自力式调节阀的选型及应用
调节阀的正确选型及应用
调节阀的正确选型及应用点击次数：45 发布时间：2011-10-13目前在自动控制领域中，一个工艺过程是否能满足各项工艺控制指标，控制过程是否平稳，超调量、衰减比、扰动是否在规定范围内，是否稳、快、准，除了工艺设计合理，设备先进外，重要的一点就是调节阀能否根据主体的意识而准确动作，使过程主体的控制意识体现为物料能量和流量精确变化。
在许多自动控制中，因为调节阀质量不过关、流量特性差、渗漏大、动作不可靠而使自动控制失去了高品质调节，给生产带来了重大经济损失，并且增加了劳动强度。
因为调节阀安装在工艺管道上，直接与操作介质接触，长期受到高温、高压、腐蚀和摩擦等恶劣工作条件的影响。
所以，调节阀选择的好坏，对系统控制作用关系很大。
因此，正确合理的选择、安装调节阀就是显得尤为重要。
1 调节阀的选择1.1 调节阀类型的选择主要是根据现场介质的特点、控制要求、安装环境等因素结合调节阀本身的流量特性和结构而进行选择，如表1所示。
表1调节阀种类及结构特点阀门名称结构特点结构简单、装配方便、泄漏小，但受流体冲击直通单座调节阀不平衡力大，适用于小口径D≤25mm的场合。
直通双座调节阀受流体冲击不平衡力影响小，但关不严，渗漏较大，适用于大口径官道的场合。
角形阀角形阀的阀体受流体的冲击小，体内不易结污，对粘度高、有悬浮物和颗料物的流体尤为适用，并且调节稳定性较好。
蝶阀流阻小，适用于低差压大流量的气体及含有固体悬浮物的介质，通常流量特性与等百分比相似。
隔膜调节阀用于强腐蚀性、粘度高、带纤维的介质，但不耐高温和高压。
阀体分离阀用于强腐蚀性介质，但不耐高温和高压。
三通调节阀适用于介质三个方向的流通。
分三通合流阀和三通分流阀。
对于三个系统的分合流控制非常有效。
凸轮挠曲阀属新结构阀，阀体为直流型阀，阻力小、密封好、可调节、通用性强，对于粘度大的介质调节非常有效。
套筒调节阀新型结构阀，因不平衡力小、可调性好、通用性强、维护方便，广泛用于生产中，特别是高温高粘度，含颗料结构的介质中。
自力式调节阀
自力式调节阀几种常用的温度自力式调节阀结构介绍自力式调节阀发展的比较早，按用途与结构分类主要有压力自力式调节阀、自力式差压调节阀、自力式温度调节阀、自力式液位调节阀和自力式流量调节阀等。
温度自力式调节阀适用于以蒸汽为加热介质的各种加热器中，对被加热物质（油、水等）的温度进行自动调节。
也可用于以冷水为冷却介质的各种冷凝器中被冷却物质的温度自动调节。
温度自力式调节阀和自力式压力、差压调节阀一样，也有直接作用型和指挥器操作型两种，而指挥器操作型又可分为组装式和整体式两种，下面分别将目前国内外常见的几种结构型式作一简单的介绍。
1、直接作用型温度调节阀（1）滑油温度调节阀滑油温度调节阀主要由壳体、感温系统和保险装置三部分组成（见图1）。
图1 滑油温度调节阀1-壳体 2-衬套 3-套筒阀门 4-波纹管 5-拉伸弹簧 6-套环 7-保险器 8-垫片 9-螺母 10-下盖 11-安全弹簧 12-输出油管 13-冷却油管 14-旁通感温系统主要由套简阀门3、波纹管4和拉伸弹簧5等构成。
保险装置主要由套环6、保险器7、下盖10和安全压缩弹簧11等构成。
旁通14内通以循环用润滑油(较热)，而冷却油管13内通以冷却后的补充滑油（较冷），两者在壳体1内混合，其混合后的温度由感温系统检测。
充以低沸点介质的波纹管4随着被测滑油温度的改变产生汽化膨胀力，带动套筒阀门3位移，在拉伸弹簧5的给定力平衡下，使套筒阀门3处于与工作温度相对应位置，即控制旁边管14的流量，保证出油管12的滑油温度恒定在给定温度范围内。
拉伸弹簧5用以改变给定温度之用。
保险装置的作用：当感温系统受意外破坏时，波纹管4内压力下降，拉伸弹簧5压缩波纹管4；套筒阀门3向下拉移，直到接触保险器7跳开套环6的肩缘，此时，在安全弹簧11作用下推动套筒阀门3向上位移，自动关闭旁通管14，而保证柴油机不致因滑油温度过高而损坏。
（2）金属膨胀式温度调节阀这种温度调节阀主要由双金属感温系统、环形阀调节机构以及能源稳定系统三部分组成（图2）。
自力式压力调节阀的分类、原理、特点及安装注意事项
自力式压力调节阀的分类、原理、特点及安装注意事项自力式调节阀是一种无需外来能源，依靠被测介质自身压力或温度或流量变化，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。
它集控制、执行诸多功能于一身。
自成一个独立的仪表控制系统。
集变送器、控制器及执行机构的功能于一体。
不同于一般含义上的控制阀。
自力式调节阀有自力式压力（微压）调节阀、自力式（压差）流量调节阀、自力式温度调节阀等几类。
自力式压力调节阀是其家族成员之一，由于它无需外来能源，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、供暧及没有供电、供气又需控制的场合。
自力式压力调节阀的组成自力式压力调节阀是自成一体的压力控制器阀门。
一般来讲，介质压力随着介质流量的变化而变化。
当介质流量发生变化时，为保证压力恒定，则需要自力式调节阀来控制。
自力式压力调节阀由三大组成元素构成，分别为：1.限流元素：阀门等；2.测量元素：压力表，阀膜，活塞等；3.荷载元素：弹簧，重物，人力等。
自力式压力调节阀的分类1.按阀后、阀前控制分为：自力式阀后（减压）控制阀、自力式阀前（泄压）控制阀。
2.按是否带指挥器分为：a.直接作用型自力式调节阀直接作用式调压阀就是通过介质本身直接控制阀门，达到调压的作用。
直接作用式调压阀有阀后取压形式与阀前取压形式。
阀后取压，保持阀后的压力在设定范围内，达到阀后减压的功效。
阀前取压，保持阀前的压力在设定范围内，达到阀前泄压的功效。
b.指挥器操作型自力式调节阀指挥器操作型调节阀是通过两个阀门之间的相互控制，来达到自动调压的作用。
工作原理1.自力式阀后压力调节的工作原理（见下图）阀前压力P₁经过阀芯、阀座的节流后，变为阀后压力P₂。
P₂经过管线输入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衡，决定了阀芯、阀座的相对位置，控制阀后压力。
当P₂增加时，P₂作用在顶盘上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，使阀芯关向阀座的位置。
自力式压力调节阀
17
20
M16×1.5
65
80
100
394
394
394
490
490
510
536
570
590
290
310
350
222
310
350
28
38
43
五、自力式差（微）压力调节阀主要技术参数和性能指标法兰尽寸（表三）：
公称通径(DN）
D
PN01PN10
D1
PN01
b
PN01 PN10
n-Φ
PN01 PN10
fl×D2
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。 该产品由低流阻单座(套筒)阀体、波纹管(套筒)平衡件及执行机构组成。是符 合国际标准的新一代阀门产品，其特点有： 1、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； 2、结构简单，维护工作量小； 3、 设定点可调且范围宽，便于用户在设定范围内连续调整； 4、膜片式执行机构较气缸式机构检测精度高，动作灵敏； 5、阀内采用压力平衡机构，使调节阀反 应灵敏、控制精确、允许压差大。 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 气且又需控制液体及气体压力的场合。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%，效果显著. 1:概述：
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ZZYP 自力式压力调节阀
一、产品说明： 通用型自力式压力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，按预定设定值，进行自动调节的节能型控制
自力式调节阀的用途与原理有哪些？
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。
自力式压力调节阀使用说明书(已配图)
流量特性
快开
调节精度（%）
+-5
使用温度（℃）
≤350
允许 硬密封（L/h）
单座：≤10-4阀额定容量（Ⅳ级） 双座、套筒：≤5x10-3阀额定容量（Ⅱ级）
泄漏量软密封（mL/min）0.15 0.30 0.45 0.60 0.90 1.7 4.0 6.75 11.10 16.60
最大
10
减压比
最小
阀后压低于125应提高阀前压力1更换弹簧2重新拆装3重新调整4重新研磨或更换5更换较小口径阀后压力升不上去始终在需求值下方变动阀前压力升不上去始终在需求值下方动作9阀前压力降不下去始终在需求值上方动作阀后压力或阀前压力波动过于频繁1设定弹簧刚度太大2阀口径太小3阀芯阀杆推杆等卡死1阀口径过大2执行机构膜室容量太小1更换弹簧2更换较大口径3排除卡死原因重新调整1选择适当的阀口径2在进液管道内增设阻尼器五订货须知订货时请用户提供以下资料型号公称通径信号范围介质参数额定流量系数阀前最大压力阀前最小压力阀前正常压力最大流量最小流量正常流量材质
（6）阀前应设置过滤器以防止介质中杂质堵塞。 （7）调压阀应安装在环境温度不超过-25℃～55℃的 场合。
2、使用 在常温下使用气体或低粘度液体场合时的操作程序；
（参见图三）
（1）缓慢开启阀前后截止阀。 （2）拧松排气塞，直至气体或液体从执行机构溢出
为止。
8
（3）然后重新拧紧排气塞，调压阀即可工作。所需压 力值的大小可通过压力调节盘的调整而得到，调整时，注 意观察压力表示值，动作应缓慢，不得使阀杆跟着转动。
3、维修 调节阀投入运行后，一般维护工作量很小，平时要观 察阀前、阀后压力表示值是否符合工艺所需值要求即可，
另外，观察填料函与执行机构是否渗漏，若渗漏应拧紧或 更换填料及膜片。调压阀常见故障排除方法（见表五）。
自力式压力调节阀规格及技术参数
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！。
自力式压力调节阀的选择及应用
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。
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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。
是一种当密闭储罐或容器内储存产品泵出/泵入或其他原因导致储罐内部压力发生变化时，利用惰性气体保持储罐内部微正压的一种工艺。
2.2 自力式调节阀在大型常压储罐的应用
在常见的常压储罐中，为保证储罐内部产品与外界空气和湿气的隔绝，通常需要氮封系统进行密封。
与控制阀相比，自力式调节阀应用在氮封系统中有明显的优点：
2.2.1对微量压力变化反应速度非常快。
2.2.2自成系统，无需外接电源或气源。
2.2.3出厂之前完成校准和测试，无需现场校准。
2.2.4设计简单，维护和安装非常简便。
三、自力式调节阀的选型分析
1.自力式调节阀的选型
首先我们应分析自力式调节阀的作用方式，并通过分析工艺工况选择阀门型式，直接作用式或先导式。
其次应分析自力式调节阀具体的工艺工况并结合工艺参数，对阀门进行材质的选择和流通量的计算，针对不同流体介质的物况，例如腐蚀性和压力，初步选择阀内件和阀体材质。
具体的选项，应依据具体工艺工况和工艺需求进行选择。
相对同一种工况，最好的材质和最高的配置不一定是最合理的选择，我们一定要按照具体工艺需求结合项目成本等方面选择最合适，最合理的阀门。
在设计选用自力力式调节阀时应注意以下情况：
1.1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。
由于自力式调节阀所允许的设定值调整范围较小，一般直接作用式调节阀的设定值允许偏差为±8%，先导式的自力式调节阀的设定值允许偏差为±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方法才能实现，这需要送回生产厂家才能完成。
1.2选用允许压差时，应注意自力式调节阀的允许压差小的特点。
小口径（口径小于或等于50mm）的允许压差一般为1.6MPa。
1.3自力式调节阀的调节精度不高，阀门的流量特性一般为快开特性，因此只适用于无外来能源和调节品质要求不高的场合。
1.4自力式调节阀的取压管口径一般很小，不适用于太高粘度的介质。
1.5自力式调节阀结构简单、操作简便、易维修，且成本较低。
1.6自力式调节阀依靠自身的机械结构就能够对管道压力进行自动调节，无需外供能源。
1.7自力式调节阀尺寸一般不小于管线尺寸的1/2，通过计算阀门的流通能力选择缩径。
自力式调节阀一般适用于尺寸不超过8”，较大尺寸给阀门的执行机构带来了难度。
1.8自力式调节阀现已广泛应用于石油工业，多数使用在那些能源供给困难、维护难度较大且调节品质要求不高的工艺流程。
四、结论
自力式调节阀作为一种节能型调节阀，与调节阀相比，它的优势是能够实现对管道压力等的自动调节，无需外部供给能源。
对于一些工艺需求的调节品质不高，要求快速响应以及供气供电困难的场所，均可以考虑选用自力式调节阀。
具体工况应具体分析，过高粘度的介质、贵重或有毒介质，强烈腐蚀性的场所均不适合选用；而大型罐体设备的出口，泵的出口，作为控制阀门或设备的仪表气的管路均可合理选用自力式调节阀。
在炼油装置中，合理地选用自力式调节阀，对提高控制质量有很大的帮助，同时又降低了能耗节约了能源，有利于有效提高炼油生产的经济效益。
参考文献：
[1] 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）：89～92
[2] 叶昭驹.化工自动化基础.北京：化学工业出版社，1984.245～255
[3] 杜晓峰，赵岩.仪表设计中执行器的选用.化工自动化及仪表，2002，（5）：86～89.。