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自力式微壓調(diào)節(jié)閥在化工氫氣燃燒應(yīng)用
自力式微壓調(diào)節(jié)閥是一種不需要外加能源而能自動(dòng)調(diào)節(jié)一種或兩種介質(zhì)壓差，使壓差維持在恒定值，如在工業(yè)爐氣體燃燒系統(tǒng)中，用于控制甲、乙兩種燃料混合比流量調(diào)節(jié)，達(dá)到理想的燃燒條件，節(jié)省燃料及投資，也可以作為煤氣、天燃?xì)狻⒁夯蜌狻睔狻⒌獨(dú)狻⒀鯕獾雀鞣N工業(yè)氣體的減壓、微壓、差壓的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。還可用于氫冷發(fā)電機(jī)組密封油系統(tǒng)，控制密封油與氫氣間的壓力差，以確保可靠密封。
氫氣在空氣中燃燒會(huì)產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，若有燒杯罩在上方則會(huì)有水珠凝結(jié)在杯壁，同時(shí)會(huì)放出大量的熱。氫氣在空氣中有一定比例時(shí),點(diǎn)燃會(huì)爆炸。氫氣在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式是2H2+O2==2H20(條件是點(diǎn)燃)助燃空氣從底部進(jìn)入，環(huán)繞氣室和噴管流出，在中心位置有空氣旋流盤，讓空氣旋轉(zhuǎn)起來，與周圍的噴頭噴出的氫氣交叉混合，再進(jìn)入燃燒區(qū)燃燒。在噴頭周圍設(shè)置空氣穩(wěn)焰盤，穩(wěn)焰盤上設(shè)置層流空氣出口小孔，圍繞噴頭形成層流空氣與噴頭氫氣混合。
氫氣燃燒器的設(shè)計(jì)采用“弱化燃燒"設(shè)計(jì)理論，減緩、減弱燃料氣與空氣的混合，延長燃燒時(shí)間，以消除爐膛溫度不均。同時(shí)采用外混合燃燒方式、較大的燃料氣噴孔直徑、較小的燃料氣流與空氣流夾角、短火盆、一次配風(fēng)、高燃料氣壓力、低燃燒空氣溫度等。
氫的燃燒性好，點(diǎn)燃快，與空氣混合時(shí)具有廣泛的可燃范圍，并且燃點(diǎn)高，燃燒速度快；燃燒后的產(chǎn)物是水，基本沒有污染環(huán)境的問題，而且生成物是水，可以循環(huán)利用。氫屬于潔凈的燃料，其燃燒性能很特殊。氣在空氣中爆炸極限4%～75.6%，或占5%至95%的濃度時(shí)與氯氣混合時(shí)是極易爆炸的氣體，在熱、日光或火花的刺激下易引爆；氫氣的著火點(diǎn)為500℃。氫氣噴頭流速：高速400~600m/s，低速180~220m/s(建議)氫氣燃燒機(jī)為外預(yù)混、擴(kuò)散式燃燒，在燃燒器出口位置與空氣混合后進(jìn)行燃燒
自力式微壓調(diào)節(jié)閥在化工氫氣燃燒應(yīng)用氫氣燃燒主要特性：
1）點(diǎn)火能小，極易著火；
2）燃燒速度高，燃燒區(qū)域集中，火焰短小；
3）預(yù)混燃燒火焰?zhèn)鞑ニ俣确浅８撸拓?fù)荷 運(yùn)行時(shí)回火問題突出；
4）火焰對(duì)爐管的能量輻射率低；導(dǎo)致燃燒器出口處熱量局部聚集，煙氣溫度非常高，造成爐內(nèi)溫度分布不均,噴嘴損壞。
序號(hào) | 品 名 | 型 號(hào) 及 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 |
1 | 自力式微壓減壓閥 | 自力式微壓減壓閥ZZVP DN125 PN16 進(jìn)口壓力 30 KPA, 出口壓力 3-20 KPA 流量600標(biāo)方每小時(shí) 介質(zhì)：常溫氫氣 需要套筒加平衡波紋管，穩(wěn)定壓力 零泄漏，不容許泄漏 閥腔內(nèi)部光滑 | 臺(tái) | 1 |
自力式微壓調(diào)節(jié)閥在化工氫氣燃燒應(yīng)用氫燃燒特點(diǎn)
氫的發(fā)熱值雖然比核燃料低，但卻是所有的化石燃料，化工燃料和生物燃料中最高的，約1.4x105kJ/kg，是汽油發(fā)熱值的3倍：氫的燃燒性好，點(diǎn)燃快，與空氣混合時(shí)具有廣泛的可燃范圍，并且燃點(diǎn)高，燃燒速度快；燃燒后的產(chǎn)物是水，基本沒有污染環(huán)境的問題，而且生成物是水，可以循環(huán)利用。
1、結(jié)構(gòu)緊湊---內(nèi)置彈簧結(jié)構(gòu)使調(diào)壓閥結(jié)構(gòu)更緊湊，同時(shí)具有更好的防護(hù)性。
2、無填料---在微壓控制時(shí)任何摩擦阻力都會(huì)影響調(diào)壓閥的調(diào)節(jié)精度，此閥無填料結(jié)構(gòu)使整個(gè)調(diào)壓結(jié)構(gòu)有很好的靈敏度，同時(shí)又減少了外漏點(diǎn)。
3、推力放大---微壓控制閥因其控制壓力極低，所以執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的拉力有限，調(diào)壓閥的杠桿力放大調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將膜片組件產(chǎn)生的微小推力放大6倍，使之具有優(yōu)秀的調(diào)節(jié)及耐壓性能，同時(shí)下游系統(tǒng)流量減為“0"時(shí)，閥芯能在微壓狀態(tài)下關(guān)斷流體，使系統(tǒng)保壓。
4、安全過載---為最大限度減少零件重量對(duì)控制壓力的影響，調(diào)壓閥的整個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)盡可能輕小，精細(xì)的原則設(shè)計(jì)，在正常工作時(shí)，下游壓力極低，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)受力很小，但在實(shí)際使用過程中過載是難免的，下游壓力完有可能在非正常狀態(tài)下達(dá)到閥前壓力，這時(shí)磨片組件產(chǎn)生的推力對(duì)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來說絕對(duì)是破壞性的，調(diào)壓閥的過載保護(hù)機(jī)構(gòu)能有效卸載其過載力，使調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)不會(huì)損壞，也就是說調(diào)壓閥在大多數(shù)工況中執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜室可承受閥前最高使用壓力而不會(huì)損壞。
5、安裝方便---閥門出廠時(shí)無法預(yù)估現(xiàn)場管線走向和安裝空間，安裝后經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)由于周邊設(shè)備的影響使調(diào)壓閥的調(diào)校，觀察很不方便，調(diào)壓閥的執(zhí)行器連同調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在不解體的狀態(tài)下做360度旋轉(zhuǎn)，且調(diào)整后不影響其原有的性能參數(shù)。
自力式微壓調(diào)節(jié)閥在化工氫氣燃燒應(yīng)用主要特點(diǎn)為：
1、對(duì)單座微(差)壓閥而言，若閥前壓力100Kpa則安裝ZZYP型自力式進(jìn)行減壓至100KPa，因此可用于壓力特別小的場合(例如0.5KPa)。
2、執(zhí)行機(jī)構(gòu)元件極為靈敏，極微小的壓力變化會(huì)感測出來。
3、壓力調(diào)節(jié)極為方便，無需停止生產(chǎn)即可進(jìn)行設(shè)定值調(diào)整。
自力式微壓調(diào)節(jié)閥在化工氫氣燃燒應(yīng)用
序號(hào) 名稱 材料
1 封蓋 2Cr13
2 彈簧座 45
3 彈簧 60Si2Mn
4 托盤 1Cr18Ni9Ti
5 膜片 丁腈橡膠
6 小膜片 耐油橡膠
7 閥芯 PTFE
8 閥座 1Cr1
自力式微壓調(diào)節(jié)閥在化工氫氣燃燒應(yīng)用主零件材料
| 材料代號(hào) | C（WCB） | P（304） | R（316） | |
|---|---|---|---|---|
| 主要 零件 | 閥體、閥蓋 | WCB（ZG230-450） | ZG1Cr18Ni9Ti（304） | ZG1Cr18Ni12Mo2Ti（316） |
| 閥芯、閥座 | 1Cr18Ni9Ti（304） | 1Cr18Ni9Ti（304） | 1Cr18Ni12Mo2Ti（316） | |
| 閥桿 | 2Cr13 | 1Cr18Ni9Ti | 1Cr18Ni12Mo2Ti | |
| 填料 | V型聚四氟乙烯（F4）、柔性石墨、 | |||
| 墊片 | 增強(qiáng)聚四氟乙烯（F4） 、不銹鋼墊片、金屬石墨纏繞墊片 | |||
| 上下膜蓋 | A3鋼板沖壓 | |||
| 波紋膜片 | 丁晴橡膠、耐油橡膠、氟橡膠 | |||
| 彈簧 | 60Si2Mn | |||
| 波紋管 | 1Cr18Ni9Ti | |||
三、自力式微壓調(diào)節(jié)閥 性能指標(biāo)
| 公稱通徑DN（mm） | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 額定流量（KV） | 單座（P） | 8 | 11 | 20 | 32 | 50 | 80 | 100 | 160 |
| 雙座（N） | ─ | ─ | ─ | ─ | 50 | 83 | ─ | ─ | |
| 額定行程（mm） | 6 | 8 | 10 | 15 | 20 | ||||
| 調(diào)節(jié)精度（%） | ±10 | ||||||||
| 公稱壓力PN（MPa） | ZZC | 0.10 1.0 | |||||||
| ZZV | 0.10 | ||||||||
| 介質(zhì)溫度（℃） | ≤80 | ||||||||
| 允許泄漏量（L/h） | 單座（P） | 10-4×閥額定容量 | |||||||
| 雙座（N） | 103×閥額定容量 | ||||||||
| 壓力調(diào)節(jié)范圍（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、自力式微壓調(diào)節(jié)閥 主要技術(shù)參數(shù)
| 公稱通徑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 | |
| 信號(hào)接頭螺紋 | M16×1.5 | |||||||||
1) 自力式微壓調(diào)節(jié)閥屬于現(xiàn)場儀表，要求環(huán)境溫度在-25~60℃范圍內(nèi)，相對(duì)濕度≤95%。如果安裝在露天或高溫場合，應(yīng)采取防水和冷卻措施。如果有振動(dòng)源增加振動(dòng)措施的情況下，可采取防水和冷卻措施。
2)一般應(yīng)垂直安裝，特殊情況下可傾斜。如果傾斜角度很大或閥門本身有自己的傾斜角度，則應(yīng)遠(yuǎn)離閥門。如果安裝管道太高，管道高度大于2m，應(yīng)盡量設(shè)置平臺(tái)，方便操作手輪和維護(hù)。
3)安裝前，氮?dú)饷芊忾y應(yīng)清洗管道，清除污垢和焊渣。安裝后，為了保證閥體內(nèi)沒有雜質(zhì)殘留，閥門應(yīng)再次清洗，即所有閥門在進(jìn)入介質(zhì)時(shí)都應(yīng)打開，以免雜質(zhì)卡住。使用手輪機(jī)構(gòu)后，應(yīng)恢復(fù)到原來的位置。為了使調(diào)節(jié)閥故障或維護(hù)自力調(diào)節(jié)，生產(chǎn)過程可以繼續(xù)進(jìn)行，調(diào)節(jié)閥應(yīng)增加旁路管道，并特別注意調(diào)節(jié)閥的安裝位置是否符合工藝要求。
