您好, 歡迎來(lái)到化工儀器網(wǎng)
自力式壓力調(diào)節(jié)閥原理及應(yīng)用
閱讀：1874 發(fā)布時(shí)間：2012-3-9
1、自力式壓力調(diào)節(jié)閥概述
1.1 自力式調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品的用途和適用范圍
自力式壓力調(diào)節(jié)閥是一種無(wú)需外來(lái)能源而只依靠被介質(zhì)自身的壓力變化進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)壓力的節(jié)能型產(chǎn)品，具有測(cè)量、執(zhí)行、控制的綜合功能。可用于非腐蝕性（zui高溫度350℃）的液體、氣體和蒸汽等介質(zhì)的壓力控制裝置。廣泛適用于石油、化工、冶金、輕工等工業(yè)部門(mén)及城市供熱、供暖系統(tǒng)。
1.2 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)及工作原理
a 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
自力式壓力調(diào)節(jié)閥為直接作用自力式壓力調(diào)節(jié)閥，由閥體、閥芯部件、閥蓋、頂盤(pán)、上、下膜蓋、膜片、彈簧、調(diào)節(jié)螺母等零部件所組成。
b 自力式壓力調(diào)節(jié)閥工作原理
（1）作閥后壓力調(diào)節(jié)時(shí)的工作原理：
工藝介質(zhì)的閥前壓力P1經(jīng)過(guò)閥芯、閥座的節(jié)流后，變?yōu)殚y后壓力P2，P2經(jīng)過(guò)導(dǎo)壓管輸入到執(zhí)行器的下膜室內(nèi)作用在頂盤(pán)上，產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作用相平橫，決定了閥芯、閥座相對(duì)位置，控制閥后壓力。當(dāng)閥后壓力P2作用在頂盤(pán)上的作用力也隨之增加。此時(shí)，頂盤(pán)的作用力大于彈簧的反作用力，使閥芯關(guān)向閥座的位置，直到頂盤(pán)的作用力與彈簧反作用力相平衡為止。這時(shí)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(shè)定值。同理，當(dāng)閥后壓力P2降低時(shí)，作用方向與上述相反，這就是閥后壓力調(diào)節(jié)時(shí)的工作原理。
當(dāng)需要改變閥后壓力P2的設(shè)定值時(shí)，可調(diào)整調(diào)節(jié)螺母。
（2）作用前壓力調(diào)節(jié)時(shí)的工作原理：
工藝介質(zhì)閥前壓力P1通過(guò)閥芯、閥座節(jié)流后變?yōu)殚y后壓力P2，同時(shí)P1通過(guò)導(dǎo)壓管輸入到執(zhí)行器的上膜室內(nèi)作用在頂盤(pán)上，產(chǎn)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(duì)位置，控制閥前壓力。當(dāng)閥前壓力P1增加時(shí)，P1作用在頂盤(pán)的作用力也隨之增加。此時(shí)，頂盤(pán)上的作用力大于彈簧的反作用力，使閥芯向離開(kāi)閥座方向移動(dòng)，直到頂盤(pán)的作用力于彈簧反作用力相平衡為止。這時(shí)，閥芯與閥座之間流通面積變大，流阻變小，從而使P1降為設(shè)定值。同理，當(dāng)閥前壓力P1降低時(shí)，作用力方向與上述相反，這就是閥前壓力調(diào)節(jié)時(shí)的工作原理。
當(dāng)需要改變閥前壓力P1的設(shè)定值時(shí)，可調(diào)整調(diào)節(jié)螺母。
（3）作差壓控制時(shí)的工作原理：
工藝介質(zhì)通過(guò)閥節(jié)流后，進(jìn)入被控設(shè)備，而被控設(shè)備的差壓，分別引入閥的上、下膜室，在上、下膜室內(nèi)產(chǎn)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(duì)位置，而閥芯與閥座的相對(duì)位置確定了差壓值△P的大小。當(dāng)被控差變化時(shí)，力的平衡被破壞，從而帶動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng)，從閥芯的運(yùn)動(dòng)改變了閥的阻力系數(shù)，即控制了被控差壓值為設(shè)定值。這就是差壓控制的工作原理。
當(dāng)需要改變差壓設(shè)定值時(shí)，可調(diào)整調(diào)節(jié)螺母。
1.3自力式壓力調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品的型號(hào)、規(guī)格
| 類別 | 壓力控制調(diào)節(jié)閥 | 差壓控制調(diào)節(jié)閥 | ||||||
| 閥后壓力調(diào)節(jié)閥 | 閥前壓力調(diào)節(jié)閥 | 差壓升閥關(guān)閉 | 差壓上升閥開(kāi)啟 | |||||
| 硬密封 | 軟密封 | 硬密封 | 軟密封 | 硬密封 | 軟密封 | 硬密封 | 軟密封 | |
| 型號(hào) | V230 D01 | V230 D01 | V230 D02 | V230 D02 | V230 D03 | V230 D03 | V230 D04 | V230 D04 |
| 規(guī)格 | DN15-250 | |||||||
1.4 自力式壓力調(diào)節(jié)閥主要技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)
（1）控制閥主要技術(shù)參數(shù)
| 公稱通徑（mm） | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 | |
| 額定流量系數(shù)Kvs | 3.2 | 5 | 8 | 12.5 | 20 | 32 | 50 | 80 | 125 | 160 | 320 | 450 | 630 | |
| 公稱壓力（MPa） | 1.6；4.0 | |||||||||||||
| Z值 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.55 | 0.55 | 0.5 | 0.5 | 0.45 | 0.4 | 0.35 | 0.3 | 0.2 | 0.2 | |
| zui高工作溫度 | V230 | 液體≤140；氣體≤80 | ||||||||||||
| 硬密封V230 | 配隔離罐≤200 | 配隔離罐和加長(zhǎng)件≤300 | ||||||||||||
| 配隔離罐和散熱片≤200 | ||||||||||||||
| 壓力平衡元件 | 波紋管 | 滾動(dòng)膜片 | ||||||||||||
| 法蘭標(biāo)準(zhǔn) | DIA（亦可按用戶要求提供法蘭標(biāo)準(zhǔn)） | |||||||||||||
| 閥體材質(zhì) | 鑄鋼（工作溫度≤350℃） | |||||||||||||
| 閥芯材質(zhì) | 不銹鋼；軟密封為不銹鋼鑲嵌橡膠圈 | |||||||||||||
| zui高工作壓力 | 公稱壓力 （注意△Pmax及工作壓力與工作溫度的關(guān)系） | |||||||||||||
（2）執(zhí)行器主要技術(shù)參數(shù)
| 型號(hào) | V230 D01（D03） | V230 D02（D04） | ||||||
| 有效面積cm2 | 32※ | 80※ | 250 | 630 | 32※ | 80※ | 250 | 630 |
| 壓力設(shè)定范圍MPa | 0.3-1.2 | 0.1-0.6 | 0.015-0.15 | 0.005-0.035 | 0.3-1.2 | 0.1-0.6 | 0.015-0.15 | 0.005-0.035 |
| 0.8-1.6 | 0.05-0.3 | 0.01-0.07 | 1.0-1.6 | 0.05-0.25 | 0.01-0.06 | |||
| 保證壓力閥正常工作zui小壓差△P MPa | ≥0.05 | ≥0.04 | ≥0.01 | ≥0.005 | ≥0.05 | ≥0.04 | ≥0.01 | ≥0.05 |
| 允許上、下膜室zui大壓差MPa | 2.0 | 1.25 | 0.4 | 0.15 | 2.0 | 1.25 | 0.4 | 0.15 |
| 行程mm | 18 | 18 | 23 | 23 | 18 | 18 | 23 | 23 |
| 材質(zhì) | 膜片：EPDM或FKM夾纖維；膜蓋；鋼板鍍鋅 | |||||||
| 控制管線、接頭 | 銅管或鋼管10×1；卡套式接頭R1/4” | |||||||
注：1、※該壓力設(shè)定范圍不適合于DN150-250
2、EPDM適合于水、蒸汽和氣體介質(zhì)，F(xiàn)KM適合于油、水、蒸汽及氣體介質(zhì)，定貨時(shí)應(yīng)注明介質(zhì)種類。
（3）性能指標(biāo)
| 控制精度 | | ±8% | ||
| 允許泄漏量 （在規(guī)定試驗(yàn)條件下） 1/h | 硬密封 | 4×10-4×閥額定容量 | ||
| 軟密封 | DN15-50 | DN65-100 | DN125-250 | |
| 10氣泡/min | 20氣泡/min | 40氣泡/min | ||
（4）自力式壓力調(diào)節(jié)閥允許壓差
| 公稱通徑（mm） | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 |
| PN16zui大壓差△P MPa | 1.6 | 1.6 | 1.6 | 1.6 | 1.6 | 1.6 | 1.6 | 1.6 | 1.5 | 1.5 | 1.2 | 1.0 | 1.0 |
| PN40zui大壓差△P MPa | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 1.5 | 1.5 | 1.2 | 1.0 | 1.0 |
1.5 產(chǎn)品的外形尺寸
（1） V230控制閥尺寸及重量
| 公稱通徑（mm） | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 |
| L （mm） | 130 | 181 | 184 | 200 | 222 | 254 | 276 | 298 | 352 | 410 | 451 | 600 | 650 |
| B （mm） | 212 | 212 | 238 | 238 | 240 | 240 | 275 | 275 | 380 | 380 | 430 | 430 | 430 |
| 大約重量 Kg | 6.2 | 6.7 | 9.7 | 13 | 14 | 17 | 29 | 33 | 60 | 70 | 90 | 160 | 260 |
（2） D02（D04） 執(zhí)行器尺寸及重量
| 公稱通徑（mm） | 20－50 | 65－100 | 125－200 | 250－400 |
| D （mm） | 235 | 235 | 235 | 235 |
| H （mm） | 450 | 470 | 490 | 510 |
| 大約重量 Kg | 7.5 | 7.5 | 13 | 28 |
（3） D01（D03） 執(zhí)行器尺寸及重量
| 公稱通徑（mm） | 20－50 | 65－100 | 125－200 | 250-400 |
| D （mm） | 195 | 195 | 195 | 195 |
| H （mm） | 450 | 470 | 490 | 510 |
| 大約重量 Kg | 7.5 | 7.5 | 13 | 28 |
注：直接作用式自力式調(diào)節(jié)閥的總高及總重量為控制閥與執(zhí)行器高度及重量之和。
附件型號(hào)、種類及外形尺寸
隔離罐 DN150 DN200 DN250
（用于氣體、蒸汽溫度＞80℃； 加長(zhǎng)件（用于氣體、蒸汽溫度＞80℃；液體溫度＞140℃；）
液體溫度＞140℃；）
1.6 工作溫度與作用介質(zhì)壓力的關(guān)系
（1） 工作溫度與作用介質(zhì)壓力的關(guān)系
| 材料 | 公稱壓力MPa | 介質(zhì)工作溫度℃ | |||||||||||||
| | | | | | | | | | | | | | | ||
| 0.6 | 0.6 | 0.49 | 0.44 | | | | | | | | | | | | |
| HT200 | 1.6 | 1.6 | 1.27 | 1.09 | | | | | | | | | | | |
| 4.0 | | 4.0 | 3.7 | 3.3 | 3.0 | 2.8 | 2.3 | 1.8 | | | | | | | |
| ZG230-450 | 6.4 | | 6.4 | 5.9 | 5.2 | 4.7 | 4.1 | 3.7 | 2.9 | | | | | | |
| 0.6 | | 0.6 | | 0.56 | | 0.5 | | | 0.45 | 0.4 | 0.36 | 0.32 | 0.28 | 0.25 | |
| ZG1Cr19Ni9Ti ZG0Cr18Ni12Mo2Ti | 1.6 | | 1.6 | | 1.4 | | 1.25 | | | 1.1 | 1.0 | 0.9 | 0.8 | 0.7 | 0.64 |
| 4.0 | | 4.0 | | 3.6 | | 3.2 | | | 2.8 | 2.5 | 2.2 | 2.0 | 1.8 | 1.6 | |
| 6.4 | | 6.4 | | 5.6 | | 5.0 | | | 4.5 | 4.0 | 3.6 | 3.2 | 2.8 | 2.5 | |
（2） 主要零件材料的使用溫度范圍
| 材料 | 溫度范圍℃ | 備注 |
| HT200 | -20～200 | |
| QT400-18、QT400-15 | -20～350 | |
| ZG230-450 | -40～450 | |
| ZG1Cr19Ni9Ti ZG0Cr18Ni12Mo2Ti | -250～550 | |
| 2Cr13 | -20～450 | |
| 1Cr18Ni9 | -196～550 | |
| 0Cr18Ni12Mo2Ti | -196～600 | |
| 聚四氟乙烯 | -40～200 | |
| 碳纖維 | -120～350 | |
| 柔性石墨 | -200～600 | |
| 5860膠夾480D551棉綸帆布 | -40～80 | |
1.7自力式壓力調(diào)節(jié)閥安裝示例
示例1 安裝在分站上 示例2 安裝在蒸汽發(fā)生器上
示例3 安裝在差壓和流量控制場(chǎng)合 示例4 安裝在差壓控制場(chǎng)合
示例5 直接連接的供熱系統(tǒng)（供水安裝） 示例6 間接連接的供熱系統(tǒng)（回水安裝）
2、自力式壓力調(diào)節(jié)閥安裝
2.1 安裝前注意事項(xiàng)
a 現(xiàn)場(chǎng)安全：安裝壓力閥的管道事先不應(yīng)有壓力，壓力閥前后的切斷閥應(yīng)關(guān)閉。在進(jìn)行焊接前，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆阑鸫胧?/span>
b 控制性能：配管系統(tǒng)的壓力損失應(yīng)與計(jì)算壓力閥尺寸的所考慮的損失一致。進(jìn)出口應(yīng)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(yīng)有足夠的空間，便于操作人員安裝，調(diào)整壓力閥，以及保證壓力閥和附件的就地拆裝和維護(hù)的可能性。
d 過(guò)濾器：為保證壓力閥的正常使用，安裝時(shí)，應(yīng)在壓力閥前安裝過(guò)濾器，并定期清洗。在有蒸汽的廠房?jī)?nèi)，應(yīng)有足夠的排水和通風(fēng)系統(tǒng)。
e 壓力閥組：一般在工藝過(guò)程配管中均安裝切斷閥和旁路閥配成閥組，以適應(yīng)設(shè)備連續(xù)操作的需要。當(dāng)維修和出現(xiàn)意外情況時(shí)，用切斷閥隔離，用旁路閥調(diào)節(jié)。推存下面圖5布置方式。
f 用于煤氣、天燃?xì)鈮毫φ{(diào)節(jié)，在室內(nèi)安裝使用時(shí)，如果無(wú)漏氣報(bào)警裝置，應(yīng)在執(zhí)行器加接引流管通到室外并不得堵塞，以保證安全。（閥后壓力調(diào)節(jié)，接在上膜蓋接頭上，閥前壓力調(diào)節(jié)，接在下膜接頭上）
g 用于減壓或泄壓的壓力閥，使用時(shí)不得將膜蓋上的無(wú)接管的接頭堵塞，否則壓力閥無(wú)法工作。
圖5 壓力閥組布置方式
2.2 實(shí)地安裝
a 安裝人員首先應(yīng)認(rèn)識(shí)到壓力閥是一種精密的儀表設(shè)備，不準(zhǔn)碰撞、跌摔、以免損壞，影響產(chǎn)品性能。
b 在初次開(kāi)工前和停工檢修后應(yīng)先沖洗配管系統(tǒng)，然后安裝壓力閥，并應(yīng)保證管道內(nèi)力不超過(guò)壓力閥的極限值。
c 主意務(wù)必按壓力閥所示的介質(zhì)流動(dòng)方向（閥體上的箭頭）安裝壓力閥。
d 壓力閥應(yīng)該垂直倒立安裝在管道上。執(zhí)行器在下，控制閥在上，如圖5所示，這樣可以保證介質(zhì)的溫度不會(huì)傳送到執(zhí)行器上。當(dāng)介質(zhì)溫度低于80℃時(shí)，壓力閥可以正立安裝。當(dāng)介質(zhì)溫度高于80℃時(shí)，壓力閥必須垂直倒立安裝，即執(zhí)行器向下安裝。在閥自重較大或有震動(dòng)的場(chǎng)合應(yīng)加支架。
e 在壓力閥前后安裝壓力表，以便設(shè)定調(diào)整時(shí)察看。
3、操作與使用
注：自力式壓力調(diào)節(jié)閥在出廠時(shí)，并未按著現(xiàn)場(chǎng)條件設(shè)定壓力（壓差），使用前必須按以下步驟進(jìn)行設(shè)定。
自力式壓力調(diào)節(jié)閥安裝完畢后，應(yīng)先緩慢開(kāi)啟閥后的截止閥，然后緩慢開(kāi)啟閥前的截止閥，觀察壓力閥前后壓力表，調(diào)節(jié)壓力閥的調(diào)節(jié)螺母（調(diào)節(jié)螺母位于執(zhí)行器彈簧端頭， ），使之達(dá)到閥前壓或閥后壓或者差壓要求，穩(wěn)定一段時(shí)間，以獲得理想的閥前壓力或閥后壓力或者差壓值。（作液體壓力控制時(shí)，應(yīng)略松開(kāi)控制線接口，排除執(zhí)行器里面的空氣，然后擰緊）。
若發(fā)現(xiàn)壓力閥的壓力不太理想，可微調(diào)壓力閥的調(diào)整螺母，以獲得理想數(shù)值。
特別注意：！！！
a 當(dāng)把執(zhí)行器與控制閥分離時(shí)，必須釋放閥內(nèi)的所有壓力。
b 如果被控制介質(zhì)氣體、蒸汽＞80℃，液體溫度＞140℃時(shí)，DN15～125需配隔離罐，應(yīng)先將溫度低且與被調(diào)介質(zhì)同類液體介質(zhì)通過(guò)隔離罐口注入膜室和隔離罐，必須注滿。
C 如果被控制介質(zhì)氣體、蒸汽＞80℃，液體溫度＞140℃時(shí)，DN15～125需配加長(zhǎng)件和隔離罐，這時(shí)，除在隔離罐中注冷媒外，還應(yīng)在加長(zhǎng)件中注冷媒。
4、自力式壓力調(diào)節(jié)閥維修及故障排除
4.1 維修
在正常操作的條件下，壓力閥是不用維修的，特殊情況需要維修時(shí)，應(yīng)由專業(yè)人員來(lái)進(jìn)行。
4.2 故障排除
如出現(xiàn)故障可按表6查找原因
表6
| 故障現(xiàn)象 | 故障原因 | 排除方法 |
| 自動(dòng)控制失靈 | 控制管線堵塞或閥門(mén)中有雜質(zhì) | 清洗控制管線及閥門(mén) |
| 膜片破裂 | 更換膜片 | |
| 彈簧折斷 | 更換彈簧 | |
| 閥前后實(shí)際壓差小于閥zui小工作壓差 | 更換壓力閥 | |
| 被控參數(shù)不穩(wěn)定 | 閥口徑選擇過(guò)大或過(guò)小 | 更換合適閥門(mén) |
| 套筒磨損 | 更換套筒 | |
| 閥芯、閥座磨損 | 更換閥芯、閥座 |
4.3 自力式壓力調(diào)節(jié)閥的拆裝
首先把控制閥壓力釋放，拆卸導(dǎo)壓管，松開(kāi)連接執(zhí)行器的連接螺母，取下執(zhí)行器。然后拆下閥蓋及閥芯內(nèi)件。檢查閥芯、閥座或套筒是否損壞。如閥芯、閥座、或套筒損壞，則整個(gè)閥芯內(nèi)件需要更換。重新裝配式時(shí)，按相反順序，但應(yīng)更換密封墊。
5、運(yùn)輸、貯存
收貨時(shí)，應(yīng)檢查是否*發(fā)運(yùn)。如還繼續(xù)運(yùn)輸或暫時(shí)存放，應(yīng)使用原包裝。存放地點(diǎn)應(yīng)干燥清潔。
運(yùn)輸和貯存條件：溫度：-40℃～80℃
相對(duì)濕度：＜95%允許短暫沾濕。