工業燃氣自力式壓力調節閥工作原理

【資料簡介】

1.1 工業燃氣自力式壓力調節閥工作原理的用途和適用范圍

自力式調節閥是一種無需外來能源而只依靠被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。可用于非腐蝕性（溫度350℃）的液體、氣體和蒸汽等介質的壓力控制裝置。自力式調節閥廣泛適用于石油、化工、冶金、輕工等工業部門及城市供熱、供暖系統。一種消除膜片老化、加寬閥門的適用范圍的自力式壓力調節閥。本發明涉及調節閥裝置領域，具體涉及一種能偶消除膜片老化、加寬閥門的適用范圍的自力式壓力調節閥。本文針對目前國內工業燃氣市場品牌眾多、良莠不齊的情況,對火焰切割和焊接常用的乙炔、金火焰、丙烷、丙烯和液化石油氣等五種工業燃氣的基本物理化學特性做了比較,并且對火焰切割焊接方面的工藝性能指標、社會和經濟效益進行了比對和分析討論。

傳統的自力式壓力調節閥的閥門內部壓力室采用膜片形式。而采用膜片形式其缺點是膜片易老化、適用范圍窄；因為當膜片承受壓力l.0Mpa，介質壓力超過1.0Mpa時，膜片易破裂。本發明的目的是提供一種消除膜片老化、加寬閥門的適用范圍的自力式壓力調節閥。

工業燃氣自力式壓力調節閥工作原理用途：

1、工業燃料

以天然氣代替煤，用于工廠采暖，生產用鍋爐以及熱電廠燃氣輪機鍋爐。天然氣發電是緩解能源緊缺、降低燃煤發電比例，減少環境污染的有效途徑，且從經濟效益看，天然氣發電的單位裝機容量所需投資少，建設工期短，上網電價較低，具有較強的競爭力。

2、工藝生產

如烤漆生產線，煙葉烘干、瀝青加熱保溫等。

3、天然氣化工工業

天然氣是制造氮肥的原料，具有投資少、成本低、污染少等特點。天然氣占氮肥生產原料的比重，世界平均為80%左右。

4、城市燃氣事業

特別是居民生活用燃料，包括常規天然氣，以及煤層氣和頁巖氣這兩種非常規天然氣。主要是生產以后并入管道，日常使用天然氣。隨著人民生活水平的提高及環保意識的增強，大部分城市對天然氣的需求明顯增加。天然氣作為民用燃料的經濟效益也大于工業燃料。

5、壓縮天然氣汽車

以天然氣代替汽車用油，具有價格低、污染少、安全等優點。國際天然氣汽車組織的統計顯示，天然氣汽車的年均增長速度為20.8%，其中大部分是壓縮天然氣汽車。

6、增效天然氣

是以天然氣為基礎氣源，經過氣劑智能混合設備與天然氣增效劑混合后形成的一種新型節能環保工業燃氣，燃燒溫度能提高至3300℃，可用于工業切割、焊接、打破口，可*取代乙炔氣、丙烷氣，可廣泛應用于鋼廠、鋼構、造船行業，可在船艙內安全使用，現市面上的產品有銳鋒燃氣，銳鋒天然氣增效劑。

1.2 工業燃氣自力式壓力調節閥工作原理產品的結構及工作原理

a 產品結構

產自力式調節閥為直接作用自力式壓力調節閥，由閥體、閥芯部件、閥蓋、頂盤、上、下膜蓋、膜片、彈簧、調節螺母等零部件所組成。

b 自力式調節閥工作原理

（1）自力式調節閥作閥后壓力調節時的工作原理：

工藝介質的閥前壓力P1經過閥芯、閥座的節流后，變為閥后壓力P2，P2經過導壓管輸入到執行器的下膜室內作用在頂盤上，產生的作用力與彈簧的反作用相平橫，決定了閥芯、閥座相對位置，控制閥后壓力。當閥后壓力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。

（2）自力式調節閥作用前壓力調節時的工作原理：

工藝介質閥前壓力P1通過閥芯、閥座節流后變為閥后壓力P2，同時P1通過導壓管輸入到執行器的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橫，決定了閥芯、閥座的相對位置，控制閥前壓力。當閥前壓力P1增加時，P1作用在頂盤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，使閥芯向離開閥座方向移動，直到頂盤的作用力于彈簧反作用力相平衡為止。這時，閥芯與閥座之間流通面積變大，流阻變小，從而使P1降為設定值。同理，當閥前壓力P1降低時，作用力方向與上述相反，這就是閥前壓力調節時的工作原理。當需要改變閥前壓力P1的設定值時，可調整調節螺母。

（3）自力式調節閥作差壓控制時的工作原理：

工藝介質通過閥節流后，進入被控設備，而被控設備的差壓，分別引入閥的上、下膜室，在上、下膜室內產生推力，并與彈簧反力相平衡，從而確定了閥芯與閥座的相對位置，而閥芯與閥座的相對位置確定了差壓值△P的大小。當被控差變化時，力的平衡被破壞，從而帶動閥芯運動，從閥芯的運動改變了閥的阻力系數，即控制了被控差壓值為設定值。這就是差壓控制的工作原理。當需要改變差壓設定值時，可調整調節螺母。

1.3 產品的型號、規格

注：直接作用式自力式調節閥的總高及總重量為控制閥與執行器高度及重量之和。附件型號、種類及外形尺寸隔離罐 DN150 DN200 DN250(用于氣體、蒸汽溫度＞80℃； 加長件（用于氣體、蒸汽溫度＞80℃；液體溫度＞140℃；）

液體溫度＞140℃；）

工業燃氣自力式壓力調節閥工作原理主要技術參數和性能指標

公稱通徑DN(mm)		20	25	32		40		50	65	80		100		125		150		200		250		300
額定流量系數（KV）		7	11	20		30		48	75	120		190		300		480		760		1100		1750
額定行程（mm）		8		10				14	20			25		40				50		60		70
公稱閥后壓力PN(Mpa)		1.6、4.0、6.4
閥后壓力調節范圍（MP a）		15～50 40～80 60～100 80～140 120～180 160～220 200～260 240～300 280～350 330～400 380～450 430～500 480～560 540～620 600～700 680～800 780～900 880～1000 980～1500 1000～2500
流量特性（℃）		快開
調節精度（％）		±5
使用溫度（℃）		≤350
允許泄漏量	硬密封（1/h）	單座：≤10ˉ4閥額定容量（IV級）；雙座、套筒：≤5×10ˉ3閥額定容量（II級）
	軟密封（m1/h）	0.15			0.30		0.45		0.60		0.90		1.7		4.0		6.75		11.10		16.0
減壓比		10
	最小	1.25

五、自力式閥后壓力調節閥外形尺寸重量

公稱通徑DN			20	25	32	40	50	65	80	100	125	150	200	250	300
法蘭接管尺寸B			383		512		603	862		1023	1380		1800	2000	2200
法蘭端面距L			150	160	180	200	230	290	310	350	400	480	600	730	850
閥后壓力調節范圍kpa	15-140	H	475		520		540	710		780	840	880	915	940	1000
		A	280		308
	280-500	H	455		500		520	690		760	800	870	880	900	950
		A	230
	120-300	H	450		490		510	680		750	790	860	870	890	940
		A	176					194			280
	480-1000	H	445		480			670		740	780	850	860	880	930
		A	176					194			280
	600-1500	H	445		570		600	820		890	950		1000	1100	1200
		A	85		96
	1000-2500	H	445		570		600	820		890	950	1000	1100	1200
		A	85		96
重量kg			26		37		42	72	90	114	130	144	180	200	250
導壓管接頭累紋			M16×1.5

2、工業燃氣自力式壓力調節閥工作原理安裝

2.1 自力式調節閥安裝前注意事項

a 現場安全：安裝自力式調節閥的管道事先不應有壓力，壓力閥前后的切斷閥應關閉。在進行焊接前，應采取適當的防火措施。

b 控制性能：配管系統的壓力損失應與計算壓力閥尺寸的所考慮的損失一致。進出口應盡量保證一定的直管段（一般為5D～10D），以保證所需的控制性能。

C 安裝位置：應有足夠的空間，便于操作人員安裝，調整壓力閥，以及保證壓力閥和附件的就地拆裝和維護的可能性。

d 過慮器：為保證壓力閥的正常使用，安裝時，應在壓力閥前安裝過濾器，并定期清洗。在有蒸汽的廠房內，應有足夠的排水和通風系統。

e 壓力閥組：一般在工藝過程配管中均安裝切斷閥和旁路閥配成閥組，以適應設備連續操作的需要。當維修和出現意外情況時，用切斷閥隔離，用旁路閥調節。推存下面圖5布置方式。

f 自力式調節閥用于煤氣、天燃氣壓力調節，在室內安裝使用時，如果無漏氣報警裝置，應在執行器加接通到室外并不得堵塞，以保證安全。（閥后壓力調節，接在上膜蓋接頭上，閥前壓力調節，接在下膜接頭上）

g 用于減壓或泄壓的壓力閥，使用時不得將膜蓋上的無接管的接頭堵塞，否則自力式調節閥無法工作。