方向流經閥體，閥芯的位置即閥芯和閥座之間的截流面積決定了介質流量。受控的上游壓力（P1）經減壓器減壓進入指揮器B室作為驅動能源使用。系統沒有運行時，閥門主閥關閉。受控的下游壓力（P2）經導壓管傳送到指揮器檢測室A，并在此轉換成定位力。根據彈簧力大小，定位力調整指揮器閥芯位置。

圖2 典型供氮裝置（指揮器操作型自力式壓力調節）結構原理圖當閥后壓力P2升高時，使指揮器閥芯位移，指揮器趨向關閉，相應PS壓力減小，調壓閥主閥趨向關閉，從而達到減壓、穩壓目的。相反，當閥后壓力P2降低時，調壓閥主閥趨向開啟度增大，從而達到減壓、穩壓目的。
3.泄氮裝置工作原理
閥的作用方式為壓開型。如圖3，介質由閥體上箭頭方向流經閥體，閥芯的位置即閥芯和閥座之間的自由面積決定了介質流量。受控的上游壓力（P1）經導壓管傳送到指揮器檢測室，并在此轉換成定位力。根據彈簧力大小，定位力調整閥芯位置。當閥前壓力P1升高時，使閥芯位移，閥門根據趨向開啟，從而達到減壓、穩壓目的。相反當閥前壓力P1降低時，調壓閥主閥趨向關閉，從而達到減壓、穩壓目的。圖3 典型泄氮裝置（自力式微壓調節閥）結構原理圖

4.氮封裝置使用說明
（1）一般供氮氣入口壓力在1×105～10×105Pa之間。
（2）罐頂呼吸閥起安全作用，在主閥（供氮閥或泄氮閥）失靈導致罐內壓力過高或過低時，起到安全作用，在正常情況下不工作。
（3）泄氮閥安裝在罐頂，口徑一般與進液閥口徑一致。
（4）一般泄氮閥的壓力設定點略高于供氮閥的壓力設定點，呼吸閥的呼氣壓力設定點略高于泄氮閥的壓力設定點，以免供、泄氮裝置頻繁工作，浪費氮氣，影響設備使用壽命。
5.選擇氮封閥和泄氮閥注意事項
因儲罐內介質有時具有揮發性，對材料選取有一定要求，比如汽油一般選取耐油的氟橡膠。在選型時一般應注明儲罐內的液體成份，以便正確選型，達到*使用效果。
6.典型工況舉例說明

二、氮氣管道吹掃用自力式壓力調節閥
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥氮氣管道吹掃目的是檢查管網是否暢通，管網配管是否有疏漏，管網中的法蘭、閥門、儀表等接口處、填料壓蓋等是否有泄漏。
1.工作原理
如圖4，介質由閥體上箭頭方向流經閥體，閥芯的位置即閥芯與閥座之間的截流面積決定了介質的流量，受控的下游壓力經導壓管傳送至工作的感壓元件上，并轉化為定位力，根據彈簧的預設壓力，定位力來調整閥芯位置。當閥后壓力升高，平衡被破環，定位力加大壓縮彈簧，帶動閥芯向下移動，閥門開度減小，流量減小，達到新的平衡點；反之當閥后壓力降低，定位力減小，平衡被破壞，在彈簧帶動閥芯閥桿向上移動，閥門開度增大，流量增大，一直到達到新的平衡點。圖4 典型氮氣管道吹掃用自力式壓力調節閥結構原理圖

2.典型工況舉例說明

三、儲罐出液泵過壓保護循環自力式壓力調節
1.系統結構原理
如圖5，當系統無需供油但出液泵仍工作時，會產生水擊現象，這時會對壓力表等附件產生沖擊破壞作用。為了防止這種破壞現象，采用控制閥前型自力式壓力調節閥，無需外加能源，壓力設定點稍高于系統正常工作壓力，當系統壓力高于調節閥設定值時，調節閥自動開啟，解決了水擊現象破壞作用。圖5 典型儲罐出液泵過壓保護循環自力式壓力調節閥系統原理圖

2.工作原理
該閥為用于控制閥前壓力的調壓閥，閥的作用方式為壓開型。如圖6，受控的上游壓力（P1）經導壓管傳送到工作波紋管膜片上，并在此轉換成定位力。根據彈簧力大小，定位力調整閥芯位置。通過調節盤來調整彈簧力的大小。全平衡閥門裝有平衡波紋管，下流壓力（P2）作用于波紋管內表面上，而上游壓力（P1）作用于波紋管的外表面上，這樣與作用在閥芯上的P1和P2壓力相互平衡。當閥前壓力（P1）大于調整后的設定點時，壓縮彈簧，帶動閥芯，閥門開啟，并且隨著壓力的升高閥門開度按比例相應增大。同理，如閥前壓力降低，作用在波紋管有效面積上的力減小，在彈簧的彈力作用下，帶動閥芯，使閥門開啟度減小，低于壓力設定值時閥門關閉，從而達到泄壓、穩壓目的。自力式高壓調節閥是一種無需外加驅動能源，依靠被調介質自身的壓力為動力源及其介質壓力變化，按預定設定設定值，進行自動調節的節能型控制裝置。它集檢測、控制、執行諸多功能于一閥，自成一個獨立的儀表控制系統。該產品由于無需外來能源，產品結構簡單，使用方便，維護工作量少等優點，特別適用于城市供熱、供暖及無外界供電、供氣且又需控制蒸汽壓力的場合。據國外報道，城市供熱、供暖系統采用該產品，節能效率比以前提高 30%-40% ，*。
產品特點
無需外加驅動能源的節能型自控系統，設備費用低，適用于爆炸性環境； 結構簡單，維護工作量?。辉O定點可調且范圍寬，便于用戶在設定范圍內連續調整；膜片式執行機械較氣缸式機構檢測精度高，動作靈敏；閥內采用壓力平衡機構，使調節閥反應靈敏、控制、允許壓差大。
ZZY型自力式高壓調節閥根據各種工藝場合的需要有三種閥內件形式：
ZZYP(單座自力式壓力調節閥 )；
ZZYM(套筒自力式壓力調節閥 )；
ZZYN(雙座 自力式壓力調節閥)。
用戶可根據工況(壓差、溫度、介質狀態)和泄漏量要求來選擇。
ZZY型自力式高壓調節閥根據各種工藝場合的需要有三種閥蓋型式：
普通(一般場合)、長頸(壓力調節范圍大)、散熱(溫度350～550℃)
ZZY型自力式高壓調節閥根據各種工藝場合的需要有三種執行機構型式：
膜片(普通膜片和增強膜片)、活塞、金屬膜片(波紋管)。
ZZY型自力式高壓調節閥采用快開流量特性，動作靈敏，調節精度高(誤差≤10%)；該閥占據空間小(相對于重錘式減壓閥)，調節簡易。
閥后壓力調節閥，其閥前壓力與閥后壓力的關系：
自力式調節閥門本身是一個調節系統，閥本身又有一定的壓降要求，對閥后壓力調節閥（B型），為保證閥后壓力在一定范圍內，其閥前壓力必須達到一定值。
整機作用方式確定：
閥前壓力調節閥（K型）其初始位置的閥芯在關閉位置，當閥前壓力逐漸升高，閥逐漸打開，直至閥前壓力穩定在要求的給定值。
閥后壓力調節閥（B型）其初始位置的閥芯在開啟位置，當閥門壓力逐漸升高，閥逐漸關閉，直至閥后壓力穩定在要求的給定值。

圖6 典型儲罐出液泵過壓保護循環自力式壓力調節閥結構原理圖
3典型工況舉例說明

四、化工碼頭保護流量計安裝背壓閥（控制閥前自力式壓力調節閥）
1.系統結構原理
如圖7，如果上游壓力達不到設定壓力，背壓閥是不會開啟的。背壓閥可以消除或減輕閥前壓力及流量的脈動或沖擊，使流量計工作在比較穩定的狀態。自力式微壓調節閥是一種不需要外加能源而能自動調節一種或兩種介質壓差，使壓差維持在恒定值，如在工業爐氣體燃燒系統中，用于控制甲、乙兩種燃料混合比流量調節，達到理想的燃燒條件，節省燃料及投資，也可以作為煤氣、天燃氣、液化石油氣、氨氣、氮氣、氧氣等各種工業氣體的減壓、微壓、差壓的調節系統中。還可用于氫冷發電機組密封油系統，控制密封油與氫氣間的壓力差，以確?？煽棵芊?。
當差壓閥的低壓端通大氣即成為微壓閥(見圖二)
ZZC型自力式差壓調節閥和ZZV型自力式微壓調節閥主要特點為：
1、對單座微(差)壓閥而言，若閥前壓力≥100Kpa則安裝ZZYP型自力式進行減壓至≤100KPa，因此可用于壓力特別小的場合(例如0.5KPa)。2、執行機構元件極為靈敏，極微小的壓力變化會感測出來。
3、壓力調節極為方便，無需停止生產即可進行設定值調整。圖7 化工碼頭保護流量計安裝背壓閥系統結構原理圖

2.工作原理
工作原理圖同儲罐出液泵過壓保護循環自力式壓力調節閥。
3.典型工況舉例說明

五、結束語
通過對工況數據分析和閥門的選型及在石化領域實際使用的情況，國內部分控制閥廠家的自力式壓力調節閥能夠替代進口品牌的同類產品，已經能夠實現自力式壓力調節閥的國產化，特別是氮封裝置中環保節能型工況（設定壓力一般為0.1KPa，從2005年開始已逐步替代進口產品，實現了國產化）。
綜上所述，國內控制閥根據石化領域不同的工況條件，通過選用不同的閥結構型式以及配用不同的執行機構，可以達到*的控制效果，替代進口產品。與本文相關的產品有不銹鋼波紋管密封安全閥