ZZYVP型指挥器操作自力式压力调节阀技术规范
自力式调节阀按用途分为压力、差压、液位、温度和流量调节阀。其中以自力式压力调节阀应用最为广泛。本文就自力式压力调节阀在海洋石油平台上的选择及注意事项等进行阐述。 ZZYVP型指挥器操作自力式压力调节阀（供氮阀），是一种无须外来能源，利用被调介质自身的压力变化达到自动调节和稳定阀后压力为设定值的节能型压力调节阀。
该阀压力设定在指挥器上实现，方便、快捷，压力设定值在运行中也可随意调整；控制精度高，可比一般ZZY型直接操作自力式压力调节阀高一倍，适合于控制精度要求高的场合。它广泛应用于化工、石油、冶金、电力、轻纺等工业部门中用作生产过程的自动调节。
二、ZZYVP型指挥器操作自力式压力调节阀技术规范结构与原理
ZZYVP型指挥器操作自力式压力调节阀是由指挥器、调节阀、执行机构和阀后接管四部分组成。介绍了自力式调节阀的工作原理及流量系数的计算方法，阐述了自力式调节阀的选型及注意事项，给出了自力式调节阀在海洋石油平台上的具体应用实例。自力式调节阀是一种无需外来能源，依靠被调介质自身压力、温度或流量的变化，按预先设定值进行自动调节的控制装置，是一种节能型仪表。该阀集测量、执行和控制等功能于一身，自成一个独立的仪表控制系统，具有结构简单、价格便宜和动作可靠等特点，适用于调节精度要求不高或仪表气源供给困难的场合，广泛应用于石油、化工、冶金、电力、轻工等工业部门的自控系统。 ZZYVP型指挥器操作自力式压力调节阀技术规范工作原理：
介质以所示箭头方向进入阀体，一路经过滤减压器减压后的压力被引入指挥器；另一路通过阀芯、阀座，节流后的压力流向阀后，并通过导压管引入指挥器执行机构。当阀后压力高于设定压力时，其压力作用在指挥器薄膜有效面上产生一个推力带动指挥器阀芯关闭，切断引入主阀执行机构膜室中的压力，使主阀阀芯关闭，阀后压力随之降低。当阀后压力低于设定值时，由于指挥器主弹簧的反作用力打开指挥器阀芯，阀前压力又被引入主阀执行机构膜室产生推力，使主阀阀芯打开，阀后压力随之升高。如此往复，保持阀后压力为设定值。自力式调节阀是由机械方法组成的纯比例调节系统，其调节精度不高，只适用于调节品质要求不高的场合； 
(1)自力式调节阀主要应用在被控参数一旦调定后，不经常改变（调整）的场合，而被控参数经常改变（调整）的场合，应使用气动或电动调节阀。一般直接作用型调节阀其设定值允许偏差为±8 %，带指挥器作用式调节阀其设定值允许偏差±4 % 左右。若超出设定弹簧的允许调压值，为达到原设定值要求，则必须通过更换设定弹簧的办法才可实现，这需送回生产厂才能完成。
(2)选用允许压差时，应注意到自力式调节阀的允许压差值小的特点。
(3)自力式压力调节阀一般应用在非腐蚀性工艺条件下，若在腐蚀性介质场合应用要特别慎重。
(4)自力式调节阀应用在黏度较高的介质场合时应慎重，高黏度的介质不宜使用。
(5)设定压力不应超过或接近所选择阀门许可的调整范围的极限值，应留有一定的余量。
(6)注意调节精度的要求。一般情况下，自力式调节阀的调节精度低于气动或电动调节阀，对调节精度要求较高的地方场合不宜采用自力式调节阀。
(7)在工程设计和采购过程中要注意区分自力式调节阀是背压阀还是减压阀。一旦将背压阀和减压阀弄反，将无法正常使用，只能重新采购。
(8)注意自力式调节阀的开度要求。一般情况下，设计人员主要关注调节阀的开度要求而忽略了对自力式调节阀的开度要求。采购中应要求厂家在计算书中给出自力式调节阀在最小、正常、最大工况下的开度。阀的开度一般在10 %~80 %之间为宜。 
1.3 ZZYVP型指挥器操作自力式压力调节阀技术规范流量系数的计算
流量系数KV（又称流通能力），是调节阀的重要参数之一。它反映流体通过调节阀的能力。根据实际计算出的流量系数KV值的大小，选择适合的额定流量系数KVS，就可以确定调节阀的公称通径。调节阀的额定流量系数KVS是指：在规定条件下，即阀的两端压差为100 kPa，流体密度为1g/cm3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。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工况下，既影响控制质量，又会引起振荡和噪音，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，处于超负荷运行状态，不能满足流量要求，容易出现故障。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KV值。现以液体为例，简要地给出KV值的计算方法。
1.3.1 非阻塞流
FL -压力恢复系数；FF-液体临界压力比系数；pV -阀入口温度下，介质的饱和蒸汽压（绝对压力），kPa；pC -热力学临界压力（绝对压力），kPa；qV -液体流量，m3/h；ρ-液体密度，g/cm3；p1 -阀前压力（绝对压力），kPa；p2-阀后压力（绝对压力），kPa。
1.3.2 阻塞流 可以看出，在阻塞流情况下，KV值的计算公式与非阻塞流工况不同，压差一项用FL2 (p1 - FF pV )代替实际压差p1-p2 ，比用实际压差计算出的KV值要大，即由于阻塞流的作用，阀的流通能力不能充分发挥出来，必须按更大的KV值来选择阀的口径才能满足流体流通的要求。
2 ZZYVP型指挥器操作自力式压力调节阀技术规范的选择
2.1 口径选择的一般步骤
(1)根据生产能力、设备负荷等工艺参数确定最大流量和最小流量qVmax，qVmin；
(2)根据系统特点、压力分配和管路压损，确定最大压差和最小压差ΔpVmax，ΔpVmin；
(3)按流量系数计算公式，分别计算出最大流量和最小流量时的流量系数KVmax，KVmin；
(4)根据计算出的KVmax，在产品样本中选取大于KVmax，并KVmax的KVS值；
(5)根据计算出的KVmax，KVmin验算阀的开度（一般要求阀开度在10 %~80 %之间）；
(6)根据KVmax，KVmin计算出可调比R（一般要求R = KVmax/KVmin≤30:1）；
(7)各项计算验证合格后，根据KVS值，确定调节阀的口径。 
2.2 ZZYVP型指挥器操作自力式压力调节阀技术规范选择时的注意事项
自力式调节阀是由机械方法组成的纯比例调节系统，其调节精度不高，只适用于调节品质要求不高的场合；
(1)自力式调节阀主要应用在被控参数一旦调定后，不经常改变（调整）的场合，而被控参数经常改变（调整）的场合，应使用气动或电动调节阀。一般直接作用型调节阀其设定值允许偏差为±8 %，带指挥器作用式调节阀其设定值允许偏差±4 % 左右。若超出设定弹簧的允许调压值，为达到原设定值要求，则必须通过更换设定弹簧的办法才可实现，这需送回生产厂才能完成。
(2)选用允许压差时，应注意到自力式调节阀的允许压差值小的特点。
(3)自力式压力调节阀一般应用在非腐蚀性工艺条件下，若在腐蚀性介质场合应用要特别慎重。
(4)自力式调节阀应用在黏度较高的介质场合时应慎重，高黏度的介质不宜使用。
(5)设定压力不应超过或接近所选择阀门许可的调整范围的极限值，应留有一定的余量。
(6)注意调节精度的要求。一般情况下，自力式调节阀的调节精度低于气动或电动调节阀，对调节精度要求较高的地方场合不宜采用自力式调节阀。
(7)在工程设计和采购过程中要注意区分自力式调节阀是背压阀还是减压阀。一旦将背压阀和减压阀弄反，将无法正常使用，只能重新采购。
(8)注意自力式调节阀的开度要求。一般情况下，设计人员主要关注调节阀的开度要求而忽略了对自力式调节阀的开度要求。采购中应要求厂家在计算书中给出自力式调节阀在最小、正常、最大工况下的开度。阀的开度一般在10 %~80 %之间为宜。
三、ZZYVP型指挥器操作自力式压力调节阀技术规范主要参数、性能指标与材料
1、主要参数及主要性能指标见表一 表一
| 公称通径DN（mm） | 20 | 25 | 40 | 50 | 80 | 100 | 150 | | 阀座直径（mm） | 6 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | | 额定流量系数Kv | 0.32 | 5 | 8 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 | 300 | 480 | | 压力调节范围KPa | 0.1～0.5、0.4～5.0、4.0～12.0、 | | 公称压力PN（MPa） | 1.6 | | 被调介质温度（℃） | -5～+100 | | 流量特性 | 快开 | | 调节精度（%） | ≤±5 | | 执行机构有效面积（cm2） | 100 | 200 | 280 | 400 | | 信号接口 | 内螺纹M10×1 | M16X1 |
2、压力调节范围见表二
表二
| 压力调节范围（KPa） | 指挥器膜室
有效面积（cm2） | 执行机构膜室
有效面积（cm2） | 使用阀门口径（mm） | | 0.1～0.5 | 1200 | 100 | 20～32 | | 0.4～5.0 | 600 | | 4.0～12.0 | 400 | | 0.1～0.5 | 1200 | 200 | 40～50 | | 0.4～5.0 | 600 | | 4.0～12.0 | 400 | | 0.1～0.5 | 1200 | 400 | 65～100 | | 0.4～5.0 | 600 | | 4.0～12.0 | 400 | | 0.1～0.5 | 1200 | 600 | 125～150 | | 0.4～5.0 | 600 | | 4.0～12.0 | 400 |
3、主要零件材料见表三
表三
| 零 件 名 称 | 材 料 | | 气动活塞式执行机构，指挥器 | 组合件 | | 阀体，阀盖 | ZG230-450，ZG0Cr18Ni9Ti，ZG0Cr18Ni12Mo2Ti | | 推杆，阀杆 | 2Cr13，1Cr18Ni9 | | 阀座 | 1Cr18Ni9Ti | | 阀芯（软密封）/填料 | 聚四氟乙烯 | | 波纹膜片 | 丁腈橡胶夹增强涤纶织物 | | 弹簧 | 1Cr18Ni9Ti、60Si2Mn |
4、ZZYVP型指挥器操作自力式压力调节阀技术规范外形尺寸见表四、图二
公称
通径 | L | B | H1 | H | | A=1200 cm2 | A=600 cm2 | A=400 cm2 | | 压力调节范围（KPa） | | 0.1～0.5 | 0.4～5.0 | 0.5～7 | | 20 | 150 | 383 | 53 | 605 | 554 | 554 | | 25 | 160 | 58 | 605 | 554 | 554 | | 32 | 180 | 512 | 70 | 615 | 564 | 564 | | 40 | 200 | 75 | 640 | 589 | 589 | | 50 | 230 | 603 | 83 | 655 | 604 | 604 | | 65 | 290 | 862 | 93 | 722 | 671 | 671 | | 80 | 310 | 100 | 738 | 687 | 687 | | 100 | 350 | 1023 | 110 | 755 | 704 | 704 | | 125 | 400 | 1380 | 125 | 918 | 867 | 867 | | 150 | 480 | 143 | 1.25 | 974 | 974 |
注： 1）标准法兰连接形式PN16为凸面，连接尺寸铸铁法兰按GB4216.5-84，铸钢法兰按GB9113-2000、JB/T-94，阀体法兰及法兰端面距也可按用户标准制造，如：ANSI，JIS，DIN等标准。
2）接管根据用户需要配置
5、ZZYVP型指挥器操作自力式压力调节阀技术规范产品重量见表五
表五 单位：Kg
| 公 称 通 径（mm） | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | | A=400cm2 | 18 | 18 | 25 | 27 | 40 | 55 | 80 | 108 | 130 | 150 | | A=600 cm2 | 20 | 20 | 27 | 30 | 45 | 60 | 86 | 115 | 140 | 160 | | A=1200 cm2 | 22 | 22 | 30 | 34 | 50 | 66 | 92 | 120 | 150 | 170 |
3 ZZYVP型指挥器操作自力式压力调节阀技术规范的应用
自力式调节阀与普通调节阀相比有许多差异，但这些差异并不影响在海洋石油平台上的使用。海洋石油平台上生产过程压力、温度不高（1.0 MPa，100℃以下），介质黏度不大（2×10-4m2/s以下），控制精度要求不高（一般±10 %），自力式调节阀可以满足生产需要。 自力式调节阀在海洋石油平台已有十几年的成功的应用历史，典型应用在公用、仪表气系统 的压力控制；稳定消防泵出口压力中的应用；氮封系统中应用等。
3.1 ZZYVP型指挥器操作自力式压力调节阀技术规范应用
自力式调节阀在公用气系统中的应用如图2所示，为一个背压阀和减压阀的组合，其功能是将公用气罐出来的公用气稳定在一个范围内，海上平台常取500~800 kPaG。
3.2 自力式调节阀在消防泵出口的应用为了维持消防泵出口压力的稳定，给下游消防管网一个相对稳定的海水供应，在消防泵的出口往往设有自力式压力调节阀。
3.3 自力式调节阀在氮封系统中的应用
使用氮封装置的目的主要是用于维护储罐顶部氮气压力的恒定，以保护罐内物料不被氧化及储罐安全。此应用对自力式调节阀的调节精度要求相对较高，一般需要配置带有指挥器作用式的自力式调节阀。自力式调节阀在海洋石油平台中的应用还有很多，在此不一一赘述。 
4 ZZYVP型指挥器操作自力式压力调节阀技术规范结束语
自力式调节阀无须外加驱动能源、结构简单、工程造价低、使用维护方便，在石油行业中 得到了广泛应用，尤其是在动力源配置困难的简易井口平台。对于那些对调节精度要求不高的场合，综合考虑工程造价、操作维修及运行成本等因素，自力式调节阀实为一种良好的控制设备。
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