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自力式薄膜压力控制调节阀

自力式薄膜压力控制调节阀

更新时间:2022-04-12

简要描述:

LKZZYP-16B自力式薄膜压力控制调节阀主要用于对阀后压力带切断要求工况。适用介质氮气、空气、水、蒸汽、氢气、润滑油等。直线流量特性在小开度时,相对流量变化大,调节性强,易于产生超调,引起震荡,而在打开度时,相对流量变化小,调节作用弱,不够敏感。等百分比流量特性的流量变化百分比相等,在较大开度范围内,相对流量变化大,调节灵敏有效,等百分比特性曲线始终在直线特性曲线的下方

一、产品介绍:

   该阀依靠流经阀内介质自身的压力、温度作为能源驱动阀门自动工作,不需要外接电源和二次仪表。这种自力式调节阀都利用阀输出端的取压管压力信号反馈,通过信号管传递到执行机构驱动阀瓣改变阀门的开度,达到调节压力、流量、温度的目的。这种调节阀又分为直接作用式和间接作用式两种。

   LKZZYP-16B自力式薄膜压力控制调节阀又称为自力式减压阀,其结构内有弹性元如:件弹簧、波纹管、波纹管式等,利用压力反馈信号平衡的原理控制阀门开度。

二、调节阀Cv值的计算选型:

1、Cv值计算公式

    在确定调节阀口径时,应根据已知的流体条件,先计算出所需要的Cv值(Kv值),然后在《调节阀选型样本》中的额定Cv值表中,选取合适的调节阀口径。作为普遍采用的Cv值计算公式是FCI所规定的。其具体内容如下:

2、Cv值的定义

    Cv值定义:阀处于全开状态,两端压差为1磅/英寸2(0.07kgf/cm2)的条件下,60°F(15.6℃)的清水,每分钟通过阀的美加仑数。(Cv=1.17Kv    Kv是我国调节阀流量系数的符号)

3、液体的Cv值计算公式

    液体的Cv值计算公式是根据流体流过简单孔场合的理论流速(V=, 其中V:孔部分的理论流速;r:流体的比重;△P:流体的压差)而推导出适合Cv值定义的计算公式。

(英制)                                              (公制)

 Cv=11.56Q   …………………(1—1)               Cv=1.17Q               …………(1—2)

式中

Q:最大流量                     m2/hr               Q:最大流量                 m2/hr 

G:比重(水=1)                                     G:比重(水=1)

P1:进口压力                    kPa·A                P1:进口压力                kgf/cm2  A  

P2:出口压力                    kPa·A                P2:出口压力                kgf/cm2  A  

注:P1和P2为最大流量时的压力。

上述Cv值计算公式中的流相为紊流,即雷诺数较大时的场合成立。但当雷诺数很小时,介质流相接近层流时需要进行修正。对于粘度在20mm2/S以上的液体,需按下列顺序进行粘度修正。(1mm2/S=1cst)

1)粘度修正

①、不考虑粘度影响,用公式(1—)或(1—2)求出Cv值。

②、用公式(1—3),求出系数R。

③、由公式(1—4)、(1—5)或从粘度修正系数曲线上,求出系数R相对应的Cv值的修正系数FR。

④、用这个修正系数乘以第一步求出的Cv值。

⑤、然后从《调节阀选型样本》的Cv值表中,选取合适的调节阀口径。

R=                       …………………(1—3)

Q:最大流量         m3/hr

V:操作温度下液体动力粘度        mm2/s

Cv1:未修正过的Cv

当R≤70时,其修正系数

FR=            ………………… ……    ( 1—4)当R>70时,其修正系数

FR=0.95+               …………………(1—5)

2)闪蒸修正

    饱和温度或接近饱和温度的液体,当通过阀座时会出现压力降低,因而即使进口压力P1在进口温度下的饱和压力Pv以上,但阀座后的出口局部有可能降低到Pv以下。这种场合,液体的一部分被汽发,从而发生闪蒸现象,如按前面的液体计算公式进行Cv值计算,会造成阀的流量不足。因此必须按以下方法进行计算。

(水的场合)

    热力学认为:当饱和温度的热水或者接近饱和温度的热水,流经调节阀缩流断面,压力会降低,调节阀流出的水中可能会含有水蒸气。在这种流动条件下,液体流动的基本定律就不再是正确的。所以,计算调节阀口径的传统方法也就不适用。在这种情况下,要计算出正确的Cv值,应按下列步骤进行:

1.△T<2.8(5°F)        △Pc=0.06×P1……………(1—6)

   △T>2.8(5°F)       △Pc=0.9(P1-Pv)…………(1—7)

式中

△T=在进口压力下的液体饱和温度与进口温度之差

△Pc=计算流量用的允许压差(kgf/cm2)

P1=绝对进口压力       kgf/cm2

Pv=进口温度下液体的绝对饱和压力          kgf/cm2

2.当公式(1—6)或(1—7)计算出的△Pc小于调节阀上的实际压差△P时,要用△Pc代替公式(1—1)或(1—2)中的△P。

(水以外的场合)

对于水以外的场合,有同水一样的“求临界压力降低的方法"和“求液体和气体混合比重的方法"两种。不论采用哪一种方法,必须知道饱和压力、临界压力等数据,因而在实际计算中只限于上述数据明确的介质。一般采用的方法是求出闪蒸的比例,然后就液体、气体分别计算Cv值,再求出其和便是所要得Cv值。

气化重量比例(kg/kg)

i1:进口温度压力T1下的比容(kJ/kg)

i2:出口侧压力P2的饱和温度压力下的比容(kJ/kg)

r2:出口侧压力P2的饱和温度压力下的蒸发潜热(kJ/kg)

三、规格与技术参数:

 公称通径:DN15~300

 公称压力:PN1.6~10.0MPa   ANSI 150~600lb

 介质温度:-25~350℃

 连接方式:法兰式、焊接

 阀体材质:WCB、CF8、CF8M、CF8M

 阀芯材质:304、316L、PTFE、PPL

 阀座材质:304、316L、316L+ Stellite

 流量特性:快开

 可调比:30:01:00

 调节精度:8-10%

 泄漏量:软密封ANSI Class VI、硬密封ANSI Class IV

 压力调节范围:30~4000KPa

四、外型尺寸及重量:

公称通径DN

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200

250

300

额定流量

7

11

20

30

48

75

120

190

300

480

760

1100

1750

系数KV

7

11

20

30

48

75

120

190

300

480

760

1100

1750


--

--

22

33

53

83

132

209

330

528

836

1210

1925

固有流量特性

快开、修正线性

额定行程L(mm)

8

10

14

20

25

40

50

60

70

阀座直径(mm)

2

3

4

5

6

7

8

9

10

12

15

--

--

额定流量系数KV

0.02

0.08

0.12

0.2

0.32

0.5

0.8

1.2

1.8

3.2

5

--

--

固有流量特性

线性、修正线性

快开

调节精度

±5~10%

压力分段范围KPa

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 ; 950~1500 ; 1000~2500

允许泄漏量

硬密封:IV级(10-4XKv);     软密封:VI级(参见GB/T4213-2008)

五、流量特性的选择要求:

   目前,现有调节阀固有流量特性主要有:直线、等百分比、抛物线及快开等几种,其中常见的是前两种。

   直线流量特性是指调节阀的流量与开度程比例关系。

   等百分比流量特性指调节阀流量变化的百分比在全行程内是相等的。

   直线流量特性在小开度时,相对流量变化大,调节性强,易于产生超调,引起震荡,而在打开度时,相对流量变化小,调节作用弱,不够敏感。等百分比流量特性的流量变化百分比相等,在较大开度范围内,相对流量变化大,调节灵敏有效,等百分比特性曲线始终在直线特性曲线的下方,在同一开度下,流量比直线特性的小,且由于等百分比特性的流量多集中在大开度区,在考虑同样的开度偏差余量时,所需的流量系数余量就大。因此等百分比流量特性阀的容量较直线流量特性要小些。

六、阀内结构与执行机构的分类:

1、控制方式:

   控制阀后压力压闭型:用于阀后压力调节,当阀后压力升高,阀门关闭,以达到减压、稳压的目的。

   控制阀前压力压开型:用于阀前压力调节,当阀前压力升高,阀门打开,以达到泄压、稳压的目的。

2、阀内内结构分类:

637102152003248427140.jpg

(1)阀座(2)阀芯(3)阀体(4)阀盖(5)立柱(6)压力调节盘(7)弹簧(8)压盘(9)执行机构(10)现场示意管道(11)焊接接头(12)取压管(13)冷凝器

3、执行机构分类:

   执行机构有薄膜式、活塞式、波纹管密封式三种。

147 拷贝.jpg

七、选型的注意事项:

   是可以设定一个值自动进行调节的控制装置,在进行集中测试控制的时候,可以实现一个独立的仪表控制系统。

在选型使用时候需要注意问题:

 1、调节精度:是由机械的方法组成的纯比例调节系统,因此控制的结果不可避免地存在静差。调节精度一般为±5 ~ ±10 。适用于调节品质要求不高的场合。

 2、允许压差:由于没有驱动能源,仅靠介质自身的能源(压力阀靠介质压力,液位阀靠介质对浮球的浮力等),而且无法象普通调节阀可通过提高气源压力来增大压差。从而导致允许差压较普通,控制阀小,口径也受限制。

 3、介质黏度:由原理和结构特点知,介质黏度过高容易引起引压管的堵塞,影响膜片的弹性,导致阀内压力平衡元件不能正常工作。特别是凝固点较高的介质在停工降温后凝固也将使波纹管开工后无法正常工作。所以,高黏度介质不适宜选用自力式调节阀,适宜选用隔膜调节阀。

八、不同介质的安装方式:

   LKZZYP-16B自力式薄膜压力控制调节阀广泛用于石油、化工、电力、冶金、食品、轻纺、机械制造与民用建筑楼群等各种工业设备中,能应用于气体、液体、蒸汽介质的减压稳压(阀后调节)或泄压稳压(阀前调节),但由于它利用介质自身的压力去操作执行机构,在执行机构内充满介质,故安装方式应与此相配合。

   在安装时取压点应设在离调压阀适当的位置,压开型调压阀应大于2倍管道直径,压闭型调压阀应大于6倍管道直径。

   蒸汽出口管稳压调节阀自力式调节阀在安装冷凝器时应注意冷凝器的位置,使其高于膜头而低于工艺管道,以保证冷凝器内充满冷凝液。


八、使用维护:
 日常维护:

   自力式调节阀锅炉蒸汽压力自动调节阀管道中一般应当水平安装。

 使用方法:

 1、在常温下使用气体或低粘度液体场合时的操作:

 (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

 (3)然后重新拧紧排气塞,调节阀即可工作。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,注意观察压力标示值,动作缓慢,不得使阀杆跟着转动

 2、使用蒸汽场合时的操作:

 (1)从冷凝器上拧下注液口螺钉

  (2)拧松执行机构排气塞

 (3)使用漏头通过注液口加入直至排气孔流出为止

 (4)拧紧排气塞,继续注水直至溢出注液口

 (5)拧紧注液口螺钉

 (6)缓慢开启调节阀前后截止阀

 (7)调整压力调节盘,并观察压力表示值达到要求为止。

使用维护:

   投入运行后,一般维护工作很少,平时只要观察阀前,阀后压力示值是否符合工艺所需要求即可。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。

九、常见阀内件损坏现象的分析与解决办法:

 1、汽蚀、冲刷现象产生的原因

   由设计工况数据表可知,原设计阀门出口压力是0.3MPa,而实际运行工况要求为0.1MPa阀后减压参数变小,笼式套筒的降压级数是按原设计工况数据设计的,适用于进罐压力为0.3MPa时的工况,当出口压力要求为0.1MPa时,原笼式套筒降压级数就不够,因而引起汽蚀现象的产生。

   阀门内件在强大的气泡破爆力作用下很快损坏,同时引起阀门出口压力升高。为了保证出口压力,迫使降低阀门开度,从而引起流体流速加快,又产生高速颗粒冲刷破坏,循环性破坏加速了阀门失效。

 2、解决汽蚀破坏的措施

   采用高性能笼式套筒调节阀,其结构采用自压力密封形式,降压套筒采用叠片加组合形式,碟片上下两面均设有流道槽,介质流动连续性好,调节无死区;流道设计成等截面矩形结构,每段相互成九十度拐角延伸,在出口尾段进行分流,将流道分成两条或多条流道,经多年现场应用和经验积累而开发的高性能笼式迷宫套筒调节阀,已经现场工况验证。

 3、解决颗粒冲刷的损坏

   流体出口设计成2条流道进行分流减速,将入口流速38m/s减降到19m/s,降低汽油中颗粒对流道的高速冲刷,流速符合规定要求。选用硬度高、耐冲刷XNi69-20镍合金特殊材料制造套筒叠片。

十、中国GB/T4213-92调节阀的泄漏标准:

泄漏等级

试验介质

试验程序

最大阀座泄漏量

由用户与制造商定

L 或G

1

5×10-3×阀额定容量  (l/h)

L 或G

1

10-3×阀额定容量  (l/h)

L

1或2

10-4×阀额定容量  (l/h)

G

1

Ⅳ-S1

L

1或2

10-4×阀额定容量  (l/h)

G

1

Ⅳ-S2

G

1

2×10-4×△P×D  (l/h)

L

2

1.8×10-7×△P×D  (l/h)

G

1

3×10-3×下表系数

阀座直径

mm

       漏        量

mL/min

每分钟气泡数

25

0.15

1

40

0.30

2

50

0.45

3

65

0.60

4

80

0.90

6

100

1.70

11

150

4.00

27

200

6.75

45

250

11.1

300

16.0

350

21.6

400

28.4

注:1、△P以kPa为单位。

2D为阀座直径,以mm为单位。

3对于可压缩流体的体积流量是在标况下的测定值。

4每分钟气泡数是用外径6mm、壁厚1mm的管子垂直浸入5~10mm深度的条件下测得的。管子端面应光滑,无倒角和毛刺。

5如果阀座直径与表列值之差2mm以上,则泄漏系数可假设泄漏量与阀座直径的平方成正比的情况下通过内推法取得。

6在计算确定泄漏量的允许值时,阀的额定容量按下表所列公式计算

GB/T4213-92


△P<

△P≥

液体

Q1=0.1Kv

气体

Q2=4.73Kv

Q2=2.9P1Kv/



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