自力式控制阀用于自力式压差及流量控制阀的选型指引T3095ZH
自力式控制阀技术精品PPT课件
自力式控制阀的分类
按动作方式分： 直动式 指挥器作用式
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自力式控制阀的分类
直动式：又称弹簧负载式，利用弹性力与反馈信号平衡的原理。
INLET PRESSURE OUTLET PRESSURE ATMOSPHERIC PRESSURE
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自力式控制阀的分类
指挥器作用式： 增加了一个指挥器（先导阀）它起到对反馈信号 的放大作用然后通过执行机构，驱动主阀阀瓣运 动达到改变阀开度的目的
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67系列自力式控制阀
Adjusting Screw Spring Case
Diaphragm Plate Seat
Control Spring
Diaphragm
Pusher Post Valve Plug Valve Spring Filter Element
Drain Valve
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INLET PRESSURE OUTLET PRESSURE ATMOSPHERIC PRESSURE
67系列自力式控制阀
Construction Materials
Body, Spring Case : Aluminum (ASTM B85/Alloy 380) Pusher Post: Polyester resin Upper Spring Seat: Zinc-plated steel Diaphragm Plate: Zinc-plated steel Adjusting Screw: Zinc-plated steel Filter Retainer: Zinc-plated steel Valve Plug: Brass stem with nitrile (NBR) plug(standard); aluminum stem with nitrile (NBR) or fluoroelastomer (FKM) plug; or stainless steel stem with nitrile (NBR) or fluoroelastomer (FKM) plug (optional) Soft Seat: Nitrile (NBR) (standard), or fluoroelastomer (FKM) (optional) Diaphragm and O-Rings: Nitrile (NBR) (standard),fluoroelastomer (FKM), or silicone (VMQ) (optional) Control Spring: Plated steel (standard) or Inconel (for 67CFR NACE) Valve Spring: Stainless stee (standard) or Inconel (NACE) Drain Valve: Brass (standard), aluminum, or stainless steel (optional) Filter Element: Cellulose (standard), glass fiber, or stainless steel (optional)
自力式调节阀的选型及应用
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。
自力式压差控制阀和自力式流量平衡阀要点
自力式压差控制阀和自力式流量平衡阀在供热和空调系统中常出现冷热不均，部分用户室温不达标，主要原因是水力工况不平衡，即各个热用户的水流量分配不合理，解决这个问题只有靠平衡阀来完成。
供热系统在传统的供热体制下是一种平均分配的供热模式，这种供热模式一般采取定流量的质调节。
晋城市热网采取的就是这种供热模式，在这种供热模式指导下，在每个热用户的系统所有入口全部安装了自力式流量平衡阀，但在安装和使用中存在一些问题。
以河北同力自控阀门制造有限公司生产的自力式流量平衡阀和自力式压差控制阀为例，简要说明它的原理和应用。
1 自力式流量平衡阀1.1 工作原理当介质进入主阀时，进口压力为P1 ，手动节流阀的前后压力分别为P2 和P3 ，当节流阀开启到某一位置时，即人为确定了“定流量”，以及相对应的固定值（P2-P 3），当系统流量增大时，（P2-P3 ）的实际值超过了允许的给定值，此时，主阀、阀芯自动关小，直至流量重新维持到设定流量，反之亦然。
1.2 缺点产品一般要求最小工作压差为20kPa 。
如果安装在最不利回路上，势必要求循环泵多增加2m 水拄的工作扬程。
晋城市普便安装自力式流量平衡阀的做法是错误的，应采取离换热站（或直供低温水的锅炉房）近的楼安装，如果用户离换热站距离大于供热半径的80% 时就不宜安装这种自力式流量平衡阀。
1.3 安装位置热网近端流量过大，远端流量过小，近端资用压头大于用户需压头，必须用阀门消耗富余压头，即阀门压头= 富余压头= 资用压头-需用压头。
图1（a）为热用户平衡阀门安装位置及各压力点，如果用户供水管安装平衡阀调网，则P3 近似等于P4，P2 压力线见图1（b ），近乎平行P4。
如果用户回水管安装平衡阀凋网，则P2 近似等于P1，P3 压力线近乎平行P1。
户内实际供水压力为P2，回水压力为P3，如果压力过低会倒空，压力过高会导致铸铁暖汽片超压。
因此，晋城市平衡阀全部装于回水管的做法是错误的。
自力式调节阀的选择及应用
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。
自力式压差控制阀选型
自力式压差控制阀选型
自力式压差控制阀的基本功能
1.消除掉富余压头，保证资用压头。
2.满足配套设备的正常工作，以消除系统流量（压力）变化对压力
的影响。
3.为控制阀提供良好的工作条件。
（在最佳状态下工作）
4.保证通过流量限制在最大范围内，并且该值是可以现场调节的。
选型步骤：
1.首先根据用户或设备的设计要求，计算出该用户或设备的最大流
量。
2.根据最大流量的要求，查阅样本的技术参数来确定阀门的口径，
建议该阀的最大流量范围选取该型号的流量范围的60-90%选型。
3.根据确定的管径及其它设备的阻力和总流量需求，确定系统水泵
扬程和流量。
4.建议每个自力式压差控制阀有其设计要求的标定。
正确认识和选用自力式水力平衡控制阀
正确认识和选用自力式水力平衡控制阀【摘要】供热节能是一个系统工程，本文针对市场上为解决供热系统中水力失调而出现的各类自力式水力平衡控制阀进行了认真的分析，简单介绍了各类自力式控制阀的工作原理、适用条件、失效原因，供同行参考。
【关键词】水力失调；自力式水力平衡控制阀；工作原理；选用近几年，随着供热规模的日益扩大，供热半径的不断增加，系统中水力失调的现象日趋严重，所谓水力失调即系统在实际运行时流经各用户的水量与设计水量不符，导致热力工况与设计不符。
具体表现为热（冷）源近端的用户室内温度过（低），而远端用户室内温度过低（高）。
为缓解水力失调的问题，使用户达到满意的效果，传统的做法是采用“大流量、小温差”运行，依靠增大热网管径、增大循环泵的流量，造成能源的极大浪费。
要彻底解决系统的水力失调问题，必须做好系统的调节工作，最简单有效的办法是在系统中安装动态水力平衡元件，以实现供热（冷）系统的动态调节。
各类自力式水力平衡控制阀门应运而生，目前供热系统中比较常用的主要有自力式流量控制阀和自力式压差控制阀。
1.自力式流量控制阀的工作原理自力式流量控制阀是一个双阀组合，即由一个手动调节阀组和一个自动平衡阀组组成。
如图1所示，手动调节阀组的作用是设定流量，自动平衡阀组的作用是维持压差△P=P2-P3恒定，对于手动调节阀组来说，流量G=KV（P2-P3），式中KV为手动调节阀的流量系数，P2-P3为手动调节阀两侧的压差。
KV的大小取决于手动调节阀开度，开度固定，KV即为常数。
那么只要P2-P3不变，则流量G不变。
而P2-P3的恒定是由自动平衡阀组控制的。
比如进出口压差P1-P3增大，则通过感压膜和弹簧的作用使自动平衡阀组关小，从而维持P2-P3的恒定；反之P1-P3减小，则自动平衡阀组开大，维持P2-P3的恒定。
手动调节阀组的每一个开度对应一个流量，开度和流量的关系由试验台试验标定。
自力式流量控制阀是一种直观简便的流量调节控制装置，可直接根据设计来设定流量，阀门可自动削除管线的剩余压头及压力波动对的流量影响，系统压力在一定范围内变化可以保持设定流量不变。
自力式压差控制阀原理
自力式压差控制阀原理自力式压差控制阀，又称为自力式调节阀，是一种通过自身压差来控制流量的调节装置。
它主要由阀体、阀盘、弹簧、导向件等组成。
弹簧是控制阀盘位置的主要元件，通过调节弹簧张力来控制阀盘的位置，以达到控制介质压力降的作用。
简单来说，自力式压差控制阀的原理是：当介质流经阀体时，由于阀体两侧的压力不同，产生了压差。
这个压差作用于阀盘上，使之向开口方向移动，从而扩大通道流量，进一步降低压差，最终达到稳定流量的目的。
当介质压力波动时，弹簧会产生相应的变形，从而自动调节阀盘位置，保持稳定的输出流量。
1、阀体：阀体是自力式压差控制阀的主体结构，负责连接管路，固定阀盘和弹簧等元件。
2、阀盘：阀盘是自力式压差控制阀内部的流量控制元件，其大小和材质一般根据不同的工况而定。
3、导向件：导向件是起导向作用的部件，使得阀盘在运动的过程中能够保持稳定的方向，不会跑偏或卡住。
5、调节螺母：调节螺母是用于调节弹簧张力的设备，其大小和材质与弹簧匹配，用于控制阀盘的位置。
6、密封件：密封件是阀门内部的密封装置，用于保证阀门的密封性能，避免介质泄漏。
自力式压差控制阀的工作过程相对比较简单，主要分为开启和调节两个过程。
具体来说：1、开启过程：当介质流经阀体时，介质一侧的压力大于另一侧的压力，产生了压差，阀盘收缩，通道断开，介质无法流动。
2、调节过程：当介质压力波动时，弹簧会产生相应的变形，导致阀盘位置发生变化，进而影响通道的开度，使得流体介质的流量发生相应的变化，从而实现对介质流量的稳定控制。
可以看出，自力式压差控制阀的工作原理比较简单明了，通过自身的压差调节来控制介质流量，使得流量在一定的范围内稳定，从而满足工艺要求。
1、化工行业：自力式压差控制阀常用于各种化工流程的控制，如进料流量、反应过程控制、物料计量等。
3、食品行业：自力式压差控制阀可以用于各种食品加工及农产品深加工流程中的流量控制，如乳品、酒精、果汁等产品的生产。
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连接外部导压管的连接件、低压侧 导压管和高压侧导压管
图8.8· 已预装导压管的42-36 DoT型
连接外部导压管的连接件、低压侧 导压管和高压侧导压管、冷凝罐及 安装托架
连接外部导压管的连接件、低压侧导 压管和高压侧导压管、一个针型截止 阀、冷凝罐及安装托架
连接外部导压管的连接件、低压侧导压管 图8.9· 已预装导压管的42-34 DoT型、42-38 DoT型（安装在回水管道） 图8·导压管及附件
孔板
用于产生压差△p·在自力式压差控制阀作为流量控制阀使 用时需要· 尺寸可以是DN 20至300·最大允许压力：40 巴 （表压） 材料：不锈钢1.4571 节流孔直径（d）根据技术数据计算。孔板安装在自力式压 差控制阀的入口法兰和附加的对焊法兰之间。（见右图）
对焊法兰
用于配合孔板进行流量控制·公称通径DN 20 至300·压力 等级PN 16、25和40·导压管连接：用于外径8 mm导压管的 终端接头· 为了同时测量和指示流量，建议使用孔板（孔 板法兰）和一台流量计
低压侧导压管和一个针 型截止阀
用于高、低压力的导压 管
针型截止阀
用于关闭导压管，也可阻尼消除振荡· 最大允许压力：40 巴 （表压）·最大允许温度：150℃，当与冷凝罐配合使用时， 采用阀门最大允许温度。 阀体：钢·内螺纹 G 1/4（按需要可提供不锈钢类型）。
冷凝罐
用于保护执行器工作膜片，防止温度过高·当介质温度超过 150℃必须使用·最大允许压力：40 巴（表压）。 罐体：钢板S235JR（1.0037）·配有支撑架的两个冷凝室构 成一个冷却组。 导压管连接：2个终端接头用于连接外径8mm的导压管（特殊 型：用于外径10mm或12mm的导压管）。
双向适配器
波纹管外壳体 执行器
预装配的导压管及附件
图7 • 双向适配器
用于将实际值传输到自力式控制阀的膜片。 建议使用8 x 1mm的钢管作为导压管。可以选择，不同型号的自力式控制阀可配备导压管、针形阀和冷凝室，已装配好的自力 式控制阀如图8所示·导压管及附件 – 按照图1120-1180- -
自力式压差控制阀（安装在回水管道）·2421/2422型阀门
图8.2· 已预装导压管的42-14型、42-18型、42-24B型、42-28B型（用于安装在供水管道） 图8·导压管及附件
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自力式压差控制阀·2421/2422型阀门
低压侧和高压侧导压管
低压侧和高压侧导压管、两个 针型截止阀
下部的低压侧导压管和高压侧导压管、 两个针型截止阀和冷凝罐
图1·终端接头 图3·针型截止阀 图4·孔板
图2·冷凝罐（0.7升）
图5·带导压管连接的 对焊法兰
相关信息表
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图6·带有孔板的对焊法兰，安装示例
2006年7月版
选型指南
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双向适配器
用于连接另一个恒温控制器或另一个执行器。 双向适配器安装在波纹管壳体和执行器之间。用于第二个变 量的控制，如控制或温度限制（关于双向适配器的详细信息， 见数据表T 3019 ZH）。安装双向适配器后，控制阀的总高 度大约增加120mm。
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2423型和2423E型阀门 自力式压差和流量控制阀/流量限制器（安装在供水管道）
高压侧导压管
高压侧导压管、低压侧导压管、两个 针型截止阀、冷凝罐组
高压侧导压管、低压侧导压管、 两个针型截止阀
图8.7· 已预装导压管的42-39型（安装在供水管道） 带双向适配器自力式流量控制阀/流量限制器
自力式控制阀
用于自力式压差及流量控制阀的附件
终端接头·针型截止阀·冷凝罐·孔板·对焊法兰·导压管
应用
用于42系列自力式压差及流量控制阀的附件
终端接头
终端接头直型螺纹符合DIN 2353的标准，用于将导压管连接 到阀门上·最大允许压力：40巴（表压）·用于外径8 mm的 导压管（特殊型：用于外径10mm或12mm的导压管），螺纹连 接G 1/4。
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导压管及附件的订货
例 1： 42-24 A型自力式控制阀，用于最高温度为150、导压管带针 型截止阀，2422型阀门安装在回水管道，依据图8.1 “低压侧导压管和针型截止阀对应图1120-1180中的2” - 1120-1180-2 -
例 2： 42-37型自力式控制阀，用于最高温度为150、导压管不带针 型截止阀，2423型阀门安装在回水管道，依据图8.6 “低压侧导压管/高压侧导压管对应图1120-1180中的17” - 1120-1180-17 -
低压侧导压管
低压侧导压管和一个针 型截止阀
低压侧导压管和下部的高压侧导压管、 两个针型截止阀和冷凝罐
图8.1· 已预装导压管的42-24A型和42-28A型（用于安装在回水管道） 自力式压差控制阀（安装在供水管道）·2421/2422型阀门
高压侧导压管
高压侧导压管和一个针型截 止阀
低压侧导压管和下部的高压侧导压管、 两个针型截止阀和冷凝罐
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2423型和2423E型阀门 自力式压差和流量控制阀/流量限制器（安装在回水管道）
连接外部导压管的连接件、低压侧导压 管和下部高压侧导压管、两个针型截止 阀、冷凝罐及安装托架
连接外部导压管的连接件、低压侧导压 管
图8.5· 已预装导压管的42-34型和42-38型（安装在回水管道）
低压侧/高压侧导压管
Hale Waihona Puke 低压侧/高压侧导压管、下部的 高压侧导压管和一个针型截止 阀
低压侧/高压侧导压管、下部的高 压侧导压管、一个针型截止阀、冷 凝罐及安装托架
低压侧/高压侧导压管、下部的高压侧 导压管、一个针型截止阀、冷凝罐 图8.6· 已预装导压管的42-37型（安装在回水管道） 图8·导压管及附件
低压侧导压管和高压侧导压管、两个针 型截止阀和冷凝罐
图8.3· 已预装导压管的42-10型、42-15型、42-20型、42-25型 2423型和2423E型阀门
高压侧导压管
图8.4· 已预装导压管的42-36型 图8·导压管及附件
高压侧导压管和一个针型截止 阀、冷凝罐及安装托架
高压侧导压管、冷凝罐及安装托架