自力式高粘度調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)分析根據(jù)上述工藝要求，為了保證控制系統(tǒng)介質(zhì)正常使用時(shí)的壓力，可選擇一臺(tái)閥降壓也可以選擇兩臺(tái)，但考慮到后工段*關(guān)閉介質(zhì)時(shí)的特殊要求，選擇使用兩臺(tái)閥進(jìn)行雙級(jí)降壓能夠更好的分解設(shè)定壓力，減小單臺(tái)閥過重的負(fù)載，以化的方式滿足此工藝要求。
介質(zhì)由箭頭方向流入閥體，經(jīng)閥座、閥芯節(jié)流后輸出。另一路經(jīng)取壓管（介質(zhì)為蒸汽時(shí)加冷凝器）被引入執(zhí)行機(jī)構(gòu)作用于膜片上，使閥芯 隨之發(fā)生相應(yīng)的位移，達(dá)到泄壓、穩(wěn)壓的目的。如閥前壓力增加，作用于膜片上的力增加，壓縮彈簧，帶動(dòng)閥芯，使閥門開度增大，直至閥前壓力下降至設(shè)定值為 止。同理，如閥前壓力降低，作用在膜片上的力減小，由于彈簧的反作用力，帶動(dòng)閥芯，使閥門的開度加小，直至閥前壓力上升至設(shè)定值為止。若閥前壓力小于設(shè)定 值則該閥一直是關(guān)閉的。
（1）在閥內(nèi)件設(shè)計(jì)方面，兩臺(tái)閥的密封形式均采用軟密封形式，以提高閥的泄漏等級(jí)，減小因內(nèi)漏造成的閥后壓力升高。
（2）兩臺(tái)閥需要合理分配設(shè)定壓力。臺(tái)閥的關(guān)鍵任務(wù)①當(dāng)系統(tǒng)正常使用介質(zhì)時(shí)降低大部分閥前壓力，使閥后壓力穩(wěn)定在一個(gè)適中的壓力值上②能夠切斷介質(zhì)且在切斷介質(zhì)后閥后壓力只有小幅上升以利于第二臺(tái)閥的控制。第二臺(tái)閥的任務(wù)除了正常的減壓外，也應(yīng)能較好起到切斷介質(zhì)的作用，并在臺(tái)閥因其他未知原因不能正常關(guān)閉的情況下起到二次切斷介質(zhì)的作用，終保證閥后壓力小于田伙幾，滿足工藝要求。
（3）在關(guān)鍵的控制元件一一彈簧的設(shè)計(jì)中，需充分考慮兩臺(tái)閥的作用。相對來說第二臺(tái)閥的彈贊承受壓力的變化較大，特別是兩臺(tái)閥在關(guān)閉介質(zhì)時(shí)，閥后的壓力都會(huì)有一定的變化，單單對于第二臺(tái)閥來說閥前壓力和閥后壓力均有所變化，根據(jù)系統(tǒng)受力平衡分析，閥后壓力升高的幅度對彈簧的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于閥前壓力，所以此時(shí)彈簧所承受的負(fù)載也相對變大，因此在設(shè)計(jì)計(jì)算此彈簧時(shí)應(yīng)充分考慮這一因素。
（4）調(diào)節(jié)閥距控制系統(tǒng)末端有800∼1000米左右的輸送管道，當(dāng)控制系統(tǒng)末端關(guān)閉后重新開啟時(shí)產(chǎn)生的瞬間高壓會(huì)慢慢的消耗在輸送過程中，所以此壓力在這種工況下可以忽略不計(jì)。
（5）此工藝要求兩臺(tái)閥須頻繁的打開和關(guān)閉，所以閥的關(guān)鍵部件所采用的材料也應(yīng)合理捧擇，并建議用戶及時(shí)更新易損件，以保障產(chǎn)品的良好性能。 項(xiàng)目名稱
PROJECT | 危險(xiǎn)固廢焚燒系統(tǒng)技術(shù)改造項(xiàng)目公用工程 | 圖號(hào)
DWG.NO. | 20203204-000-ZK-03-10 | 設(shè)計(jì)
DES. | | | 用戶
CLIENT | | 設(shè)計(jì)階段
STAGE | 施工圖 | 版次
REV. | 0 | 校核
CHK. | | | 裝置/主項(xiàng)
DEVICE/SUBJECT | 公用工程（000） | 專業(yè)
SPECIALTY | 自控 | 工程編號(hào)
PNO | 20203204 | 審核
APPD. | | | | 1 | 位號(hào) TAG NO. | ZCV-001 | ZCV-002 | | 2 | | 3 | 數(shù)量 Q'ty | 1 | 1 | | 4 | 用途 Service | 天然氣去固廢焚燒裝置 | 低壓蒸汽去固廢焚燒裝置 | | 5 | | 6 | P&ID號(hào) P&ID NO | | | | 7 | | 8 | 管道或設(shè)備號(hào) LINE ＆ EQUIP.NO. | FG-1001-125-M1B | LS-001-80-M1B-H | | 9 | | 10 | 管道規(guī)格 PIPE SPEC | Φ133×4 | Φ89×4 | | 11 | 管道材質(zhì) PIPE MATER. | 20# | 20# | | 12 | 流體參數(shù) | 介質(zhì) Fluid | 天然氣 | 低壓蒸汽 | | 13 | Fluid data | | 14 | | 溫度 Temp. | 操作Oper. | 常溫 | 158.7 | | 15 | | (Deg. C) | 設(shè)計(jì)Des. | | | | 16 | | 壓力 Press | 閥前 Upstream | 0.4 | 0.6 | | 17 | | (Mpa.G) | 閥后 Downstream | 0.2 | 0.3 | | 18 | | 流量 | 小 Min. | 0 | 0 | | 19 | | (Mpa.G) | 正常 Nor. | 800Nm3/h | 1600kg/h | | 20 | | | 大 Max. | 1000Nm3/h | 2000kg/h | | 21 | | 大關(guān)閉壓差 Max.shut-off press(MPa) | 0.4 | 0.6 | | 22 | | 基準(zhǔn)密度Refer.Density kg/Nm3 | | | | 23 | | 操作密度 Oper.Density kg/m3 | | 3.169 | | 24 | | 動(dòng)力粘度 Dyn Visc(mPa.s) | 11.067 | | | 25 | | 分子量Molecular Weigh | | | | 26 | | 壓縮系數(shù) Compress factor | | | | 27 | 閥規(guī)格 | 型號(hào) Model | | | | 28 | Specification | 型式 Type | 截止閥(閥后取壓) | 截止閥(閥后取壓) | | 29 | | 計(jì)算CV值 Cal.Cv | | | | 30 | | 選擇CV值 Valve Cv(Calculated) | | | | 31 | | 公稱通徑 Nominal diameter(mm) | DN125 | DN80 | | 32 | | 連接尺寸 | 尺寸 Size | PN16 DN125 | PN16 DN80 | | 33 | | Process | 標(biāo)準(zhǔn) Rating | HG/T20592-2009 RF | HG/T20592-2009 RF | | 34 | | connection | | | | 35 | | 閥門泄露等級(jí)Valve Leakage Class | IV | IV | | 36 | | 防護(hù)等級(jí) Enclosure class | IP65 | IP65 | | 37 | 材料 | 閥體 Body | 碳鋼 | 碳鋼 | | 38 | Material | 填料(密封管/座)'Packing(Gland /Seat) | PTFE | PTFE | | 39 | | 閥座材料 Seat | 304 | 304 | | 40 | | 閥芯(板)材料 Plug | 304 | 304 | | 41 | | | | | | 42 | 附件 | | 銘牌 | 銘牌 | | 43 | Accessory | | | | | 44 | | | | | | 45 | 備注 | | | | 閥門實(shí)際數(shù)據(jù)以實(shí)際采購廠家的終計(jì)算書為準(zhǔn) | | 46 | Remark | | | | 閥門及其附件應(yīng)在工廠安裝、接線、配管、調(diào)校后成套提供 | | 47 | | | | | | 供貨商配套提供符合工況等級(jí)的配對法蘭、螺栓及墊片 | | 48 | | | | | | | | | | | 49 | | | | | |
自力式高粘度調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)分析
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。 
特殊介質(zhì)中的應(yīng)用及注意事項(xiàng)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)場合，就需從下述兩方面綜合考慮。
1)被調(diào)介質(zhì)黏度對執(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。
自力式高粘度調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)分析高黏度的介質(zhì)不宜使用
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。
自力式高粘度調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)分析使用在腐蝕性介質(zhì)場合應(yīng)慎重對待
自力式調(diào)節(jié)閥使用在腐蝕性介質(zhì)場合，與使用在黏度較高的場合一樣，需要從介質(zhì)對執(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。
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。
自力式高粘度調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)分析 安裝方式：
1、閥在氣體或低粘度液體介質(zhì)中使用時(shí)，通常ZZY型自力式調(diào)節(jié)閥為直立安裝在水平管上，當(dāng)位置空間不允許時(shí)才倒裝或斜裝。(當(dāng)確認(rèn)介質(zhì)很潔凈時(shí)，件3可不安裝)2、閥在蒸汽或高粘度液體介質(zhì)中使用時(shí)，通常ZZY型自力式調(diào)節(jié)閥為倒立安裝在水平管上(1) 冷凝器應(yīng)高于調(diào)壓閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)而低于閥前后接管。使用前冷凝器應(yīng)灌滿冷水，以后約3個(gè)月灌水一次。 (2) 取壓點(diǎn)應(yīng)取在調(diào)壓閥適當(dāng)位置，閥前調(diào)壓應(yīng)大于2倍管道直徑，閥后調(diào)壓應(yīng)大于6倍管道直徑。(3) 為便于現(xiàn)場維修及操作，調(diào)壓閥四周應(yīng)留有適當(dāng)空間，閥前后應(yīng)設(shè)置截止閥與旁路手動(dòng)閥(4) 調(diào)壓閥通徑過大(DN≥100 時(shí))，應(yīng)有固定支架(5) 當(dāng)確認(rèn)介質(zhì)很潔凈時(shí)，件3可不安裝(6) 自力式調(diào)節(jié)閥可以比管道通徑小，但過濾器和截止閥不能 彈簧式自力式壓力調(diào)節(jié)閥工作原理，以常用型閥后式為例（見圖1），閥芯的初始位置為開啟狀態(tài)，閥后壓力P2經(jīng)導(dǎo)壓管輸入上膜室作用在執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜片上，其作用力與彈簧的作用力相平衡時(shí)的閥芯位置決定了閥的開度，從而控制閥后壓力。當(dāng)閥后壓力P2增加時(shí)，P2作用在膜片上的作用力也隨之增加。此時(shí)，膜片上的作用力大于設(shè)定彈簧的作用力，使閥芯向著關(guān)閉的位置運(yùn)動(dòng)，閥的開度減小，P2降低，直到膜片上的作用力與彈簧作用力相平衡為止，從而使P2降為設(shè)定值。同理，當(dāng)閥后壓力P2降低時(shí)，動(dòng)作方向與上述方向相反。自力式壓力調(diào)節(jié)閥的閥前式調(diào)節(jié)其閥芯的初始位置為關(guān)閉狀態(tài)，其力平衡原理與閥后式相同（見圖2）。 
自力式壓力調(diào)節(jié)閥優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)工作量小壓力設(shè)定點(diǎn)可調(diào)且范圍寬，便于用戶在設(shè)定范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)閥內(nèi)采用壓力平衡機(jī)構(gòu)，使調(diào)節(jié)閥反應(yīng)靈敏、控制精確、允許壓差大被調(diào)介質(zhì)為腐蝕性低、具有流動(dòng)性的輕質(zhì)油品、水、空氣等，也可控制溫度在350℃以下的非腐蝕性氣體、蒸汽等。對于高溫、高貓度的介質(zhì)需要配置冷凝器、隔離罐等附件。此產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于天然氣采輸、城市供熱及冶金、石油、化工、電力等行業(yè)中介質(zhì)連續(xù)使用工況下的調(diào)節(jié)控制。但此產(chǎn)品在閥后介質(zhì)用量減少、或無用量時(shí)、或者間斷用量時(shí)的控制又會(huì)如何呢?fù)?jù)用戶反應(yīng)的現(xiàn)象是調(diào)節(jié)閥會(huì)出現(xiàn)泄露情況，導(dǎo)致閥的前后差壓*相等當(dāng)使用末段關(guān)閉后重新開始使用介質(zhì)時(shí)，閥門又恢復(fù)了減壓功能，同時(shí)存在憋壓后再開啟時(shí)造成瞬間高壓沖擊，極有損壞設(shè)備的可能性。下面以我公司該產(chǎn)品在某企業(yè)的應(yīng)用實(shí)例來闡述彈簧式自力式壓力調(diào)節(jié)閥（以下簡稱閥）針對這類特殊工況的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。
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