自力式调节阀在石化四种典型工况 自力式调节阀在石化典型工况 自力式调节阀在石化四种 之前介绍JIS日标不锈钢截止阀标准，现在介绍自力式调节阀在石化四种典型工况通过分析及使用经验，将自力式压力调节阀在石化领域的典型应用工况进行分析比较，从而选用合适的结构类型方案，达到*的减压稳压效果。关键字：石化 自力式 压力调节阀自力式压力调节阀不需要外来能源，也不需要接受外来控制信号，仅仅依靠被调介质自身的能量实现自动控制，使被控工艺参数保持在设定值，广泛应用于气体、液体及蒸汽介质减压、稳压或泄压的自动控制领域。本文主要介绍石化领域自力式压力调节阀的四种典型工况应用。 一、自力式调节阀在石化四种典型工况氮封装置用自力式压力调节阀
1.系统结构原理
如图1，氮封装置主要包括供氮装置（指挥器操作型自力式压力调节阀，储罐上*阀）、泄氮装置（自力式微压调节阀，储罐上选用阀）、呼吸阀（储罐上*阀）。 
图1 氮封装置系统结构有理图
氮封装置主要用于保持容器顶部保护气（一般为氮气）的压力恒定，以避免容器内物料与空气直接接触，防止物料挥发、被氧化，确保容器的安全，特别适用于各类大型储罐的气封保护系统。它无需外加能源，能在无电、无气的场合工作。在罐顶设置呼吸阀，起安全作用，避免了供氮阀和泄氮阀启闭频繁。
2.供氮装置工作原理
阀的作用方式为压闭型。如图2，介质由阀体上箭头方向流经阀体，阀芯的位置即阀芯和阀座之间的截流面积决定了介质流量。受控的上游压力（P1）经减压器减压进入指挥器B室作为驱动能源使用。系统没有运行时，阀门主阀关闭。受控的下游压力（P2）经导压管传送到指挥器检测室A，并在此转换成定位力。根据弹簧力大小，定位力调整指挥器阀芯位置。 
图2 典型供氮装置（指挥器操作型自力式压力调节）结构原理图当阀后压力P2升高时，使指挥器阀芯位移，指挥器趋向关闭，相应PS压力减小，调压阀主阀趋向关闭，从而达到减压、稳压目的。相反，当阀后压力P2降低时，调压阀主阀趋向开启度增大，从而达到减压、稳压目的。
3.泄氮装置工作原理
阀的作用方式为压开型。如图3，介质由阀体上箭头方向流经阀体，阀芯的位置即阀芯和阀座之间的自由面积决定了介质流量。受控的上游压力（P1）经导压管传送到指挥器检测室，并在此转换成定位力。根据弹簧力大小，定位力调整阀芯位置。当阀前压力P1升高时，使阀芯位移，阀门根据趋向开启，从而达到减压、稳压目的。相反当阀前压力P1降低时，调压阀主阀趋向关闭，从而达到减压、稳压目的。图3 典型泄氮装置（自力式微压调节阀）结构原理图 
4.氮封装置使用说明
（1）一般供氮气入口压力在1×105～10×105Pa之间。
（2）罐顶呼吸阀起安全作用，在主阀（供氮阀或泄氮阀）失灵导致罐内压力过高或过低时，起到安全作用，在正常情况下不工作。
（3）泄氮阀安装在罐顶，口径一般与进液阀口径一致。
（4）一般泄氮阀的压力设定点略高于供氮阀的压力设定点，呼吸阀的呼气压力设定点略高于泄氮阀的压力设定点，以免供、泄氮装置频繁工作，浪费氮气，影响设备使用寿命。
5.选择氮封阀和泄氮阀注意事项
因储罐内介质有时具有挥发性，对材料选取有一定要求，比如汽油一般选取耐油的氟橡胶。在选型时一般应注明储罐内的液体成份，以便正确选型，达到*使用效果。
6.典型工况举例说明 
二、氮气管道吹扫用自力式压力调节阀
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀氮气管道吹扫目的是检查管网是否畅通，管网配管是否有疏漏，管网中的法兰、阀门、仪表等接口处、填料压盖等是否有泄漏。
1.工作原理
如图4，介质由阀体上箭头方向流经阀体，阀芯的位置即阀芯与阀座之间的截流面积决定了介质的流量，受控的下游压力经导压管传送至工作的感压元件上，并转化为定位力，根据弹簧的预设压力，定位力来调整阀芯位置。当阀后压力升高，平衡被破环，定位力加大压缩弹簧，带动阀芯向下移动，阀门开度减小，流量减小，达到新的平衡点；反之当阀后压力降低，定位力减小，平衡被破坏，在弹簧带动阀芯阀杆向上移动，阀门开度增大，流量增大，一直到达到新的平衡点。图4 典型氮气管道吹扫用自力式压力调节阀结构原理图 2.典型工况举例说明 
三、储罐出液泵过压保护循环自力式压力调节
1.系统结构原理
如图5，当系统无需供油但出液泵仍工作时，会产生水击现象，这时会对压力表等附件产生冲击破坏作用。为了防止这种破坏现象，采用控制阀前型自力式压力调节阀，无需外加能源，压力设定点稍高于系统正常工作压力，当系统压力高于调节阀设定值时，调节阀自动开启，解决了水击现象破坏作用。图5 典型储罐出液泵过压保护循环自力式压力调节阀系统原理图 
2.工作原理
该阀为用于控制阀前压力的调压阀，阀的作用方式为压开型。如图6，受控的上游压力（P1）经导压管传送到工作波纹管膜片上，并在此转换成定位力。根据弹簧力大小，定位力调整阀芯位置。通过调节盘来调整弹簧力的大小。全平衡阀门装有平衡波纹管，下流压力（P2）作用于波纹管内表面上，而上游压力（P1）作用于波纹管的外表面上，这样与作用在阀芯上的P1和P2压力相互平衡。当阀前压力（P1）大于调整后的设定点时，压缩弹簧，带动阀芯，阀门开启，并且随着压力的升高阀门开度按比例相应增大。同理，如阀前压力降低，作用在波纹管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，低于压力设定值时阀门关闭，从而达到泄压、稳压目的。自力式高压调节阀是一种无需外加驱动能源，依靠被调介质自身的压力为动力源及其介质压力变化，按预定设定设定值，进行自动调节的节能型控制装置。它集检测、控制、执行诸多功能于一阀，自成一个独立的仪表控制系统。该产品由于无需外来能源，产品结构简单，使用方便，维护工作量少等优点，特别适用于城市供热、供暖及无外界供电、供气且又需控制蒸汽压力的场合。据国外报道，城市供热、供暖系统采用该产品，节能效率比以前提高 30%-40% ，*。
产品特点
无需外加驱动能源的节能型自控系统，设备费用低，适用于爆炸性环境； 结构简单，维护工作量小；设定点可调且范围宽，便于用户在设定范围内连续调整；膜片式执行机械较气缸式机构检测精度高，动作灵敏；阀内采用压力平衡机构，使调节阀反应灵敏、控制、允许压差大。
ZZY型自力式高压调节阀根据各种工艺场合的需要有三种阀内件形式：
ZZYP(单座自力式压力调节阀 )；
ZZYM(套筒自力式压力调节阀 )；
ZZYN(双座 自力式压力调节阀)。
用户可根据工况(压差、温度、介质状态)和泄漏量要求来选择。
ZZY型自力式高压调节阀根据各种工艺场合的需要有三种阀盖型式：
普通(一般场合)、长颈(压力调节范围大)、散热(温度350～550℃)
ZZY型自力式高压调节阀根据各种工艺场合的需要有三种执行机构型式：
膜片(普通膜片和增强膜片)、活塞、金属膜片(波纹管)。
ZZY型自力式高压调节阀采用快开流量特性，动作灵敏，调节精度高(误差≤10%)；该阀占据空间小(相对于重锤式减压阀)，调节简易。
阀后压力调节阀，其阀前压力与阀后压力的关系：
自力式调节阀门本身是一个调节系统，阀本身又有一定的压降要求，对阀后压力调节阀（B型），为保证阀后压力在一定范围内，其阀前压力必须达到一定值。
整机作用方式确定：
阀前压力调节阀（K型）其初始位置的阀芯在关闭位置，当阀前压力逐渐升高，阀逐渐打开，直至阀前压力稳定在要求的给定值。
阀后压力调节阀（B型）其初始位置的阀芯在开启位置，当阀门压力逐渐升高，阀逐渐关闭，直至阀后压力稳定在要求的给定值。 图6 典型储罐出液泵过压保护循环自力式压力调节阀结构原理图
3典型工况举例说明 
四、化工码头保护流量计安装背压阀（控制阀前自力式压力调节阀）
1.系统结构原理
如图7，如果上游压力达不到设定压力，背压阀是不会开启的。背压阀可以消除或减轻阀前压力及流量的脉动或冲击，使流量计工作在比较稳定的状态。自力式微压调节阀是一种不需要外加能源而能自动调节一种或两种介质压差，使压差维持在恒定值，如在工业炉气体燃烧系统中，用于控制甲、乙两种燃料混合比流量调节，达到理想的燃烧条件，节省燃料及投资，也可以作为煤气、天燃气、液化石油气、氨气、氮气、氧气等各种工业气体的减压、微压、差压的调节系统中。还可用于氢冷发电机组密封油系统，控制密封油与氢气间的压力差，以确保可靠密封。
当差压阀的低压端通大气即成为微压阀(见图二)
ZZC型自力式差压调节阀和ZZV型自力式微压调节阀主要特点为：
1、对单座微(差)压阀而言，若阀前压力≥100Kpa则安装ZZYP型自力式进行减压至≤100KPa，因此可用于压力特别小的场合(例如0.5KPa)。2、执行机构元件极为灵敏，极微小的压力变化会感测出来。
3、压力调节极为方便，无需停止生产即可进行设定值调整。图7 化工码头保护流量计安装背压阀系统结构原理图 
2.工作原理
工作原理图同储罐出液泵过压保护循环自力式压力调节阀。
3.典型工况举例说明 五、结束语
通过对工况数据分析和阀门的选型及在石化领域实际使用的情况，国内部分控制阀厂家的自力式压力调节阀能够替代进口品牌的同类产品，已经能够实现自力式压力调节阀的国产化，特别是氮封装置中环保节能型工况（设定压力一般为0.1KPa，从2005年开始已逐步替代进口产品，实现了国产化）。
综上所述，国内控制阀根据石化领域不同的工况条件，通过选用不同的阀结构型式以及配用不同的执行机构，可以达到*的控制效果，替代进口产品。与本文相关的产品有不锈钢波纹管密封安全阀 |
