氣關(guān)型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥在氫氣管路應(yīng)用
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥是石油、化工、電力、冶金等工業(yè)企業(yè)廣泛使用的工業(yè)過(guò)程控制儀表之一?；どa(chǎn)中調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中是，它是組成工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，它如生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的手腳。下面，就帶大家全面的了解氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)閥要如何改成氣關(guān)閥呢?在改變之前需要先查看控制閥的閥芯結(jié)構(gòu)是否具備改變的條件，并不是每一種閥芯都可以改變的，其閥芯結(jié)構(gòu)可以改變之后才可以進(jìn)行操作，那么我們要如何操作呢?
序號(hào) | 品 名 | 型 號(hào) 及 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 | 單 價(jià) （元） | 金 額 （元） | 閥體材質(zhì) 及其它 |
1 | 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥 | 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥 ZHB-100B PN100 DN20 介質(zhì)：氫氣 螺絲孔中心距90MM 4個(gè)18MM螺絲孔 進(jìn)法蘭到出法蘭長(zhǎng)度202MM 配YT1000定位器 信號(hào)：4-20MA 防護(hù)等級(jí)：CT6 | 臺(tái) | 1 | 閥體304不銹鋼 雙重密封 零泄漏 初始狀態(tài)打開(kāi)， 通氣關(guān)閉
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(1)氣關(guān)型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥在氫氣管路應(yīng)用：
a.正作用風(fēng)開(kāi)閥換成風(fēng)關(guān)閥，將閥芯反過(guò)來(lái)安裝，也就是說(shuō)將正三角轉(zhuǎn)換為反三角▽即可，然后用鉚釘固定好，其正作用風(fēng)關(guān)閥換成風(fēng)開(kāi)閥思路相反即可。
b.反作用風(fēng)開(kāi)閥換成風(fēng)關(guān)閥，將閥芯反過(guò)來(lái)安裝，也就是說(shuō)將反三角轉(zhuǎn)換為正三角△即可，然后用鉚釘固定好，其反作用風(fēng)關(guān)閥換成風(fēng)開(kāi)閥思路相反即可。
(2)角行程調(diào)節(jié)閥：
a.單作用的：以進(jìn)口球閥為例，將執(zhí)行機(jī)構(gòu)脫開(kāi)后，將閥芯轉(zhuǎn)90度重新連接(也就是將原來(lái)關(guān)的位置人為的放置在開(kāi)的位置，然后重新與執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接)就實(shí)現(xiàn)了氣開(kāi)、氣關(guān)的轉(zhuǎn)換。反之亦然。
b.雙作用的：沒(méi)有氣開(kāi)、氣關(guān)的說(shuō)法。
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥就是以壓縮空氣為動(dòng)力源，以氣缸為執(zhí)行器，并借助于電氣閥門(mén)定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥、保位閥等附件去驅(qū)動(dòng)閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量或比例式調(diào)節(jié)，接收工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制信號(hào)來(lái)完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的：流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的特點(diǎn)就是控制簡(jiǎn)單，反應(yīng)快速，且本質(zhì)安全，不需另外再采取防爆措施。利用氫氣管道是長(zhǎng)距離氫能輸運(yùn)最為高效的方式之一，但相較于成熟的天然氣管網(wǎng)體系，氫氣管道建設(shè)量相對(duì)較少，近年來(lái)將天然氣管道改造成氫氣管道的方式受到研究人員的廣泛關(guān)注。從建設(shè)現(xiàn)狀、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、材料選擇、設(shè)計(jì)制造、事故后果和安全間距等方面，對(duì)氫氣管道和天然氣管道進(jìn)行了系統(tǒng)的對(duì)比分析，為氫氣管道的建設(shè)和天然氣管道改造技術(shù)的應(yīng)用提供一定的參考。氫能具有儲(chǔ)運(yùn)便捷、來(lái)源多樣、潔凈環(huán)保的突出優(yōu)點(diǎn)，是 21 世紀(jì)新能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，許多國(guó)家均把發(fā)展氫能作為重要的能源戰(zhàn)略。氫的輸送是氫能利用的重要環(huán)節(jié)，安全高效的輸氫技術(shù)是氫能大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展的前提。依據(jù)氫在輸送時(shí)所處狀態(tài)的不同，可分為氣態(tài)輸氫、液態(tài)輸氫和固態(tài)輸氫，其中高壓氣態(tài)輸氫是現(xiàn)階段最為成熟的輸氫方式。根據(jù)氫的輸送距離、用氫要求以及用戶的分布情況，高壓氫氣可以通過(guò)氫氣管道和長(zhǎng)管拖車(chē)進(jìn)行輸送，對(duì)于輸送量大且距離較遠(yuǎn)的場(chǎng)合，利用管道輸送是最為高效的方式。
氫氣管道可分為長(zhǎng)距離輸送管道和短距離配送管道。長(zhǎng)輸管道輸氫壓力較高，管道直徑較大，主要用于制氫單元與氫氣站之間的高壓氫氣的長(zhǎng)距離、大規(guī)模輸送 ; 配送管道輸氫壓力較低，管道直徑較小，主要用于氫氣站與各個(gè)用戶之間的中低壓氫氣的配送。氫氣配送管道建設(shè)成本較低，但氫氣長(zhǎng)輸管道建設(shè)難度大、成本高，目前氫氣長(zhǎng)輸管道的造價(jià)約為 63 萬(wàn)美元 / 公里，天然氣管道的造價(jià)僅為 25 萬(wàn)美元 / 公里左右，氫氣管道的造價(jià)約為天然氣管道的 2．5 倍。
| 本體材質(zhì)為碳鋼 | 本體材質(zhì)為不銹鋼 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 閥體 | WCB | LCB | WC9 | 1 | 閥體 | WCB | LCB | WC9 |
| 2 | 墊片 | 316+石墨/PTFE | 2 | 墊片 | 316+石墨/PTFE | ||||
| 3 | 套筒 | 304 | 304 | 304 | 3 | 套筒 | 304 | 304 | 304 |
| 4 | 閥芯 | 304 | 304 | 304 | 4 | 閥芯 | 304 | 304 | 304 |
| 5 | 閥蓋 | WCB | LCB | WC9 | 5 | 閥蓋 | WCB | LCB | WC9 |
| 6 | 閥桿 | 304 | 304 | 304 | 6 | 閥桿 | 304 | 304 | 304 |
| 7 | 填料 | PTFE/柔性石墨 | 7 | 填料 | PTFE/柔性石墨 | ||||
| 8 | 彈簧 | 65Mn | 8 | 彈簧 | 65Mn | ||||
| 9 | 螺母 | 304 | 304 | 304 | 9 | 螺母 | 304 | 316 | 316L |
注：常溫型：常溫型工作溫度-20-+200℃，泄露等級(jí)為Ⅳ級(jí)。
高溫型閥蓋增設(shè)散熱片，可用于介質(zhì)溫度-60-+450℃的場(chǎng)合。
波紋管密封型對(duì)上下移動(dòng)的閥桿形成*的密封，堵絕流體外漏。
低溫型采用加長(zhǎng)閥蓋加隔熱板結(jié)構(gòu)可于-196℃深冷場(chǎng)合。
| 公稱通徑DN（mm） | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 額定流量 系數(shù)KV | 直線 | 6.9 | 11 | 17.6 | 27.5 | 44 | 69 | 110 | 176 | 275 | 440 | 690 |
| 等百分比 | 6.3 | 10 | 16 | 25 | 40 | 63 | 100 | 160 | 250 | 400 | 630 | |
| 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 型號(hào) | 正作用 | ZHA-22 | ZHA-23 | ZHA-34 | ZHA-45 | |||||||
| 反作用 | ZHB-22 | ZHB-23 | ZHB-34 | ZHB-45 | ||||||||
| 額定行程L（mm） | 16 | 25 | 40 | 60 | ||||||||
| 膜片有效面積Ae（cm2） | 280 | 400 | 600 | 1000 | ||||||||
| 公稱壓力PN（MPa） | 1.6 2.5 4.0 6.4 10.0 | |||||||||||
| 固有流量特性 | 直線 等百分比 | |||||||||||
| 固有可調(diào)比R | 30 : 1 | |||||||||||
| 信號(hào)范圍Pr（KPa） | 20-60、20-100、40-200、60-100、80-240 | |||||||||||
| 氣源壓力Ps（MPa） | 0.14、0.25、0.28、0.40 | |||||||||||
| 序號(hào) | 項(xiàng) 目 | 標(biāo)準(zhǔn)型調(diào)節(jié)閥 | 散熱、低溫型調(diào)節(jié)閥 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 不帶定位器 | 帶定位器 | 不帶定位器 | 帶定位器 | ||||
| 1 | 基本誤差＜（%） | ±5 | ±1 | ±15 | ±4 | ||
| 2 | 回差＜（%） | 3 | 1 | 10 | 3 | ||
| 3 | 死區(qū)＜（%） | 3 | 0.4 | 8 | 1 | ||
| 4 | 始終點(diǎn)偏差 ＜（%） | 氣開(kāi) | 始點(diǎn) | ±2.5 | ±1 | ±6 | ±2.5 |
| 終點(diǎn) | ±5 | ±15 | |||||
| 氣關(guān) | 始點(diǎn) | ±5 | ±15 | ||||
| 終點(diǎn) | ±2.5 | ±6 | |||||
| 5 | ±2.5 | +2.5 | +6 | +2.5 | |||
氣關(guān)型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥在氫氣管路應(yīng)用工作原理
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥通常由氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥連接安裝調(diào)試組成，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為單作用式和雙作用式兩種，單作用執(zhí)行器內(nèi)有復(fù)位彈簧，而雙作用執(zhí)行器內(nèi)沒(méi)有復(fù)位彈簧。其中單作用執(zhí)行器，可在失去起源或突然故障時(shí)，自動(dòng)歸位到閥門(mén)初始所設(shè)置的開(kāi)啟或關(guān)閉狀態(tài)。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥根據(jù)動(dòng)作形式分氣開(kāi)型和氣關(guān)型兩種，即所謂的常開(kāi)型和常閉型，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)或氣關(guān)，通常是通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用和閥態(tài)結(jié)構(gòu)的不同組裝方式實(shí)現(xiàn)。
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥作用方式
氣開(kāi)型(常閉型)是當(dāng)膜頭上空氣壓力增加時(shí)，閥門(mén)向增加開(kāi)度方向動(dòng)作，當(dāng)達(dá)到輸入氣壓上*，閥門(mén)處于全開(kāi)狀態(tài)。反過(guò)來(lái)，當(dāng)空氣壓力減小時(shí)，閥門(mén)向關(guān)閉方向動(dòng)作，在沒(méi)有輸入空氣時(shí)，閥門(mén)全閉。顧通常我們稱氣開(kāi)型調(diào)節(jié)閥為故障關(guān)閉型閥門(mén)。
氣關(guān)型(常開(kāi)型)動(dòng)作方向正好與氣開(kāi)型相反。當(dāng)空氣壓力增加時(shí)，閥門(mén)向關(guān)閉方向動(dòng)作;空氣壓力減小或沒(méi)有時(shí)，閥門(mén)向開(kāi)啟方向或全開(kāi)為止。顧通常我們稱氣關(guān)型調(diào)節(jié)閥為故障開(kāi)啟型閥門(mén)。
氣開(kāi)氣關(guān)的選擇是根據(jù)工藝生產(chǎn)的安全角度出發(fā)來(lái)考慮。當(dāng)氣源切斷時(shí)，調(diào)節(jié)閥是處于關(guān)閉位置安全還是開(kāi)啟位置安全。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)加熱爐的燃燒控制，調(diào)節(jié)閥安裝在燃料氣管道上，根據(jù)爐膛的溫度或被加熱物料在加熱爐出口的溫度來(lái)控制燃料的供應(yīng)。這時(shí)，宜選用氣開(kāi)閥更安全些，因?yàn)橐坏庠赐Ｖ构┙o，閥門(mén)處于關(guān)閉比閥門(mén)處于全開(kāi)更合適。如果氣源中斷，燃料閥全開(kāi)，會(huì)使加熱過(guò)量發(fā)生危險(xiǎn)。又如一個(gè)用冷卻水冷卻的的換熱設(shè)備，熱物料在換熱器內(nèi)與冷卻水進(jìn)行熱交換被冷卻，空壓機(jī)調(diào)節(jié)閥安裝在冷卻水管上，用換熱后的物料溫度來(lái)控制冷卻水量，在氣源中斷時(shí)，調(diào)節(jié)閥應(yīng)處于開(kāi)啟位置更安全些，宜選用氣關(guān)式(即FO)調(diào)節(jié)閥。
氣關(guān)型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥在氫氣管路應(yīng)用閥門(mén)定位器
閥門(mén)定位器是調(diào)節(jié)閥的主要附件，與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥大大配套使用，它接受調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)，然后以它的輸出信號(hào)去控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，當(dāng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作后，閥桿的位移又通過(guò)機(jī)械裝置反饋到閥門(mén)定位器，閥位狀況通過(guò)電信號(hào)傳給上位系統(tǒng)。閥門(mén)定位器按其結(jié)構(gòu)形式和工作原理可以分成氣動(dòng)閥門(mén)定位器、電-氣閥門(mén)定位器和智能式閥門(mén)定位器。
閥門(mén)定位器能夠增大調(diào)節(jié)閥的輸出功率，減少調(diào)節(jié)信號(hào)的傳遞滯后，加快閥桿的移動(dòng)速度，能夠提高閥門(mén)的線性度，克服閥桿的磨擦力并消除不平衡力的影響，從而保證調(diào)節(jié)閥的正確定位。用執(zhí)行機(jī)構(gòu)分氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，有直行程、角行程之分。
氣關(guān)型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥在氫氣管路應(yīng)用安裝原則
(1)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥安裝位置，距地面要求有一定的高度，閥的上下要留有一定空間，以便進(jìn)行閥的拆裝和修理。對(duì)于裝有氣動(dòng)閥門(mén)定位器和手輪的調(diào)節(jié)閥，必須保證操作、觀察和調(diào)整方便。
(2)調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在水平管道上，并上下與管道垂直， 一般要在閥下加以支撐，保證穩(wěn)固可靠。對(duì)于特殊場(chǎng)合下，需要調(diào)節(jié)閥水平安裝在豎直的管道上時(shí)，也應(yīng)將調(diào)節(jié)閥進(jìn)行支撐(小口徑調(diào)節(jié)閥除外)。安裝時(shí)，要避免給調(diào)節(jié)閥帶來(lái)附加應(yīng)力)。
(3)調(diào)節(jié)閥的工作環(huán)境溫度要在(-30～+ 60) 相對(duì)濕度不大于95% 95% ，相對(duì)濕度不大于95%。
(4)調(diào)節(jié)閥前后位置應(yīng)有直管段，長(zhǎng)度不小于10倍的管道直徑(10D)，以避免閥的直管段太短而影響流量特性。
(5)調(diào)節(jié)閥的口徑與工藝管道不相同時(shí)，應(yīng)采用異徑管連接。在小口徑調(diào)節(jié)閥安裝時(shí)，可用螺紋連接。 閥體上流體方向箭頭應(yīng)與流體方向一致。
(6)要設(shè)置旁通管道。目的是便于切換或手動(dòng)操作， 可在不停車(chē)情況下對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行檢修。
(7)調(diào)節(jié)閥在安裝前要*清除管道內(nèi)的異物，如污垢、焊渣等。
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