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ZJHM型气动套筒调节阀在石化氢气应用
气动调节阀是石油，化工，电力，冶金等工业企业广泛使用的工业过程控制仪器之一。 化工生产中的调节阀在调节系统中。 它是工业自动化系统的重要组成部分。 以下内容带您全面了解气动控制阀的工作原理及作用方式。氢气长输管道的钢管材料在工作时会产生氢致失效现象，该现象受材料的组成元素、显微组织和带状组织等影响较大，本文讨论了输氢管道失效的原因及影响管道的主要因素，并分析了钢材的选用方向。气动套筒调节阀形小、体轻、高性能、大容量，是新一代通用调节阀产品。它广泛应用于石化、轻纺等行业中，一般流体介质和工艺条件，且安装空间紧凑的自动控制系统。气动套筒调节阀由新型的气动多弹簧簿膜执行机构和低流阻套筒阀组成。
序号 | 品 名 | 型 号 及 规 格 | 单位 | 数量 | 单 价 （元） | 金 额 （元） | 阀体材质 及其它 |
1 | 气动调节阀 | 气动调节阀 ZHB-100B PN100 DN20 介质：氢气 螺丝孔中心距90MM 4个18MM螺丝孔 进法兰到出法兰长度202MM 配YT1000定位器 信号：4-20MA 防护等级：CT6 | 台 | 1 | 阀体304不锈钢 双重密封 零泄漏 初始状态打开， 通气关闭
|
ZJHM型气动套筒调节阀在石化氢气应用特点如下：
1、采用平衡型阀芯，不平衡力小，允许压差大，操作稳定。
2、阀芯导向面大，可改善由涡流和冲击引起的振荡，并减少损坏。
3、比普通单双座调节阀噪声降低10dB左右。
4、结构简单，装拆维修方便。
氢气会对长期处于高温高压状态下的管道产生氢损伤，进而增加管道材料方面的失效风险。因此，氢气长输管道对钢管的选材和处理工艺方面具有一定的要求。氢气会对长期处于高温高压状态下的管道产生氢损伤，进而增加管道材料方面的失效风险;管道失效通常由氢脆、氢致失效、氢鼓包和脱碳四类问题引起;其中，合金元素及内部显微和带状组织是失效的主要影响因素;选用低强度的无缝钢管是较为理想的氢气管道材料，但目前该工艺的生产成本较高，可以以降低工艺成本为研发方向，作为输氢管道大规模商用的技术储备。当前氢能产业已经进入快速发展阶段。2021年，全球氢气产量约为每年7000万吨。中国是大的氢气生产国，每年产量2200万吨，约占世界产量的三分之一。但由于氢气体积能量密度极低且液化困难，其运输成本远远超过石油及天然气等传统燃料，达到交货成本的6%左右。而且随着规模经济与技术进步导致的制氢成本下降，运输成本的比重还会不断增加。
氢气的输运包括工业钢瓶、集装格、长管拖车、气体管道、液态氢气、有机液体、储氢合金等方法。单个工业氢气钢瓶的容积为40L，压力为15MPa，储氢为0.5kg。集装格由9~20个氢气钢瓶组成，储氢3~10kg，主要是实验室规模的氢气输运。100kg以上的氢气输运方法主要是长管拖车、气体管道、液态氢气。几种氢气运输方式对比如下图所示。
三、 ZJHM型气动套筒调节阀在石化氢气应用执行机构的主要技术参数：
型 号 | ZHA-22 | ZHA-23 | ZHB-34 | ZHA-45 | ZHA-56 |
有效面积cm2 | 350 | 350 | 560 | 900 | 1600 |
行 程mm | 16 | 25 | 40 | 60 | 100 |
弹簧范围KPa | 20～100(标准):40～200;80～240; 20～60; 60～100 | ||||
操作方式 | 普通型,带手动手轮操作型(侧装式,顶装式) | ||||
四、ZJHM型气动套筒调节阀性能指标：
项目 | 指标值 | 项目 | 指标值 | ||||
基本误差% | 不带定位器 | ±5.0 | 始 | 气关 | 不带定位器 | 始点 | ±5.0 |
带定位器 | ±1.0 | 终点 | ±2.5 | ||||
回差% | 不带定位器 | ≤3.0 | 带定位器 | 始点 | ±1.0 | ||
终点 | ±1.0 | ||||||
带定位器 | ≤1.0 | 气开 | 不带定位器 | 始点 | ±2.5 | ||
终点 | ±5.0 | ||||||
死区% | 不带定位器 | ≤3.0 | 带定位器 | 始点 | ±1.0 | ||
终点 | ±1.0 | ||||||
带定位器 | ≤0.4 | 允许泄漏量L/h | 1×10-3×阀额定容量 | ||||
额定行程偏差% | ±2.5 | ||||||
注:本产品执行GB/T4213-92国家标准.
五、 ZJHM型气动套筒调节阀在石化氢气应用的主要零件材料：
材料代号 | C(WCB) | P(304) | R(316) | |
主要 零件 | 阀体,阀盖 | WCB(ZG230-450) | ZG1Cr18Ni9Ti(304) | ZG1Cr18Ni12Mo2Ti(304) |
阀芯,阀座 | 1Cr18Ni9Ti(304)或司钛莱合金堆焊 | 1Cr18Ni9Ti(304)或司钛莱合金堆焊 | 1Cr18Ni12Mo2Ti或司钛莱合金堆焊 | |
阀杆 | 2Cr13 | 1Cr18Ni9Ti | 1Cr18Ni12Mo2Ti | |
填料 | V型聚四氟乙烯,柔性石墨,不锈钢波纹管 | |||
垫片 | 增强聚四氟乙烯 ,不锈钢垫片,金属石墨缠绕垫片 | |||
上下膜盖 | A3钢板冲压 | |||
波纺膜片 | 丁晴橡胶夹增强涤沦织物 | |||
弹簧 | 60Si2Mn | |||
推杆,衬套 | 2Cr13 | |||
轴套 | 聚氨酯(用于反作用) | |||
适用 工况 | 适用介质 | 水蒸汽油品类气液体 | 硝酸碱类腐蚀性气液体 | 醋酸类等腐蚀性气液体 |
常温型 | -30～+250 F4:≤200℃ | -40～+250 F4:≤200℃ | -40～+250℃ F4:≤200℃ | |
高温型 | -30～+450℃ | -40～+550℃ | -40～+550℃ | |
低温型 | -40～-60℃, -60～-100℃ | |||
六、 ZJHM型气动套筒调节阀在石化氢气应用的主要技术参数：
公称通径mm | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 | 300 | |
阀座直径mm | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 | 300 | |
额定流量 | 直线 | 6.9 | 11 | 17.6 | 27.5 | 44 | 69 | 110 | 176 | 275 | 440 | 690 | 1100 | 1760 |
等百分比 | 6.3 | 10 | 16 | 25 | 40 | 63 | 100 | 160 | 250 | 400 | 630 | 1000 | 1600 | |
额定行程L(mm) | 10 | 16 | 25 | 40 | 60 | 100 | ||||||||
执行器型号 | ZHA/B-22 | ZHA/B-22 | ZHA/B-23 | ZHA/B-34 | ZHA/B-45 | ZHA/B-56 | ||||||||
薄膜有效面积Ae(cm2) | 350 | 350 | 350 | 560 | 900 | 1600 | ||||||||
气源压力Ps(MPa) | 0.14～0.4 | |||||||||||||
信号范围Pr(KPa) | 20～100,40～200,80～240 段幅:20～60,60～100 | |||||||||||||
电信号 | 4～20mA DC或0～10mA DC | |||||||||||||
作用模式 | 气开式(K)型,气关式(B)型 | |||||||||||||
流量特性 | 直线,等百分比,快开性 | |||||||||||||
允许泄漏量(L/h) | 硬密封:1×10-3×阀额定容量 | |||||||||||||
固有可调比R | 50:1 | |||||||||||||
气源接头 | M16×1.5 | |||||||||||||
公称压力PN(MPa) | 1.6 2.5 4.0 6.4 | |||||||||||||
ZJHM型气动套筒调节阀在石化氢气应用工作原理
以压缩空气为动力源，气缸为执行器，并借助电动阀门定位器，变矩器，电磁阀，保持阀等附件驱动阀门实现开关量或比例调节。 自动控制系统的控制信号用于完成管道介质的调整：流量，压力，温度和其他过程参数。特点是控制简单，响应速度快，本质安全，无需采取额外的防爆措施。
气动调节阀通常由气动执行器和调节阀的连接，安装和调试组成。 气动执行器可分为单作用和双作用。 单作用执行机构中有复位弹簧，而双作用执行机构中没有复位弹簧。 。 当阀失去原点或突然失效时，单作用执行器可以自动返回到初始设置的打开或关闭状态。
气动控制阀根据作用形式分为空气开启型和空气关闭型两种，即所谓的常开型和常闭型。 气动控制阀的气动开启或关闭通常是通过执行器的正反作用和阀的状态结构不同的组装方法。
作用方式
空气打开型（常闭型）是指当膜头上的气压增加时，阀朝打开度增加的方向移动。 当达到输入气压的上*，阀*打开。 相反，当气压降低时，阀沿关闭方向移动，而当没有空气输入时，阀*关闭。 Gu通常将空气打开控制阀称为故障关闭阀。
空气封闭型（常开型）的操作方向与空气开放型相反。 当气压升高时，阀门沿关闭方向移动； 当气压降低或不存在时，阀门沿打开方向移动或直至*打开。 Gu通常将气体关闭控制阀称为故障打开阀。
根据工艺生产的安全性来考虑选择开气和闭气。 切断气源后，调节阀在关闭或打开位置安全吗？例如，加热炉的燃烧控制，将调节阀安装在燃气管道上，并且根据炉的温度或炉出口处的加热材料的温度来控制燃料的供应。 此时，选择打开空气的阀门更安全，因为一旦停止供气，关闭阀门比*打开阀门更合适。 如果空气供应中断并且燃油阀*打开，则存在过热的危险。 另一个例子是由冷却水冷却的热交换装置。 热的材料通过与热交换器中的冷却水进行热交换而被冷却。 调节阀安装在冷却水管上。 热交换后材料的温度用于控制冷却水的量。 当空气供应中断时，调节阀应处于打开位置以更安全，并应使用空气关闭（即FO）调节阀。
