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自力式压力调节阀说明书

2019-07-02

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  自力式系列结构介绍及选型说明 第一节 ZZY 型自力式压力调节阀 1. 前 言 ZY 型自力式压力调节阀(简称调压阀)无需外加能源,利用被调介质自身能量为动 力源,引入执行机构控制阀芯位置,改变两端的压差和流量,使阀前(或阀后)压力稳定。 具有动作灵敏,密封性好,压力设定点波动小等优点,广泛应用于石油、化工、电力、冶 金、食品、轻纺、机械制造与居民建筑楼群等到各种工业设备中用气体、液体及蒸汽介质 减压稳压或泄压稳压的自动控制。能在无电、无气的场合使用,附设冷凝器,可在 350℃ 蒸汽下连续工作。 2. 原 理: 2.1 用于控制阀后压力的调压阀,阀的作用方式为压闭型。介质由阀前流入阀体,经 阀芯、阀座节流后输出。另一路经导压管、冷凝器(介质为蒸汽时使用)冷却后,被引入 执行机构作用于膜片有效面积上,产生一个向下作用力,压缩弹簧,推动阀杆,带动阀芯 位移,改变流通面积。达到减压、稳压之目的。如阀后压力增加,作用于膜片有效面积上 的力增加,压缩弹簧,带动阀芯,使阀门开启度减小,直至阀后压力下降到设定值为止。 同理,如阀后压力降低,作用在膜片有效面积上的力减小,在弹簧的弹力作用下,带动阀 芯,使阀门开启度增大,直到阀后压力上升到设定值为止。 (例图一)启到减压稳压作用 (图一) 蒸汽用控制阀后型自力式压力调节阀 B型 (图二) 控制阀前压力的调压阀 K型 - 1 -Page 1 of 14 自力式系列结构介绍及选型说明 2.1 用于控制阀前压力的调压阀,阀的作用方式为压开型。介质由阀前流入阀体,同时 经导压管、冷凝器(介质为蒸汽时使用)冷却后,被引入执行机构作用于膜片有效面积 上,压缩弹簧,使阀芯随之发生相应的位移,达到泄压、稳压之目的。如阀前压力增加, 作用于膜片有效面积上的力增加,压缩弹簧,带动阀芯,使阀门开启度增大,直至阀前 压力下降到设定值为止。同理,如阀前压力降低,作用在膜片有效面积上的力减小,在 弹簧的弹力作用下, 带动阀芯, 使阀门开启度减小, 直到阀前压力上升到设定值为止。 (图 二)启到泄压稳压的作用 一般来说压开型的自力式压力调节阀工作时为常闭,超过压力设定点时打开 启到安全作用,但又于安全阀有所区别,安全阀是超过压力设定点阀门全开,而自力式 压开型是随着压力的升高开度相应增大。 3. 规格与技术参数: 3.1 公称通径:DN15~350 3.2 公称压力:PN16、40、64 3.3 流量特性:快开 3.4 性能指标:符合 Q/SF.J02.01.04-1997 3.5 结构型式:单座、双座、套筒(无压开型) 单座时平衡:1.常规型波纹管(受耐压限制);2.活塞式(受温度限制) 双座、套筒(两密封面来平衡) 平衡效果没有单座阀好。 3.6 执行机构类型:簿膜式、活塞式、波纹管式 3.6.1.薄膜式;压力≤0.6Mpa(70、120、200、280、400、600) 3.6.2.气缸式;压力较高(50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、 115、120、130、160) 3.6.3 波纹管;高温或特殊介质(导热油,氧气,氢气等) 35、47.2、104、230、70.8, 注 为优选系列 3.7 压力调节范围(KPa) :15~2000 内分段(调节范围不宜过大,过大可能导致弹簧刚度 增大,直接影响调节精度。 )参考选型样本。控制压力尽量选取在调节范围的中间值 附近。 3.8 调节精度:±5%~10%(执行机构和弹簧刚度有关) (特殊的调节精度需协商) 例:ZZYP-16B DN50 阀门行程为 14mm, 设定压力为 1Kg ,选 400CM 的执行机构, 用组合弹簧刚度 4kg/mm, 此时的调节精度为: [ (4*15)/400]/1*100%=14% 全行程所需要的推力 3.9 调压比:10:1~10:8(阀前压力:阀后压力)压差过高时压力不宜稳定,噪声大, - 2 -Page 2 of 14 自力式系列结构介绍及选型说明 压差不宜过小,因为阀本身有一定的压力损失。 选型注意:(1).DN20~50(弹簧最大压紧力 650Kg) ;DN65~100(弹簧最大压紧力 850Kg) 最大紧压力:最大设定压力(kg/ cm2×执行机构有效面积 cm2) (2).在深冷的场合使用时执行机构和导压管弹簧均采用不锈钢,执行机构用波 纹管 (3)自力式压力调节阀适用于压力粗调的场合,如果压力波动范围较大,且流 量的变化也很大时,不宜用自力式压力调节阀 比如 P1=1.6~2.5Mpa,P2=1.0Mpa,流量 Qmax=20T/h, Qnor=5t/h,Qmin=1t/h 如要调节精度高建议采用调节阀+压力变送器+调节仪的方式。 4. 内反馈自力式压力调节阀(高粘度、含悬浮颗粒介质的泄压稳压的自动控制,避免了常自 力式压力调节阀引压管容易结焦堵塞、影响调节精度的情况)比如:沥青 ZZYN 型内反馈式自力式压力调节阀是本 公司针对介质粘度大、含有悬浮颗粒的工况而 开发、研制的一类自力式压力控制阀。避免了 常规自力式压力调节阀引压管容易结焦堵塞、 影响调节精度的情况。广泛适用于高粘度、含 悬浮颗粒介质的泄压稳压的自动控制。该产品 具有节能、动作灵敏、运行可靠、操作与维修 方便等特点。广泛应用于石油、化工等行业的 原油等高粘度介质的泄压稳压的自动控制。 例 1:P1=11bar, P2=5bar, 流量 Qmax=75Kg/h, Qnor=50Kg/h,Qmax=35Kg/h 介质 N2,温度:常 温控制阀后压力,管道 DN20(薄膜式) 例 2:P1=0.2Mpa, P2=0.15Mpa, 流量 Qnor=60Nm3/h,介质丙烯,温度:常温)控制阀后压力, 密度:1.879 kg/m3,管道 DN25(纹管式) 例 3:P1=0.375Mpa, P2=0.3Mpa, 流量 Qmax=120kg/h, Qnor=20kg/h 介质 Air,温度:常温控 制阀前压力,管道 DN25(薄膜式控制阀前型) 例 4: P1=0.6Mpa, P2=0Mpa, 流量 Qmax=20T/h,介质水, 温度: 常温, 控制阀前压力,管道 DN50 (活塞式控制阀前型) - 3 -Page 3 of 14 自力式系列结构介绍及选型说明 例 5 : P1max=0.6Mpa(A), P1nor=0.55Mpa(A) , P1min=0.50Mpa(A), P2=0.3Mpa(A), 流 量 3 Qmax=130 m3/h,介质沥青,温度:150℃,介质密度:1020kg/Nm 管道 DN150(内反 馈式控制阀前型)注意保温! ! 例 6: P1=0.2Mpa, P2=0Mpa, 流量 Qmax= 管道 DN200(纹管式控制阀前型) 2 2 T/h,介质导热油,温度:320℃控制阀前压力, 例 7:P1= 10kgf/cm (G), 压差=3 kgf/cm (G), 流量 Qmax=25 Nm /h, Qnor=18 Nm /h, 3 Qmin=5 Nm /h, 介 质 COMPRESSED AIR , 温 度 : AMBIENT , 控 制 阀 后 压 力 2 7kgf/cm (G),管道 DN25(活塞式控制阀后型) 。 例 8:P1=1.2~1.6Mpa(G), P2=0.45Mpa(G), 流量 Qmax=12000 m3/h, Qnor=12000 m3/h 介质 3 N2,温度:常温,介质密度:1.2506kg/Nm ,控制阀后压力 0.45(G). 管道 DN100 3 3 例 9 自力式阀组见阀组图 自力式 PN1.6、PN4.0 DN 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250 300 L 160 160 160 200 200 230 290 310 350 400 480 600 730 850 H 364 364 364 378 378 386 472 487 518 B 373 373 413 483 533 603 753 863 1013 1380 1380 1800 2000 2200 薄膜式 A 176 196 232 282 208 cm2 70 100 200 280 400 h 106 127 136 136 146 图三 - 4 -Page 4 of 14 自力式系列结构介绍及选型说明 气缸式 活塞直径 页 mm 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 120 130 160 A 73 70 79 84 92 92 96 101 106 111 116 123 128 137 148 180 H 180 180 180 180 190 190 190 190 190 190 190 190 190 190 190 172 面积 cm2 19.63 23.76 28.27 33.17 38.48 44.16 50.27 56.745 63.62 70.88 78.54 86.59 95.03 113.1 132.73 201 波纹管式 波纹管面 A 积 cm2 47.2 120 70.8 104 230 134 155 220 H 184 233 299 314 最大 耐外压 位移 MPa 25 1.2 22 22 54 1.0 0.8 0.5 图四 注:黑体字为优选系列 单座时波纹管耐压力参考表 通径(mm) 20 2005-4-26 25 32 40 50 65 80 100 最大耐压力(Mpa) 1.6 1.7 1.4 1.2 0.9 0.7 0.8 0.7 超过以上耐压力时请与技术科联系 第二节 带指挥器自力式压力调节阀(控制阀后型) 1. 前 原 言 ZZYP-16Ⅱ型带指挥器自力式压力调节阀无需外加能源,利用被调介质自身 压力为动力源,引入压力阀的指挥器以控制压力阀的主阀阀芯位置,使设定的压力保持恒定。 2. 理:调压阀由主阀、指挥器与接管等三部分组成(见图五) 。其原理:在正常 情况下,阀后压力稳定在设定值(如 100mmH2O) ,这时检测执行机构上下膜室压力处于平衡状 态,指挥器阀芯 11 与主阀芯 6 均在关闭位置。当阀后压力低于设定值(如 100mmH2O)时,由 - 5 -Page 5 of 14 自力式系列结构介绍及选型说明 于指挥器主弹簧 13 的作用力,在膜片上产生推力,打开指挥器阀芯 11,这时阀前介质通过管道 3 分别流入主阀的上下膜室,经过节流阀 10 的调节使上下膜室形成压力差,压缩弹簧 9,推动 推杆 8、阀杆 7,打开主阀阀芯 6,介质就由进口流向阀后。并通过信号接管,由接口 12 进入检 测执行器 2,直至压力上升到设定值时,上下阀芯又恢复到关闭位置,从而达到自动调节压力之 目的。 1. 指 挥 器 2. 检 测 执 行 器 3. 接 管 4. 过 滤 减 压 器 5. 主 阀 6. 主 阀 芯 7. 阀 杆 8. 推 杆 9. 弹 簧 10. 节 流 阀 11. 指 挥 器 阀 芯 12.接口内螺纹 13.主弹簧 图五带指挥器自力式压力调节阀 3.规格与技术参数: 3.1 公称通径:DN20~150 3.2 公称压力:PN16 3.2 流量特性:快开 3 3.4 性能指标:符合 Q/SF.J02.01.04-1997 3.5 结构型式:单座 3.6 执行机构类型:簿膜式 - 6 -Page 6 of 14 自力式系列结构介绍及选型说明 3.7 压力调节范围(KPa) :0.5~1000 内分段 选型时注意:执行机构 400CM2(现有常规调节范围 0.5~8Kpa、 6.5~20Kpa) 600CM2(现有常规调节范围 0.5~5.5Kpa、 5~15Kpa) 其中 600CM2 为优选系列,执行机构有效面积大,精度相对高 调节精度:±5%(执行机构和弹簧刚度有关) 带指挥器自力式压力调节阀适用于高压差场合,阀前压力一般应高于 0.15Mpa,小口径时 阀前压力不能低于 0.1Mpa 例:P1=0.5Mpa, P2=0.003Mpa, 流量 Qmax=195Nm3/h, Qnor=130Nm3/h,介质氮气,温度: 常温, 贮罐内介质导热油。 第三节 自力差(微)压调节阀 1.用途与特点 自力式氮封(微压)调节阀(简称微压阀) ,是不需要任何外加能源,利用被调介质自 身能量而实现自动调节的执行器产品。该产品采用平衡型单座阀快开流量特性调节机构,介质 压力稳定,调节精度高,用于微压控制,密封性能安全可靠,在运行期间可任意对设定值进行 调整等特点。因而它适用于各种工业炉燃烧系统燃料气体、石油在制品或油库贮罐保护气体与 热处理保护气体的微压自动调节等场合。 2.原理 微压阀主要由检测执行机构与调节机构二部分组成。用于控制阀后压力的调压阀其结构与 原理见图六。介质由箭头方向进入阀体,经阀芯、阀座节流后输出。另一路经导压管进入检测 机构膜室,作用在膜片上,使阀芯作相应的位移,以达到自动控制流量之目的。如输出压力升 高时,作用在膜片上的力增大,压缩弹簧,带动阀杆、阀芯位移,使阀座与阀芯的流通面积减 小,直到阀后压力降低到设定值为止。同理,如输出压力降低时,作用在膜片上的力减小,由 于弹簧的反作用力,推动阀杆,使阀芯与阀座的流通面积增大,直到阀后压力升高到设定值为 止,设定值可通过弹簧的调节而得到。 - 7 -Page 7 of 14 自力式系列结构介绍及选型说明 (图六)控制阀后型自力式微压调节阀 B 型 3.规格与技术参数: 3.1 公称通径:DN20~200 3.2 公称压力:PN10、16 3.3 流量特性:快开 3.4 性能指标:符合 Q/SF.J02.01.06-1997 3.5 结构型式:单座压力(≤0.1Mpa 时) 、双座(压力较高,且口径较大时) 3.6 执行机构类型:簿膜式 3.7 压力调节范围(KPa) :0.5~100 内分段 选型时注意: 执行机构 400CM2(现有常规调节范围 0.5~8Kpa、 6.5~20Kpa) 600CM2(现有常规调节范围 0.5~5.5Kpa、 5~15Kpa) 200 CM2 调节精度:±5%(执行机构和弹簧刚度有关) 需带截止阀,保护执行机构膜片的作用 当口径小于 10mm 时,阀前压力在 1~2kg/cm2,设定阀后压力只有几个 Kpa 时, 也 可选用微压阀(温度小于 100℃)。 - 8 -Page 8 of 14 自力式系列结构介绍及选型说明 例 : P1=30 KPa(G), P2=2KPa(G), 流 量 Qmax= 200Nm /h, Qnor=150Nm /h, 3 Qnor=120Nm /h 介质 N2,温度:常温,控制差压:20(kPa) 计算 KV14.3、10.8、8.6 选 KV20,开度 46%、31%、23% DN40 ZZVP-1B 执行机构 600CM2,压力调节范围 0.5~5.5Kpa,阀体 ZG230-450,阀内件 1Cr18Ni9Ti 例:P1max=400 KPa(G), P1min=250KPa(G), P2max=120 KPa(G), P2min=30KPa(G), 流量 Qmax= 1200Nm3/h, Qnor=400 Nm3/h,介质 N2,温度:常温,控制差压:20(kPa) 差压阀一定要搞清楚工艺状况 3 3 第四节 ZZFX—10 型防爆阻火呼吸阀 1.用途与特点 ZZFX—10 型防爆阻火呼吸阀是处于国内领先地位产品。阀 体采用不锈钢、优质铝合金或铸铁制造,重量轻、耐腐蚀性能好。阀板、阀座间的 密封面用工程塑料或铝制作。 阀闭合时, 密封性能良好, 达 ANSI B16.104Ⅵ级标准。 阀板、阀座、阻火层采用不锈钢制造,阻火性能好。整体结构按自力式原理设计, 防爆性能优越。本厂产品已通过 ISO9002 国际质量体系认证。 石油制品或其他化学溶剂如汽油、煤油、柴油、原油、苯、甲苯、乙醇等介质, 在生产过程或贮运过程中,常在贮罐内成品液上方覆盖一层氮气作保护气体,本产 品与本厂 ZZDQ 氮封装置或 ZZYP—16Ⅱ型指挥器操作型自力式压力调节阀配套使 用(详见产品使用说明书) ,以防成品液或在制品接触空气而变质。但某些场合也可 单独使用。向贮罐注入液体或由贮罐向外输送液体时,或由于环境温度改变等等原 因都得影响贮罐内气相覆盖层,压力波动。安装配置了该呼吸阀后,能迅速排除由 上述原因引起的压力波动,维持贮罐压力恒定。 一般调压范围(Pa): 吸气:-280; 呼气:800~3000, 结构与作用原理本产品由壳体、阀板、阀座、阻火层及防护罩壳等组成。该阀一般设置 在贮罐顶端,用法兰与贮罐顶端法兰相连。正常状态下,即贮罐压力在设定压力范围内,呼吸 阀上、下阀板均处于闭合状态,贮罐不向外呼气,也不由外向内吸气,见图七。 当贮罐内压力升高时,此时下阀板顶开,多余气体经下阀板与下阀座间的流路 由阻火层,排放大气,见图八。 当贮罐内压力降低时(降至负压) ,此时上阀板开启,外界大气经阻火层,由上 阀板与上阀座间的间隙流入贮罐,见图九。 - 9 -Page 9 of 14 自力式系列结构介绍及选型说明 图七 呼吸阀在调压范 围内不动作 图八 呼吸阀向外呼气 图九 呼吸阀向内吸气 第五节 氮封装置 ZZDQ 氮封装置示意图中贮罐内成品油上端覆盖氮气,其压力一般在 100mmH2O 左右, 通过氮封保护器控制。出液阀开启放油时,贮罐内液位下降,此时 ZZDG 供氮调节阀开度增大, 向罐内补充氮气使压力增加至设定值。进液阀开启进油时,液位上升,气相部分容积减小,氮 气压力上升,此时 ZZDG 供氮调节阀关闭,而 ZZDX 泄氮调节阀在压力控制器作用下开启,排 出氮气使压力降至设定值,压力设定值比供氮阀要高。而呼吸阀的呼气压力设定值比 ZZDX 泄 氮调节阀高。 - 10 -Page 10 of 14 自力式系列结构介绍及选型说明 应知参数:供氮压力(Mpa) 氮封压力(Mpa) 供氮阀流量(Nm3/h)即贮罐出液阀流量 m3/h 泄氮阀流量(Nm3/h)即贮罐进液阀流量 m3/h 特别提醒:需提供贮罐内介质成份,以便正确选取阀门材质,特别是执行构内膜片材质。 例:已知供氮压力 0.8 MPa(G) , 氮封压力 1KPa, 进液流量 Qnor=200 m /h, 出 液流量 Qnor=100 m /h,,介质蒸汽,温度:常温。贮罐内介质导热油 根据已知条件得: 供氮阀 P1=0.8 MPa(G),P2=1KPa 泄氮阀 P1=1.51KPa (G),P2=0KPa 3 3 流量 Qnor=100 Nm3/h; 流量 Qnor=200 Nm3/h; 呼吸阀呼气压力 2Kpa, 吸气-280pa ,DN250, 呼吸阀口径应尽可能大,(即小开度下大流量工作) 第六节 自力式温度调节阀 ZZW 型自力式温度调节阀无需外加能源,利用被调介质自身的热能自动控制阀后(或 阀前)的温度恒定。有用于加热调节(B 型)和冷却调节(K 型)二种选择。该系列调节阀带 有压力波动补偿装置和超温过载保护装置。 规格与技术参数: 公称通径:DN20~200 公称压力:PN16、40 流量特性:快开 性能指标:符合 Q/SF.J02.01.05-1997 结构型式:单座、双座、套筒 温度调节范围(℃) :0~220 内分段 调节精度:±3%~10% - 11 -Page 11 of 14 自力式系列结构介绍及选型说明 工作原理: 调温阀是由温度控制器及调节阀二大部份组成,其结构与原理见图一(加垫型) 。温度控制 器是根据工作液体在受热状态下体积膨胀且不可压缩的原理工作的。 感温包 21 有一定的容积 V 与毛细管 13,金属波纹管 12 组成绝对密封容积。系统内充满工作液体硅油。温包全浸入被控介 质之中,当介质温度升高时,硅油的体积急剧膨胀,由于液体的不可压缩特性,密封系统的内 压力增高,迫使金属波纹管 12 向上运动,带动推杆 11 及阀芯阀杆 5 向上移动,直到硅油的体 积增量Δ V 与波纹管 15 位移所形成的体积相等为止,阀芯静止不动。 阀芯的位移与温度变化偏差成正比,当被调介质温度升高使阀门的开度减小,流经阀体的 蒸汽减少,使温度降低。反之,当温度降低时,硅油体积收缩,密封系统内压力下降在弹簧 10、 17 的作用下,使阀门的开度减小,流经阀体的冷水减少,促使温度增高,实现较平稳的比例调 节规律。 加热型 冷却型 - 12 -Page 12 of 14 自力式系列结构介绍及选型说明 例:P1=0.3MPa, P2=0.25Mpa, 流量 Qmax=1000Kg/h, Qnor=600~700Kg/h,介质蒸汽,温度: 180~200 ℃,温度设定点(℃) :75(用于加热型调节) 例:P1=0.4MPa, P2=0.3Mpa, 流量 Qmax=70m3/h, Qnor=60m3/h,介质冷却水,温度:20℃,温 度设定点(℃) :32(用于加热型调节) 电动温度调节阀 工作原理 ZAW 电动温度调节阀是根椐比例式温控执行器来设定温度, 温度检测元件温包插入 被测介质中,热电偶把温度变化转换成相应电阻信号,通过比例式温控执行器使输 出轴作出相应变化,从而推动阀芯使阀芯的位移正比于被测温度的变化量,形成一 定的比例调节特性。实际工况温度可在电动执行器中显示。温度设定通过温度设定 器来设定。 调节精度(℃):± 1~± 20 外形图 电动温度套筒调节阀 允许压差较大, 适用于口径≥100mm, 压力≥1.0Mpa 介质要求比较清洁 - 13 -Page 13 of 14 自力式系列结构介绍及选型说明 电动温度双座调节阀 允许压差较大,适用于口径≥100mm,压力 ≥1.0Mpa 允许有少量颗粒杂质 电动温度单座调节阀 允许压差较小, 适用于口径≤100mm, 压力≤1.0Mpa 允许有少量颗粒杂质 例: P1=0.3MPa, P2=0.25Mpa, 流量 Qmax=5650Kg/h, Qnor=4687Kg/h,介质蒸汽, 温度: 151.8℃, 温度设定点(℃) :97(用于加热型调节) - 14 -Page 14 of 14


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