上海申弘阀门有限公司
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自力式微压调节阀在化工氢气燃烧应用
自力式微压调节阀是一种不需要外加能源而能自动调节一种或两种介质压差，使压差维持在恒定值，如在工业炉气体燃烧系统中，用于控制甲、乙两种燃料混合比流量调节，达到理想的燃烧条件，节省燃料及投资，也可以作为煤气、天燃气、液化石油气、氨气、氮气、氧气等各种工业气体的减压、微压、差压的调节系统中。还可用于氢冷发电机组密封油系统，控制密封油与氢气间的压力差，以确保可靠密封。
氢气在空气中燃烧会产生淡蓝色火焰，若有烧杯罩在上方则会有水珠凝结在杯壁，同时会放出大量的热。氢气在空气中有一定比例时,点燃会爆炸。氢气在氧气中燃烧的化学方程式是2H2+O2==2H20(条件是点燃)助燃空气从底部进入，环绕气室和喷管流出，在中心位置有空气旋流盘，让空气旋转起来，与周围的喷头喷出的氢气交叉混合，再进入燃烧区燃烧。在喷头周围设置空气稳焰盘，稳焰盘上设置层流空气出口小孔，围绕喷头形成层流空气与喷头氢气混合。
氢气燃烧器的设计采用“弱化燃烧"设计理论，减缓、减弱燃料气与空气的混合，延长燃烧时间，以消除炉膛温度不均。同时采用外混合燃烧方式、较大的燃料气喷孔直径、较小的燃料气流与空气流夹角、短火盆、一次配风、高燃料气压力、低燃烧空气温度等。
氢的燃烧性好，点燃快，与空气混合时具有广泛的可燃范围，并且燃点高，燃烧速度快；燃烧后的产物是水，基本没有污染环境的问题，而且生成物是水，可以循环利用。氢属于洁净的燃料，其燃烧性能很特殊。气在空气中爆炸极限4%～75.6%，或占5%至95%的浓度时与氯气混合时是极易爆炸的气体，在热、日光或火花的刺激下易引爆；氢气的着火点为500℃。氢气喷头流速：高速400~600m/s，低速180~220m/s(建议)氢气燃烧机为外预混、扩散式燃烧，在燃烧器出口位置与空气混合后进行燃烧
自力式微压调节阀在化工氢气燃烧应用氢气燃烧主要特性：
1）点火能小，极易着火；
2）燃烧速度高，燃烧区域集中，火焰短小；
3）预混燃烧火焰传播速度非常高，低负荷 运行时回火问题突出；
4）火焰对炉管的能量辐射率低；导致燃烧器出口处热量局部聚集，烟气温度非常高，造成炉内温度分布不均,喷嘴损坏。
序号 | 品 名 | 型 号 及 规 格 | 单位 | 数量 |
1 | 自力式微压减压阀 | 自力式微压减压阀ZZVP DN125 PN16 进口压力 30 KPA, 出口压力 3-20 KPA 流量600标方每小时 介质：常温氢气 需要套筒加平衡波纹管，稳定压力 零泄漏，不容许泄漏 阀腔内部光滑 | 台 | 1 |
自力式微压调节阀在化工氢气燃烧应用氢燃烧特点
氢的发热值虽然比核燃料低，但却是所有的化石燃料，化工燃料和生物燃料中最高的，约1.4x105kJ/kg，是汽油发热值的3倍：氢的燃烧性好，点燃快，与空气混合时具有广泛的可燃范围，并且燃点高，燃烧速度快；燃烧后的产物是水，基本没有污染环境的问题，而且生成物是水，可以循环利用。
1、结构紧凑---内置弹簧结构使调压阀结构更紧凑，同时具有更好的防护性。
2、无填料---在微压控制时任何摩擦阻力都会影响调压阀的调节精度，此阀无填料结构使整个调压结构有很好的灵敏度，同时又减少了外漏点。
3、推力放大---微压控制阀因其控制压力极低，所以执行机构产生的拉力有限，调压阀的杠杆力放大调节机构将膜片组件产生的微小推力放大6倍，使之具有优秀的调节及耐压性能，同时下游系统流量减为“0"时，阀芯能在微压状态下关断流体，使系统保压。
4、安全过载---为最大限度减少零件重量对控制压力的影响，调压阀的整个调节机构尽可能轻小，精细的原则设计，在正常工作时，下游压力极低，调节机构受力很小，但在实际使用过程中过载是难免的，下游压力完有可能在非正常状态下达到阀前压力，这时磨片组件产生的推力对调节机构来说绝对是破坏性的，调压阀的过载保护机构能有效卸载其过载力，使调节机构不会损坏，也就是说调压阀在大多数工况中执行机构膜室可承受阀前最高使用压力而不会损坏。
5、安装方便---阀门出厂时无法预估现场管线走向和安装空间，安装后经常会发现由于周边设备的影响使调压阀的调校，观察很不方便，调压阀的执行器连同调节机构在不解体的状态下做360度旋转，且调整后不影响其原有的性能参数。
自力式微压调节阀在化工氢气燃烧应用主要特点为：
1、对单座微(差)压阀而言，若阀前压力100Kpa则安装ZZYP型自力式进行减压至100KPa，因此可用于压力特别小的场合(例如0.5KPa)。
2、执行机构元件极为灵敏，极微小的压力变化会感测出来。
3、压力调节极为方便，无需停止生产即可进行设定值调整。
自力式微压调节阀在化工氢气燃烧应用
序号 名称 材料
1 封盖 2Cr13
2 弹簧座 45
3 弹簧 60Si2Mn
4 托盘 1Cr18Ni9Ti
5 膜片 丁腈橡胶
6 小膜片 耐油橡胶
7 阀芯 PTFE
8 阀座 1Cr1
自力式微压调节阀在化工氢气燃烧应用主零件材料
| 材料代号 | C（WCB） | P（304） | R（316） | |
|---|---|---|---|---|
| 主要 零件 | 阀体、阀盖 | WCB（ZG230-450） | ZG1Cr18Ni9Ti（304） | ZG1Cr18Ni12Mo2Ti（316） |
| 阀芯、阀座 | 1Cr18Ni9Ti（304） | 1Cr18Ni9Ti（304） | 1Cr18Ni12Mo2Ti（316） | |
| 阀杆 | 2Cr13 | 1Cr18Ni9Ti | 1Cr18Ni12Mo2Ti | |
| 填料 | V型聚四氟乙烯（F4）、柔性石墨、 | |||
| 垫片 | 增强聚四氟乙烯（F4） 、不锈钢垫片、金属石墨缠绕垫片 | |||
| 上下膜盖 | A3钢板冲压 | |||
| 波纹膜片 | 丁晴橡胶、耐油橡胶、氟橡胶 | |||
| 弹簧 | 60Si2Mn | |||
| 波纹管 | 1Cr18Ni9Ti | |||
三、自力式微压调节阀 性能指标
| 公称通径DN（mm） | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 额定流量（KV） | 单座（P） | 8 | 11 | 20 | 32 | 50 | 80 | 100 | 160 |
| 双座（N） | ─ | ─ | ─ | ─ | 50 | 83 | ─ | ─ | |
| 额定行程（mm） | 6 | 8 | 10 | 15 | 20 | ||||
| 调节精度（%） | ±10 | ||||||||
| 公称压力PN（MPa） | ZZC | 0.10 1.0 | |||||||
| ZZV | 0.10 | ||||||||
| 介质温度（℃） | ≤80 | ||||||||
| 允许泄漏量（L/h） | 单座（P） | 10-4×阀额定容量 | |||||||
| 双座（N） | 103×阀额定容量 | ||||||||
| 压力调节范围（Kpa） | 0.5~5.5、5~10、9~14、13~19、18~24、22~28、26~33、31~38、36~44、41~51、49~58、56~66、64~78、76~90、76~90 | ||||||||
四、自力式微压调节阀 主要技术参数
| 公称通径DN | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 150 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| φA | 308 | 394 | 308 | 394 | 308 | 394 | 394 | 394 | 394 | |
| ZZV | H | 378 | 460 | 370 | 445 | 460 | 490 | 490 | 510 | 720- |
| L | 150 | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 | 480 | |
| ZZC | H | 378 | 465 | 365 | 445 | 455 | 490 | 490 | 510 | ─ |
| L | 150 | 160 | 180 | 200 | 230 222 | 290 220 | 310 | 350 | ─ | |
| 重量kg | 12 | 13 | 15 | 17 | 20 | 28 | 38 | 45 | 56 | |
| 信号接头螺纹 | M16×1.5 | |||||||||
1) 自力式微压调节阀属于现场仪表，要求环境温度在-25~60℃范围内，相对湿度≤95%。如果安装在露天或高温场合，应采取防水和冷却措施。如果有振动源增加振动措施的情况下，可采取防水和冷却措施。
2)一般应垂直安装，特殊情况下可倾斜。如果倾斜角度很大或阀门本身有自己的倾斜角度，则应远离阀门。如果安装管道太高，管道高度大于2m，应尽量设置平台，方便操作手轮和维护。
3)安装前，氮气密封阀应清洗管道，清除污垢和焊渣。安装后，为了保证阀体内没有杂质残留，阀门应再次清洗，即所有阀门在进入介质时都应打开，以免杂质卡住。使用手轮机构后，应恢复到原来的位置。为了使调节阀故障或维护自力调节，生产过程可以继续进行，调节阀应增加旁路管道，并特别注意调节阀的安装位置是否符合工艺要求。
