自力式調節閥應用領域

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之前介紹化工裝置調節閥故障維護，現在介紹自力式調節閥自力式調節閥的適用范圍：
自力式調節閥是一種無需外來能源而只依靠調介質自身的壓力變化進行自動調節壓力的節能型產品．具有測量、執行、控制的綜合功能。廣泛適用于石油、化工、冶金、輕工等工業部門及城市供熱、供噯系統。本產品可用于非腐蝕性(zui高溫度350℃)的液體、氣體和蒸汽等介質的壓力控制裝置。
自力式調節閥應用領域自力式調節閥的技術特點：
自力式壓力調節閥是不需要任何外加能源，利用被調介質自身能量而實現自動調節的執行器產品。該產品zui大特點，能在無電、無氣的場所工作，同時又節約了能源，壓力設定值在運行中可隨意調整。采用快開流量特征，動作靈敏、密封性能好，因而它廣泛應用于石油、化工、電力、冶金、食品、輕紡、機械制造與居民建筑樓群等各種工業設備中各種氣體、液體及蒸汽介質減壓、穩壓（用于閥后調節），或泄壓、持壓（用于閥前調節）的自動控制。附設冷凝器可在≤350℃溫度下使用。

自力式壓力調節閥分類及工作原理

1.1自力式壓力調節閥的分類

1）按閥后、閥前控制分為兩類：自力式閥后（減壓）控制閥；自力式閥前（泄壓）控制閥。

2）按是否帶指揮器分為兩大類：直接作用型自力式調節閥；指揮器操作型自力式調節閥。

1.2自力式調節閥應用領域工作原理

1）自力式閥后壓力調節的工作原理。閥前壓力P1經過閥芯、閥座的節流后，變為閥后壓力P2。P2經過管線輸入上膜室內作用在頂盤上，產生的作用力與彈簧的反作用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對位置，控制閥后壓力。當P2增加時，P2作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時，頂盤上的作用力大于彈簧的反作用力，使閥芯關向閥座的位置。這時，閥芯與閥座之間的流通面積減少，流阻變大，P2降低，直到頂盤上的作用力與彈簧反作用力相平衡為止，從而使P2降為設定值。同理，當P2降低時。作用方向與上述相反，這就是閥后壓力調節的工作原理。

2）自力式閥前壓力調節的工作原理同閥后壓力調節的工作原理，應注意閥芯反裝。

1.3自力式壓力調節閥與控制閥的區別

這兩類產品的區別，主要在于控制閥既需要外界能源（如電源或氣源）做驅動能，又需要接受外來控制儀表信號才能改變閥內截流件相對位置，從而實現改變流體流量。而自力式壓力調節閥則既不需外來能源，又不需要接受外來控制儀表信號，僅靠被調介質的壓力信號，便可實現壓力調節。

2自力式壓力調節閥的特點

由于自力式壓力調節閥沒有外來驅動能源。因此該產品的操作力較小，它具有如下特點。

1）平衡式閥芯結構，如平衡型單座。雙閥芯平衡型，套筒平衡型等。

2）快開流量特性，其閥芯為平板型。

3）公稱通徑與閥體特征：DN20~100mm（或125）。閥上設有波紋管，閥芯為單座（有的廠家產品DN20mm的沒波紋管，閥芯也為單座）；公稱通徑大于100mm時。閥上蓋內不設波紋管，閥芯為雙閥芯或套筒結構。

4）執行機構種類推薦：設定值≤0.6MPa時，選薄膜式執行機構；設定值>0.6MPa時，選氣缸式執行機構。

3安裝方式

3.1直管段的設置

自力式壓力調節閥前、后應盡量保持一定的直管段（一般為6D（管徑）左右）。閥前取壓點距閥的距離應大于2D；閥后取壓應大于6D。閥前、后還應裝有壓力表，壓力表應靠近取壓點，以便使設定值與取壓值真實一致。

3.2旁路系統的設置

為保證檢修及出故障時生產能繼續運行，設置旁路系統。

3.3過濾器的設置

該系統中的過濾器在工藝介質干凈、沒雜質的情況下，可以省略。

當介質中有雜質或用帶指揮器的自力式壓力調節閥時應裝過濾器，以防阻塞引壓管路或指揮器、卡死氣缸執行機構及閥芯等。

若限于管路安裝空間或經費，可將過濾網裝在閥前的截止閥上游處。取代過濾器。

3.4安裝方式與介質、溫度的關系

1）自力式壓力調節閥安裝方式原則上宜采用，氣體介質正立安裝（執行機構在上、閥體在下），液體與蒸汽介質倒裝。

2）氣體介質溫度高于70℃低于140℃、液體介質溫度高于140℃時，自力式壓力調節閥除采用倒裝外，還應在引壓管路上加裝隔離罐，并應在引壓管路、隔離罐、膜頭處注滿冷媒，以防膜片受高溫老化。

3）氣體介質溫度高于70℃低于140℃時.若仍采用正立安裝，應在設計文件（設備表）中注明采用高溫膜片（如乙丙橡膠膜片、硅橡膠膜片等），否則會造成普通膜片老化。

4應用及注意事項

4.1適用場所的應用及注意事項

上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥,氣動截止閥,電動蝶閥,氣動蝶閥自力式壓力調節閥主要適用于沒有腐蝕性且黏度低的液體、氣體、蒸汽（zui高溫度可達300~350℃）等介質的壓力控制。如輕質油品、水、水蒸汽、空氣等。在設計條件提供與閥門選用時應注意以下情況。

1）所提閥前、閥后壓力及設定值條件應接近實際工藝條件。

自力式壓力調節閥對所提工藝條件的要求較一般控制閥要嚴謹。工藝參數確定后，不允許有較大范圍的更改。由于該類產品所允許的設定值調整范圍較小。一般直接作用型調節閥其設定值允許偏差為±8%、帶指揮器操作型調節閥其設定值允許偏差±4%左右。若超出設定彈簧的允許調壓值，為達到原設定值要求，則必須通過更換設定彈簧的辦法才可實現，這需送回生產廠才能完成。

2）選用允許壓差時，應注意到該產品的允許壓差值小的特點。這是由于該產品輸出力小及波紋管內外允許壓差小，導致允許壓差較普通控制閥小，且無法像普通控制閥可通過提高供氣壓力來增大壓差。特別在小口徑時兩者壓差相差更大。

表1允許壓差比較表

DN/mm1520254050

Δp（直接作用型壓力調節閥）/MPa

1.61.61.61.61.6

Δp（ZJHP精小型單座調節閥）/MPa6.46.46.43.39

注：Δp為允許差壓。

3）因自力式調節閥調節精度為±5%及流量特性為快開特性所致，因此只適用無外來能源和調節品質要求不高的場合。

4）該產品不宜在往復泵出口壓力—流量調節方案中使用。該方案是旁路調節法常見方法之一。在該方案選型時，應注意其壓力控制回路不宜“采用直接作用式（自力式）壓力調節閥”。這是因為為確保自力式壓力調節閥正常工作，該產品要求工藝參數確定后，不允許有較大范圍的變動。若用于往復泵時，由于往復泵輸出流量是周期性脈動，造成該閥在設定值附近處于周期性脈動，因而達不到穩定壓力的作用，使整個控制系統無法正常工作。以上分析可知，自力式閥前控制閥用于往復泵出口做泄壓控制是可行的方案。即該閥在設定值附近處于周期性脈動，使泵出口壓力不超出設定壓力值。該方案已在上海煉油廠罐裝站應用多年。

4.2特殊介質中的應用及注意事項

4.2.1黏度較高的介質中的應用

從自力式壓力調節閥的原理和結構特點可知。該產品能否應用在黏度較高的介質場合，就需從下述兩方面綜合考慮。

1）被調介質黏度對執行機構—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，以使黏稠介質不堵塞引壓管和進入到執行機構內，影響被調介質作用力的傳送。

2）被調介質黏度對閥內件及平衡元件—波紋管的影響。

這是由于被調介質流過閥內件時，將被引入平衡壓力元件—波紋管內與外，黏度過高將使其無法起到壓力平衡作用。若介質在停工后易凝固也將使波紋管無法在開工后正常工作。

上述分析，歸根結底是介質黏度值的界定問題。目前，國內制造廠的產品樣本未見推薦值。國外已有廠家推薦，在油和液體情況下，允許使用的介質運動黏度為600mPa•S；Samson允許的介質黏度為100mPa•s（密度0.8）。只有當上述兩要求均滿足時，才能使用。這已有很多實例證明。如SENMI生產的該類產品，已在上海石化廠罐區乙焦油壓控上（黏度為190mPa•S）、延安煉油廠燃料油—重油壓控上（黏度為135mPa•s）使用多年。

4.2.2高黏度的介質不宜使用

4.2.3不允許泄漏的氣體介質中的應用

不允許泄漏的氣體介質使用時，出于安全原因及避免貴重氣體浪費因素，應考慮下述兩點。

1）填料函及其他連接處的密封性能達到標準。

該產品應符合國家標準GB/T4123-92氣動調節閥要求無滲漏現象，這一點同一般控制閥要求一樣。

2）氣動執行機構的氣室密封性要求要確保無滲漏。

該產品要求比GB/T4123-92規定高，不允許滲漏。因為GB/T4123-92標準對氣室的密封性規定：“氣動執行機構的氣室應保證氣密性。在額定氣源壓力下，5min內薄膜氣室內的壓力下降不得大于2.5kPa；”國內該類產品鑒于沒統一的產品標準，有不少產品對該項要求不嚴或沒考慮此種氣體介質使用要求，僅參照GB/T4123-92生產，這對安全生產或節約貴重原料造成不利。因此該產品不適宜用于液化氣減壓，若要采用，需要與制造廠詳細討論。

自力式調節閥與自力式減壓閥的三大特點
一、調節精度
自力式調節閥是由機械的方法組成的純比例調節系統，因此控制的結果不可避免地存在靜差。調節精度一般為±5 ～ ±10 。適用于調節品質要求不高的場合。 
二、允許壓差
由于自力式調節閥沒有驅動能源，僅靠介質自身的能源(壓力閥靠介質壓力，液位閥靠介質對浮球的浮力等)，而且無法象普通調節閥可通過提高氣源壓力來增大壓差。從而導致允許差壓較普通，控制閥小，口徑也受限制。 
三、介質黏度
由自力式壓力調節閥原理和結構特點知，介質黏度過高容易引起引壓管的堵塞，影響膜片的彈性，導致閥內壓力平衡元件不能正常工作。特別是凝固點較高的介質在停工降溫后凝固也將使波紋管開工后無法正常工作。所以，高黏度介質不適宜選用自力式調節閥，適宜選用隔膜調節閥
 
自力式調節閥結構及工作原理：
工藝介質的閥前壓力Pl經過閥芯、閥座的節流后，變為閥后壓力P2。P2經過控制管線輸入執行器的下膜室作用在頂盤上．產生的作用力與彈簧的反作用力相平衡．決定了閥芯、閥座的相對位置．控制閥后壓力。當閥后壓力P2增加時．P2作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時．頂盤的作用力大于彈簧的反作用力．使閥芯關向閥座的位置．直到頂盤的作用力與彈簧反作用力相平衡為止。這時．閥芯與閥座之間的流通面積減少．流阻變大．從而使P2降為設定值。同理，當閥后壓力P2降低時．作用方向與上述相反．這就是閥后壓力調節時的工作原理。當需要改變閥后壓力P2的設定值時．可調整調節螺母8。

4.2.4使用在腐蝕性介質場合應慎重對待

自力式調節閥使用在腐蝕性介質場合，與使用在黏度較高的場合一樣，需要從介質對執行機構和調節機構兩大部件耐腐蝕性進行雙重考慮，只有兩者均滿足時才可使用。由此可見，它比控制閥要求更復雜，使用面更狹窄。

為便于設計人員在腐蝕性介質場合的選用，現將執行機構與調節機構抗腐材料現狀列于表2，供參考。以波紋管平衡型閥為例，由于目前國內波紋管的防腐蝕材料只能做到304和316。僅從調節機構上選，它將無法使用在氯氣、次氯酸鈉、液氯、鉻酸、鹽酸、硫酸、氯化鋅等介質。增大了使用局限性。

在這種介質中使用時，快捷的辦法是，設計和制造單位根據工藝條件和要求及制造水平共同確認能否使用。與本文相關的產品有：加長桿蝶閥安裝注意事項