自力式氮氣調壓閥在氮氣硫化應用

                           自力式氮氣調壓閥在氮氣硫化應用

                             上海申弘閥門有限公司
 之前介紹平板閘閥的工作原理，現在介紹自力式氮氣調壓閥在氮氣硫化應用因輪胎由熱水硫化改為氮氣硫化，引進罐裝液氮設備，系統使用氣態氮氣設計峰值流量：1000m3/h，使用流量600-800 m3/h,為確保產品質量及工藝的穩定性，使用管路上壓力控制范圍要求在2.4-2.6 MPa ,氮氣壓力過高會造成產品過硫化，壓力過低會使產品硫化不足，此氮氣管路上減壓閥設計選用了氣體活塞式減系閥ZYW-40P。減壓閥組前端壓力在3.0-3.3 MPa,兩組一用一備模式，經過冬季到春季的使用過程中發現，隨著環境氣溫的變化，使用端管的氮氣壓力也會大副上升或下降，時常白天會造成使用端壓力管控值低到下限以下，夜間則壓力超出管控值達0.2MPa，供氣能力不穩定。為保證生產過程中氮氣壓力的穩定性及生產的順利進行，需要人為反復調節減壓閥的中心值，造成工作上的困擾。  

自力式氮氣調壓閥在氮氣硫化應用現況調查及原因分析  

經使用過程中的觀察調查了解到：

1.使用氮氣各時間段內流量變化波動范圍不大，沒有超出設計值,活塞式減壓閥受流量變化的影響無法快速彌補2。減壓閥前端壓力變化范圍也沒因氮氣流量的大小變化而超出；3.使用氮氣壓力超出控制范圍的時間段：下降趨勢在白天13：30-15：00時間段；上升在24：00-02：00段；此段時間氮氣的溫度高在28℃，低在14℃之間，經深入分析并驗證活塞式減壓閥內部調節彈簧受氮氣溫度的變化的而變化，溫差超出14℃時，輸出壓力會發生變化導致超出控制范圍；而液氮在汽化時是吸熱過種，氣態氮氣管路是不保溫管路，致減壓閥的輸出壓力中心值無法確保在0.2MPa范圍內。（如圖一） 
自力式氮氣調壓閥(氮氣減壓穩壓裝置)由檢測執行機構、閥本體、取壓管與閥前(后)接管組成。其結構見圖一圖一a、用于控制閥后壓力的調壓閥，閥作用方式為壓閉型。

其作用原理如下：
      上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥介質由箭頭方向流入閥體，經閥座、閥芯節流后輸出。另一路經取壓管(介質為蒸汽時加冷凝器)被引入執行機構作用于膜片上，使閥芯隨之發生相應的位移，達到減壓、穩壓的目的。如閥后壓力增加，作用于膜片上的力增加，壓縮彈簧，帶動閥芯，使閥門開度減少，直至閥后壓力下降至設定值為止。同理，如閥后壓力降低，作用在膜片上的力減小，由于彈簧的反作用力，帶動閥芯，使閥門的開度加大，直至閥后壓力上升至設定值為止。
 
圖一b、用于控制閥前壓力的調壓閥，閥作用方式為壓開型。

其作用原理如下：
      介質由箭頭方向流入閥體，經閥座、閥芯節流后輸出。另一路經取壓管(介質為蒸汽時加冷凝器)被引入執行機構作用于膜片上，使閥芯隨之發生相應的位移，達到泄壓、穩壓的目的。如閥前壓力增加，作用于膜片上的力增加，壓縮彈簧，帶動閥芯，使閥門開度增大，直至閥前壓力下降至設定值為止。同理，如閥前壓力降低，作用在膜片上的力減小，由于彈簧的反作用力，帶動閥芯，使閥門的開度加小，直至閥前壓力上升至設定值為止。若閥前壓力小于設定值則該閥一直是關閉的。

整機作用方式確定：
閥前壓力調節閥(K型)其初始位置的閥芯在關閉位置，當閥前壓力逐漸升高，閥逐漸打開，直至閥前壓力穩定在要求的給定值。

閥后壓力調節閥(B型)其初始位置的閥芯在開啟位置，當閥門壓力逐漸升高，閥逐漸關閉，直至閥后壓力穩定在要求的給定值。

改善方案  為確保氮氣輸出壓力的控制范圍，而又不必投入大量資金,須對現有減壓裝置作研究改善。 將傳統的活塞式減壓閥依靠彈簧調節壓力之式分為兩路：一部份壓力維持原有之彈簧保證；另一部分依靠輸出氣體壓力自我調節；兩部分壓力疊加到一起，確保后終壓力在管控范圍內。  改造方式：在活塞式減壓閥上加一個雙級調壓閥。其上部開孔引入一路氣源，經雙級調節閥作用到減壓閥膜片，原有的壓力調節螺桿長度截短，將設定壓力限定到固定值約0.7MPa,并將螺桿之螺母端面銑成凹槽迷宮式密封，加墊片密封，雙級調壓閥的壓力調到1.85-1.95MPa,經過調試后使用觀察,氮氣高溫度達35℃, 低溫度在17℃,輸出壓力沒有偏離管制值,且壓力變化偏移中心值在0.1MPa,內, 人員不必頻繁調節減壓閥,保證了制程工藝上氮氣壓力的穩定性。   現場改造方案（如圖二：現場狀況）及調節閥結構（如圖三：結構及示意圖）：與本產品相關論文：超高溫煙道蝶閥閥桿斷裂處理