自力式压力调节阀的选择及应用
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自力式压力调节阀的应用解析[工程类精品文档]本文内容极具参考价值,如若有用,请打赏支持,谢谢!【学员问题】自力式压力调节阀的应用解析?【解答】自力式压力调节阀由于不需要其它外来能源如电源、气源,仅靠介质自身的能量来驱动,既节能又环保,使用方便,安装完毕后设定好压力值即可投进自动运行,所以在对控制精度要求不高,又缺乏电源、气源的场合,得到了越来越广泛的使用。
不过,这种阀门也需正确选型和正确安装、使用,才能保证投进运行后不出现什么题目。
选型方面就不用多说了,比如调节阀是用来控制阀前压力还是阀后压力,介质是常温还是高温,有无腐蚀性,最高工作压力等等,一定要事先搞清楚,我们主要谈谈安装使用方面的题目。
由于我最近碰到一例自力式压力调节阀的使用方面出现的题目,很有代表性。
阀门是用在蒸汽管道上的,投进使用才短短一两个月,用户就报修。
到现场一看,大量蒸汽从调节阀膜头的排气孔中排出,噪声极大,声势惊人。
事故原因,明显是蒸汽没经过冷凝,直接进进膜头,烧坏了膜片。
用于蒸汽管道的自力式压力调节阀,安装时必须在执行器和管道之间加一个冷凝罐,不能让蒸汽进进执行器膜头,而且,调节阀必须头朝下安装,冷凝罐要高于膜头,初次使用,一定要将冷凝罐和膜头中加满水。
看现场的安装方式,询问现场仪表职员,这些都没题目,那么是什么造成的呢?令人百思不得其解。
后来,仔细询问了一个操纵工,无意之下得知:这台阀门安装、投进使用后,冷凝罐和膜头之间的铜管接头一直在断断续续地漏水。
原来是这样,漏水导致冷凝罐里的水慢慢漏光,蒸汽就进进膜头,烧坏了膜片。
由此可见,自力式压力调节阀在蒸汽管道上使用时,安装、维护方面一定要多加留意,为保证调节阀正常运行,千万不能让接头漏水,不能让冷凝罐缺水,要定期检查,适时加水。
实在,不光是自力式压力调节阀,就是其它的自力式调节阀,在使用时也需留意维护和保养才行。
另外,蒸汽压力假如较高,最好选用活塞式执行器,而不取薄膜式执行器,由于膜片一般能承受的压力不超过0.4Mpa,过此固然能用,却要大大降低使用寿命。
1、概述1.1产品的用途和适用范围自力式压力调节阀是一种无需外来能源而只依靠被介质自身的压力变化进行自动调节压力的节能型产品,具有测量、执行、控制的综合功能。
可用于非腐蚀性(最高温度350℃)的液体、气体和蒸汽等介质的压力控制装置。
广泛适用于石油、化工、冶金、轻工等工业部门及城市供热、供暖系统。
1.2 产品的结构及工作原理a 产品结构本产品为直接作用自力式压力调节阀,由阀体、阀芯部件、阀盖、顶盘、上、下膜盖、膜片、弹簧、调节螺母等零部件所组成。
b 工作原理(1)作阀后压力调节时的工作原理:工艺介质的阀前压力P1经过阀芯、阀座的节流后,变为阀后压力P2,P2经过导压管输入到执行器的下膜室内作用在顶盘上,产生的作用力与弹簧的反作用相平横,决定了阀芯、阀座相对位置,控制阀后压力。
当阀后压力P2作用在顶盘上的作用力也随之增加。
此时,顶盘的作用力大于弹簧的反作用力,使阀芯关向阀座的位置,直到顶盘的作用力与弹簧反作用力相平衡为止。
这时阀芯与阀座之间的流通面积减少,流阻变大,从而使P2降为设定值。
同理,当阀后压力P2降低时,作用方向与上述相反,这就是阀后压力调节时的工作原理。
当需要改变阀后压力P2的设定值时,可调整调节螺母。
(2)作用前压力调节时的工作原理:工艺介质阀前压力P1通过阀芯、阀座节流后变为阀后压力P2,同时P1通过导压管输入到执行器的上膜室内作用在顶盘上,产生的作用力与弹簧的反作用力相平横,决定了阀芯、阀座的相对位置,控制阀前压力。
当阀前压力P1增加时,P1作用在顶盘的作用力也随之增加。
此时,顶盘上的作用力大于弹簧的反作用力,使阀芯向离开阀座方向移动,直到顶盘的作用力于弹簧反作用力相平衡为止。
这时,阀芯与阀座之间流通面积变大,流阻变小,从而使P1降为设定值。
同理,当阀前压力P1降低时,作用力方向与上述相反,这就是阀前压力调节时的工作原理。
当需要改变阀前压力P1的设定值时,可调整调节螺母。
(3)作差压控制时的工作原理:工艺介质通过阀节流后,进入被控设备,而被控设备的差压,分别引入阀的上、下膜室,在上、下膜室内产生推力,并与弹簧反力相平衡,从而确定了阀芯与阀座的相对位置,而阀芯与阀座的相对位置确定了差压值△P的大小。
自力式调节阀的用途与原理有哪些?自力式调节阀是工业领域常用的一种调节和控制流体的装置,它通常用于稳压和流量调节。
本文将介绍自力式调节阀的概念,用途和原理。
概念自力式调节阀是一种特殊的压力调节阀。
其调节机构依靠此前压缩过的气体来实现稳压和流量控制。
其核心部件是调节弹簧,根据弹簧的张力大小和阀门开度,自力式调节阀可以控制输出压力和流量。
用途1.压力稳定器自力式调节阀广泛应用于气体压力稳定器。
在气源压力波动较大的情况下,通过自力式调节阀稳定器可以获得稳定的输出气压。
应用场景包括气动工具、气压机及空气压缩系统等。
2.流量控制器自力式调节阀还可以用于气体和液体的流量控制,比如氧气供应系统、污水处理系统、真空系统等。
通过微调弹簧张力和阀门开度,可以实现精准的流量控制。
3.温控器自力式调节阀还可以用于温控系统。
通过控制液体、气体的流量,控制温度的变化,例如水温控制系统、热水器控制系统等等。
原理自力式调节阀的调节弹簧通过气路和阀门进行解压和加压,在受控介质向下通流的过程中,阀门的开度和弹簧张力会相互影响,从而实现介质输出的稳压和流量控制。
在自力式调节阀中,主要包括压力传感元件、调节机构和输出部件三个部分。
•压力传感元件:压力传感元件可以将受控介质输出的压力信号转化为弹簧张力信号。
•调节机构:调节机构包括弹簧、阀门和活塞,在弹簧受力驱动下,通过阀门调节介质的输出压力和流量。
•输出部件:输出部件将介质输出到外部环境中,包括进出口接头、输出管路等。
此外,自力式调节阀还有一些特殊的设计,例如双膜片式自力式调节阀、比例自力式调节阀等。
这些设计主要是为了满足一些特殊的控制要求,可以根据实际场景进行选择。
总的来说,自力式调节阀由于具有稳定性好、控制精度高、使用方便等特点,被广泛应用于压力控制和流量控制等领域。
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。
自力式调节阀的选型及应用摘要:在我们厂炼油的生产运行过程中,为了保证回路压力控制的稳定性,减少驱动能源的消耗,需要对回路压力进行精确的、无需外加驱动能源的自动调节,以降低工艺生产能耗,提高采收率。
关键词:自力式调节阀先导式节能选型引言本文首先介绍了现有自力式调压阀的基本原理、分类、特点及发展状况,对自力式调节阀作出了分类比较,并对自力式调节阀与控制阀的原理和特点进行了对比。
最后在对比分析各类型自力式调节阀原理和技术性能指标的基础上,总结了自力式调节阀的选型方法。
一、概述仪表控制系统是炼油工程中的关键环节之一,它是各种炼油工艺开发设施的大脑和安全卫士。
仪表控制系统一方面连续检测和控制各种工艺生产、公用设备的正常运行,另一方面又对各种意外事故进行实时监测,一旦出现意外问题,第一时间进行报警并经过系统逻辑自动地进行处理,以便将不安全的因素控制在最小的范围内,从而保障炼油装置的生产安全,确保人员设施的安全。
1.自力式调节阀的分类1.1按用途可分为减压阀(控制阀后压力)、背压/泄压阀(控制阀前压力)、压差控制阀(控制两个压力差)等。
1.2按工作方式分类可以分为直接作用式、先导式和外部加载式等。
二、自力式调节阀的应用1.自力式调节阀在压力容器中的应用自力式调节阀现已广泛应用于石化炼油的工艺流程中,下面就针对自力式调节阀在压力容器的稳压调节的应用进行分析。
1.1对蒸汽工况的应用绝大多数的加热工艺需要的是低压蒸汽,原因在于低压蒸汽含有更多的潜热,这就意味着只需要少量的蒸汽就可以得到所需的热量,这就要用到减压调节作用的自力式调节阀。
根据具体工况,可以进行单级减压也可以进行多级减压。
(2)工艺生产流程自力式调节阀也可用于生产过程中的控制,和储存工艺的控制。
2.自力式调节阀在大型常压储罐中的应用2.1 大型常压储罐的介绍在常压储罐的工艺中,氮封是一种常用的密封工艺。
氮封系统就是指一种利用惰性气体密封,使储存物体与外界空气隔绝的一种工艺。
自力式压力调节阀规格及技术参数
沃中自力式压力调节阀详细资料:
一、自力式压力调节阀的产品概述
自力式压力调节阀由阀体、阀座、阀芯部件等零部件组成,是一种无需外来能源而只依靠被调
介质自身的压力变化进行自动调节压力的节能型产品,可用于非腐蚀性(最高温度350C )的液体、气体和蒸汽等介质的压力控制装置。
自力式压力调节阀广泛适用于石油、化工、冶金、轻工等工
业部门及城市供热、供暖系统。
二、自力式压力调节阀产品特点
♦型号、规格
三、自力式压力调节阀技术参数
注:
1、液体〉140C、气体〉80 C时阀倒装;
2、Z值:噪音衡量系数,该值用来衡量噪音大小,具体计算详见自力式调节阀选择指南。
四、自力式压力调节阀规格重量
♦
沃中阀门制造有限公司通过多年的努力和技术创新,目前在自力式压力调节阀/自力式温度调节阀技术方面,我公司已具备成熟的生产技术,生产的自力式压力调节阀质量优秀,压力调节阀能力高性能稳定,外形美观,是各种管道工程设备采购压力调节阀的首选. 欢迎来电定购.请与我们联系!。
价值工程———————————————————————作者简介:姜纪财(1967-),男,浙江杭州人,研究方向为自力式调节阀的应用与探讨。
0引言自力式调节阀又称自力式控制阀,通过将管道阀体内流体介质的压力、流量等属性作为驱动阀门的动力源,完成自动控制阀门操作。
自力式调节阀主要用来平衡稳定阀体前后压力、温度、流量,相比于外接动力电源的调节阀,重点是控制介质稳定平衡而不是调节。
自力式调节阀由于结构简单,操作简易,维护检修作业量较少,尤其是不需要辅助外置电源的特点,被广泛应用于石油、供暖、供气等没有供电且又需要进行控制的场所。
1自力式调节阀分类自力式调节阀按照执行机构分为活塞式和薄膜式;根据阀座的形式,可以划分为三种类型,即是单、双、套筒式;根据控制参数分类能将其分为四类:一是控制管网中某分支流量;二是控制某部分压差;三是控制接交换设备的出口温度;四是控制供暖系统的温度。
按照作用方式可以分直接作用方式和间接作用方式,直接作用式调节阀通过弹簧弹力与反馈信号平衡的原理完成调节阀的自动调节;间接作用式调节阀则新增了一个先导阀装置,该装置通过将放大后的反馈信号作用于执行机构,由执行机构驱动主阀阀杆,由阀杆带动阀芯,从而达到调整阀门开合程度的目的,进而实现平衡调整管道参数的作用;从用途分区进行分析,自力式调节阀门又可以划分为温度、压力与流量控制阀,压力调节阀的反馈信号是调节阀的前端或后端压力,当压力信号通过信号管传入执行机构完成开关调节操作。
如果是流量调节阀,一般在阀门出口设置一个阻力装置,通常阻力装置为一个孔板,孔板两端的压差信号经过采集后传入到执行机构,然后由执行机构完成流量调节。
温度调节阀则是在阀门出口设置温度传感装置或者温包,通过温度传感器内介质热胀冷缩的变化来驱动执行机构。
具体分类见表1。
2自力式调节阀工作原理及特点2.1自力式调节阀的工作原理2.1.1自力式压力调节阀工作原理自力式压力调节阀按照取压点位置可分为阀前与阀后两类,结合生产需要,需要调节阀前压力恒定的则将取压点设置在阀前,设置在阀后的则是为了调节阀后压力恒定。
自力式调节阀的用途与原理有哪些自力式调节阀是一种自动控制阀,广泛应用于各种工业领域,例如化工、石化、水处理等。
它的作用是在保持稳态的前提下,让介质的流量自动调节到一个设定值。
本文将介绍自力式调节阀的用途与原理。
自力式调节阀的用途自力式调节阀有以下几个应用场景:1. 流量控制自力式调节阀能够实现介质的流量自动调节,并且能够保持稳态。
因此,它广泛应用于各种流量控制系统,例如水处理、空调系统等。
在这些系统中,自力式调节阀可以根据设定的流量要求,自动调节介质的流量,从而满足系统的工作需求。
2. 压力控制自力式调节阀还可以应用于各种压力控制系统。
例如,在化工流程中,需要将某种介质的压力控制在一个合理的范围内,这时就可以使用自力式调节阀。
它可以根据压力变化自动调节开度,从而控制介质的压力达到设定值。
3. 温度控制在各种加热和冷却系统中,自力式调节阀都有广泛的应用。
例如,在工业热水循环系统中,可以安装自力式调节阀来控制介质温度。
当水温达到设定值时,自力式调节阀会自动调节流量从而维持温度稳定。
4. 液位控制自力式调节阀还可以应用于各种液位控制系统。
例如,在储罐、水塔等容器中,可以安装自力式调节阀来控制液位。
当液位低于设定值时,自力式调节阀会打开,增加流量使得液位上升。
当液位达到设定值时,自力式调节阀会自动调节流量使得液位稳定在设定值。
自力式调节阀的原理自力式调节阀的工作原理是基于阀芯与弹簧之间的平衡关系。
通常自力式调节阀中都有一个可调节的旋钮,旋钮的调节会影响阀弹簧的紧度,从而影响阀芯的开度。
当介质流量发生变化时,压力差会改变阀芯上下移动的平衡状态,进而改变阀芯的开度,从而调节介质的流量。
因此,自力式调节阀可以实现自动调节介质流量并且保持稳态的功能。
总之,自力式调节阀是一种非常重要的自动控制阀,在工业生产中有着广泛的应用。
根据不同的应用场景,我们可以选择不同材质、不同规格、不同类型的自力式调节阀来满足我们的需求。
自力式压力调节阀的选择及应用
1 自力式压力调节阀分类及工作原理
1.1 自力式压力调节阀分类
按阀后、阀前控制分为两类:自力式阀后(减压)控制阀;自力式阀前(泄压)控制阀。
按是否带指挥器分为两大类:直接作用型自力式压力调节阀;指挥器操作型自力式压力调节阀。
1.2 自力式压力调节阀工作原理
如图1所示,自力式阀前压力调节阀,其阀芯初始位置在关闭状态。
阀前压力经阀芯、阀座节流后,变为阀后压力,同时经过取压管输入至上膜室内作用在膜片上,产生的作用力与弹簧的反作用力相平衡,决定了阀芯、阀座的相对位置,从而控制阀前压力。
当增加时,作用于膜片上的力也随之增加。
此时膜片上的作用力大于弹簧的反作用力,使阀芯向离开阀座的方向移动,这时阀芯与阀座之间的流通面积变大,流阻变小,向阀后泄压,直到膜片上的作用力与弹簧反作用力相平衡为止,从而使降为设定值。
同理,降低时,动作方向与上述相反,这就是阀前压力调节的工作原理。
2 自力式压力调节阀流量系数的计算
流量系数(流通能力),是调节阀的重要参数。
它反映流体通过调节阀的能力,亦即反映调节阀的容量。
根据计算出的流量系数值的大小,选择阀的额定流量系数,就可以确定调节阀的公称通径。
如果选择的额定流量系数过大,就会使调节阀经常工作在小开度的情况下,影响控制质量,引起振荡和噪音,缩短阀的使用寿命。
相反,如果选择的额定流量系数过小,则会使调节阀的开度过
大,阀门超负荷运行,不能满足流量要求,容易出现事故,造成不必要的浪费。
为了合理选择调节阀的尺寸,必须正确计算调节阀的流量系数值。
调节阀的额定流量系数定义:在规定条件下,即阀的两端压差为100kPa,流体密度为时,额定行程时流经调节阀的流量是以立方米每小时或吨每小
时计的流量数。
2.1 液体的值计算
1)非阻塞流
判别式
流量系数计算公
式(1)
式中:;为压力恢复系数;为液体临界压力比系数;
为阀入口温度下介质的饱和蒸汽压(绝对压力),kPa;为热力学临界压力
(绝对压力),kPa;为液体流量,;为液体密度,;为阀前压力(绝对压力),kPa;为阀后压力(绝对压力),kPa。
(2) 阻塞流
判别式
流量系数计算公式
(2)
由式(2)可以看出,在阻塞流情况下,值的计算公式有变化,压差一项
用代替实际压差。
这样,比用实际压差计算出的值要大,即由
于阻塞流的作用,使阀的流通能力不能充分发挥,必须按更大的值来选择阀的
口径,才能满足流量的要求。
2.2 低雷诺数修正(高黏度液体值计算)
液体黏度过高时,由于雷诺数下降,改变了流体的流动状态。
在<2300时,流体处于层流低速流动,这样按原公式计算出的值就会导致较大的误差,实际
流通能力达不到计算值,必须进行修正。
当液体为高黏度时,调节阀流量系数的的计算公式为
(3)
式中:——黏度修正系数,按查图2求得。
关于在流体力学中已有论述,主要与流体性质及流经的管路两方面因素有关。
对于只有一个流路的自力式调节阀,的计算公式为:
(4)
对于只有两个平行流路的自力式调节阀,的计算公式为:
(5)
式中——不考虑黏度修正时的流量系数;
——流体运动粘度,。
2.3 气体的值计算
气体与液体不同,它具有可压缩性。
气体流过调节阀后,密度变小,不能再
用液体公式来计算。
关于气体的值计算方法,目前有阀前密度法、阀后密度法、平均密度法、压缩系数法等多种方法。
因为平均密度法的计算结果比较接近实验
数据,故应用最多。
这里推荐采用平均密度法来计算气体的值。
当时
(6)
当时
(7)式中——标准状态下气体流量,;
——绝对压力,kPa;
——阀前后压差,kPa;
——气体相对密度,空气=1;
——气体温度,℃。
2.4 蒸汽的值计算
1)饱和蒸汽
当时
(8)
当时
(9)
式中——蒸汽流量,kg/h;
——蒸汽修正系数
2)过热水蒸汽
当时
(10)
当时
(11)
式中——水蒸汽过热温度,℃。
2.5 两相流值的计算
1)液体与非凝气体进入控制阀,若没有发生液体汽化,而且流速能保持一种湍流的均匀混合流:
(12)
式中:W——重量流量kg/h
、——上游、下游重度
2)液体及其蒸汽进入控制阀,发生更多的液体汽化,如果流速能保持一种
湍流的均匀混合流:
(13)
3自力式压力调节阀的口径的选择
根据工艺生产能力、设备负荷确定最大流量和最小流量、;根据系统
特点、压力分配和管路损失,确定最大压差和最小压差、;按流量系数
计算公式,求得最大流量和最小流量时的流量系数、;根据求出的,在产品样本中选取大于并最接近的值;由计算出的、验算
阀的开度(一般要求阀开度在之间);根据、计算可调比(一
般要求:1);各项计算验证合格后,根据值,确定调节阀的口径。
4 适用场所的应用情况分析
具体选择时,应根据被调介质的种类、性质、温度、压力及工艺要求的其他
条件,遵循以下的选择原则:阀的结构形式应能满足介质温度、压力、流动性、
腐蚀性、控制范围以及严密性要求;阀的材料应能满足介质温度、压力、腐蚀性
要求;阀的额定流量系数及口径应能满足工艺的流量要求;阀的允许压差应能满
足现场实际压差的要求;阀的实际使用条件应与计算选择时考虑的相一致。
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般控制阀要严谨。
工艺参数确定后,不允许有较
大范围的更改。
被控参数经常改变(调整)的场合,应使用气动或电动调节阀,
自力式压力调节阀一般应用在非腐蚀性工艺条件下。
2) 选用允许压差时,应注意到该产品的允许压差值小的特点。
根据工艺介
质的最大工作压力来选择调节阀的公称压力时,必须对照工艺温度条件综合选择,因为公称压力是在一定基准温度下依据强度条件定出。
一旦工作温度超过了基准
温度,其允许的最大工作压力必定低于公称压力,这一点应该引起足够的重
视。
5 结束语
通过合理精确的工艺参数计算调节阀的流量系数,是调节阀口径选择的关键
所在,使调节阀工作在最佳的开度范围内,大大提高它的使用寿命,使计量仪表
的计量值更加精确。
节省工程投资费用,便于生产管理,维修工作量减少,具有
较好的经济效益。
参考文献
1 侯鹏倩.自力式调节阀及其应用.石油化工自动化2005,(1):83-84.
2 严一,王松田.自力式压力调节阀的特点及应用.石油化工自动化2004,(4):89-91.。