新聞詳情
自力式調節閥在油田工況下的選型應用
日期：2025-06-06 14:50
瀏覽次數：2240
摘要：
一、自力式調節閥特點(diǎn)
自力式調節閥是一種無(wú)須外加驅動(dòng)能源，依靠被測介質(zhì)自身的能量，按設定值進(jìn)行自動(dòng)調節的控制裝置。
它集檢測、控制、執行諸多功能于一身，自成一個(gè)獨立的儀表控制系統。具有以下特點(diǎn)：無(wú)需外加驅動(dòng)能源，節能，運行費用低，適用于爆炸性危險環(huán)境；結構簡(jiǎn)單，維護工作量小，可以實(shí)現無(wú)人值守；集變送器、控制器及執行機構的功能于一體，價(jià)格低廉，節約工程投資。以油田常用的三相分離器為例，使用自力式調節閥工程投資僅為使用電動(dòng)單元組合儀表的三分之一。
二、自力式調節閥種類(lèi)
自力式調節閥種類(lèi)很多，按被控參數可分為 自力式壓力調節閥 、 自力式差壓調節閥 、 自力式液位調節閥 、 自力式溫度調節閥 、 自力式流量調節閥 等。
三、自力式調節閥原理
1、 自力式壓力調節閥 原理
如圖1所示，自力式調節閥前壓力調節閥，其閥芯初始位置在關(guān)閉狀態(tài)。閥前壓力P1經(jīng)閥芯、閥座節流后，變?yōu)殚y后壓力P2，同時(shí)P1經(jīng)過(guò)取壓管輸入至上膜室內作用在膜片上，產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對位置，從而控制閥前壓力。
當P1增加時(shí)，P1作用于膜片上的力也隨之增加。此時(shí)膜片上的作用力大于彈簧的反作用力，使閥芯向離開(kāi)閥座的方向移動(dòng)，這時(shí)閥芯與閥座之間的流通面積變大，流阻變小，P1向閥后泄壓，直到膜片上的作用力與彈簧反作用力相平衡為止，從而使P1降為設定值。同理，P1降低時(shí)，動(dòng)作方向與上述相反，這就是閥前壓力調節的工作原理。
閥后壓力調節與閥前的相同，但閥芯反裝。
可通過(guò)調節彈簧反作用力的大小來(lái)改變壓力設定值。流量特性一般為快開(kāi)。
2、自力式液位調節閥原理
自力式液位調節閥又稱(chēng)浮子液面調節器，其工作原理如圖2所示，浮球通過(guò)連桿機構與調節閥的閥桿相連接。通過(guò)浮球和連桿機構的作用，調整調節閥的開(kāi)度來(lái)使液位保持在適當的高度上。當出液量減少，容器內液位升高時(shí)，說(shuō)明進(jìn)液量大于出液量，浮球隨之升高，并通過(guò)連桿機構立即將閥門(mén)關(guān)??；反之，當液位降低時(shí)浮球通過(guò)連桿機構將閥門(mén)開(kāi)大，直到進(jìn)出液量相等，液位穩定為止。這就是進(jìn)口控制的工作原理。
出口控制與進(jìn)口控制原理相同，但閥芯反裝。
這里，浮球是系統的檢測元件，而連桿機構就是一個(gè)簡(jiǎn)單的調節器，閥就是*終執行元件，組成一個(gè)完整的液位自控系統。閥的流量特性有直線(xiàn)和等百分比可選。閥體有直通式和角式兩種。
3、自力式溫度調節閥、自力式流量調節閥
其工作原理與自力式壓力調節閥大同小異，在此不再贅述。
四、選型使用注意問(wèn)題
1、調節精度
自力式調節閥是由機械的方法組成的純比例調節系統，因此控制的結果不可避免地存在靜差。調節精度一般為±5%~±10%。適用于調節品質(zhì)要求不高的場(chǎng)合。
2、允許壓差
由于自力式調節閥沒(méi)有驅動(dòng)能源，僅靠介質(zhì)自身的能源（壓力閥靠介質(zhì)壓力，液位閥靠介質(zhì)對浮球的浮力等），而且無(wú)法象普通控制閥可通過(guò)提高氣源壓力來(lái)增大壓差。從而導致允許差壓較普通控制閥小，口徑也受限制。DN80以下的閥允許壓差*高2.0MPa（PN4.0MPa時(shí)），而普通氣動(dòng)控制閥*高可達6.4MPa。目前，自力式壓力調節閥*大口徑為DN300。自力式液位調節閥由于受浮球浮力的限制，允許差壓也小，多數生產(chǎn)商對允許差壓未作明確，選用時(shí)應向生產(chǎn)商咨詢(xún)。同樣原因，自力式液位調節閥口徑*大做到DN250，對大多數場(chǎng)合已經(jīng)夠用，特殊場(chǎng)合如果流量特別大，可使用兩臺或多臺并聯(lián)。
3、介質(zhì)黏度
由自力式壓力調節閥原理和結構特點(diǎn)知，介質(zhì)黏度過(guò)高容易引起引壓管的堵塞，影響膜片的彈性，導致閥內壓力平衡元件不能正常工作。特別是凝固點(diǎn)較高的介質(zhì)在停工降溫后凝固也將使波紋管開(kāi)工后無(wú)法正常工作。國內廠(chǎng)家的產(chǎn)品樣本未見(jiàn)介質(zhì)允許黏度推薦值。國外已有廠(chǎng)家推薦在液體情況下允許使用介質(zhì)運動(dòng)黏度為7×10-4m2/s和8×10-4m2/s。在河南油田，個(gè)別閥運用在稠油介質(zhì)，黏度在2×10-4m2/s左右。
高黏度的介質(zhì)可選用重錘平衡自力式壓力調節閥。
4、對密封的要求
自力式調節閥國內還沒(méi)有統一的產(chǎn)品標準。生產(chǎn)商一般參照控制閥的國家標準進(jìn)行生產(chǎn)。
國標GB/T4123-92要求控制閥本體填料函及其他連接處無(wú)滲漏現象?？梢詽M(mǎn)足可燃、有毒氣體介質(zhì)對密封性的要求。而國標GB/T4123-92對氣動(dòng)執行機構的氣室密封要求：“氣動(dòng)執行機構的氣室應保證氣密。在額定氣源壓力下，5min內薄膜氣室內的壓力下降不得大于2.5kPa?！憋@然這是針對以壓縮空氣為氣源的規定，不能滿(mǎn)足自力式調節閥對可燃、有毒氣體介質(zhì)的使用要求。
油田的氣體介質(zhì)大多為易燃易爆有毒的氣體，油類(lèi)液體介質(zhì)通常要揮發(fā)出可燃氣體，是不允許有滲漏的。這些場(chǎng)合對自力式調節閥的密封要求比國標嚴格，選用時(shí)要特別注明。
5、自力式調節閥計算
該計算同普通控制閥，不再詳述。
五、自力式調節閥在油田的應用
1、自力式調節閥與普通控制閥相比有多種差異，但這些差異并不影響在油田的使用。油田的絕大多數場(chǎng)合如計量站、集油站、轉油站、聯(lián)合站等場(chǎng)合生產(chǎn)過(guò)程壓力、溫度不高（1.0MPa，100℃以下），介質(zhì)黏度不大（2×10-4m2/s以下），控制精度要求不高（一般±10%），自力式調節閥完全可以滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。
2、自力式調節閥在河南油田已有十幾年的使用歷史，已得到了實(shí)踐的檢驗和成功的應用。典型應用：油氣水三相分離器的壓力控制，油室、水室液位控制，如圖3所示；除油器壓力、液位控制，如圖4所示；氣液分離器、緩沖罐壓力、液位控制（略）；居民區供暖分支管線(xiàn)的流量、溫度控制等（略）。
自力式調節閥是一種無(wú)須外加驅動(dòng)能源，依靠被測介質(zhì)自身的能量，按設定值進(jìn)行自動(dòng)調節的控制裝置。
它集檢測、控制、執行諸多功能于一身，自成一個(gè)獨立的儀表控制系統。具有以下特點(diǎn)：無(wú)需外加驅動(dòng)能源，節能，運行費用低，適用于爆炸性危險環(huán)境；結構簡(jiǎn)單，維護工作量小，可以實(shí)現無(wú)人值守；集變送器、控制器及執行機構的功能于一體，價(jià)格低廉，節約工程投資。以油田常用的三相分離器為例，使用自力式調節閥工程投資僅為使用電動(dòng)單元組合儀表的三分之一。
二、自力式調節閥種類(lèi)
自力式調節閥種類(lèi)很多，按被控參數可分為 自力式壓力調節閥 、 自力式差壓調節閥 、 自力式液位調節閥 、 自力式溫度調節閥 、 自力式流量調節閥 等。
三、自力式調節閥原理
1、 自力式壓力調節閥 原理
如圖1所示，自力式調節閥前壓力調節閥，其閥芯初始位置在關(guān)閉狀態(tài)。閥前壓力P1經(jīng)閥芯、閥座節流后，變?yōu)殚y后壓力P2，同時(shí)P1經(jīng)過(guò)取壓管輸入至上膜室內作用在膜片上，產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對位置，從而控制閥前壓力。
當P1增加時(shí)，P1作用于膜片上的力也隨之增加。此時(shí)膜片上的作用力大于彈簧的反作用力，使閥芯向離開(kāi)閥座的方向移動(dòng)，這時(shí)閥芯與閥座之間的流通面積變大，流阻變小，P1向閥后泄壓，直到膜片上的作用力與彈簧反作用力相平衡為止，從而使P1降為設定值。同理，P1降低時(shí)，動(dòng)作方向與上述相反，這就是閥前壓力調節的工作原理。
閥后壓力調節與閥前的相同，但閥芯反裝。
可通過(guò)調節彈簧反作用力的大小來(lái)改變壓力設定值。流量特性一般為快開(kāi)。
2、自力式液位調節閥原理
自力式液位調節閥又稱(chēng)浮子液面調節器，其工作原理如圖2所示，浮球通過(guò)連桿機構與調節閥的閥桿相連接。通過(guò)浮球和連桿機構的作用，調整調節閥的開(kāi)度來(lái)使液位保持在適當的高度上。當出液量減少，容器內液位升高時(shí)，說(shuō)明進(jìn)液量大于出液量，浮球隨之升高，并通過(guò)連桿機構立即將閥門(mén)關(guān)??；反之，當液位降低時(shí)浮球通過(guò)連桿機構將閥門(mén)開(kāi)大，直到進(jìn)出液量相等，液位穩定為止。這就是進(jìn)口控制的工作原理。
出口控制與進(jìn)口控制原理相同，但閥芯反裝。
這里，浮球是系統的檢測元件，而連桿機構就是一個(gè)簡(jiǎn)單的調節器，閥就是*終執行元件，組成一個(gè)完整的液位自控系統。閥的流量特性有直線(xiàn)和等百分比可選。閥體有直通式和角式兩種。
3、自力式溫度調節閥、自力式流量調節閥
其工作原理與自力式壓力調節閥大同小異，在此不再贅述。
四、選型使用注意問(wèn)題
1、調節精度
自力式調節閥是由機械的方法組成的純比例調節系統，因此控制的結果不可避免地存在靜差。調節精度一般為±5%~±10%。適用于調節品質(zhì)要求不高的場(chǎng)合。
2、允許壓差
由于自力式調節閥沒(méi)有驅動(dòng)能源，僅靠介質(zhì)自身的能源（壓力閥靠介質(zhì)壓力，液位閥靠介質(zhì)對浮球的浮力等），而且無(wú)法象普通控制閥可通過(guò)提高氣源壓力來(lái)增大壓差。從而導致允許差壓較普通控制閥小，口徑也受限制。DN80以下的閥允許壓差*高2.0MPa（PN4.0MPa時(shí)），而普通氣動(dòng)控制閥*高可達6.4MPa。目前，自力式壓力調節閥*大口徑為DN300。自力式液位調節閥由于受浮球浮力的限制，允許差壓也小，多數生產(chǎn)商對允許差壓未作明確，選用時(shí)應向生產(chǎn)商咨詢(xún)。同樣原因，自力式液位調節閥口徑*大做到DN250，對大多數場(chǎng)合已經(jīng)夠用，特殊場(chǎng)合如果流量特別大，可使用兩臺或多臺并聯(lián)。
3、介質(zhì)黏度
由自力式壓力調節閥原理和結構特點(diǎn)知，介質(zhì)黏度過(guò)高容易引起引壓管的堵塞，影響膜片的彈性，導致閥內壓力平衡元件不能正常工作。特別是凝固點(diǎn)較高的介質(zhì)在停工降溫后凝固也將使波紋管開(kāi)工后無(wú)法正常工作。國內廠(chǎng)家的產(chǎn)品樣本未見(jiàn)介質(zhì)允許黏度推薦值。國外已有廠(chǎng)家推薦在液體情況下允許使用介質(zhì)運動(dòng)黏度為7×10-4m2/s和8×10-4m2/s。在河南油田，個(gè)別閥運用在稠油介質(zhì)，黏度在2×10-4m2/s左右。
高黏度的介質(zhì)可選用重錘平衡自力式壓力調節閥。
4、對密封的要求
自力式調節閥國內還沒(méi)有統一的產(chǎn)品標準。生產(chǎn)商一般參照控制閥的國家標準進(jìn)行生產(chǎn)。
國標GB/T4123-92要求控制閥本體填料函及其他連接處無(wú)滲漏現象?？梢詽M(mǎn)足可燃、有毒氣體介質(zhì)對密封性的要求。而國標GB/T4123-92對氣動(dòng)執行機構的氣室密封要求：“氣動(dòng)執行機構的氣室應保證氣密。在額定氣源壓力下，5min內薄膜氣室內的壓力下降不得大于2.5kPa?！憋@然這是針對以壓縮空氣為氣源的規定，不能滿(mǎn)足自力式調節閥對可燃、有毒氣體介質(zhì)的使用要求。
油田的氣體介質(zhì)大多為易燃易爆有毒的氣體，油類(lèi)液體介質(zhì)通常要揮發(fā)出可燃氣體，是不允許有滲漏的。這些場(chǎng)合對自力式調節閥的密封要求比國標嚴格，選用時(shí)要特別注明。
5、自力式調節閥計算
該計算同普通控制閥，不再詳述。
五、自力式調節閥在油田的應用
1、自力式調節閥與普通控制閥相比有多種差異，但這些差異并不影響在油田的使用。油田的絕大多數場(chǎng)合如計量站、集油站、轉油站、聯(lián)合站等場(chǎng)合生產(chǎn)過(guò)程壓力、溫度不高（1.0MPa，100℃以下），介質(zhì)黏度不大（2×10-4m2/s以下），控制精度要求不高（一般±10%），自力式調節閥完全可以滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。
2、自力式調節閥在河南油田已有十幾年的使用歷史，已得到了實(shí)踐的檢驗和成功的應用。典型應用：油氣水三相分離器的壓力控制，油室、水室液位控制，如圖3所示；除油器壓力、液位控制，如圖4所示；氣液分離器、緩沖罐壓力、液位控制（略）；居民區供暖分支管線(xiàn)的流量、溫度控制等（略）。
尊敬的客戶(hù)：
您好，我司致力為廣大用戶(hù)提供高品質(zhì)產(chǎn)品、完整的解決方案和上等的技術(shù)服務(wù)公司。主要產(chǎn)品有氣動(dòng)閥、氣動(dòng)角座閥、氣動(dòng)閥門(mén)、氣動(dòng)控制閥、自力式調節閥等等。您可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)撥打本公司的服務(wù)專(zhuān)線(xiàn)了解更多產(chǎn)品的詳細信息，至善至美的服務(wù)是我們永無(wú)止境的追求，歡迎新老客戶(hù)放心選購自己心儀產(chǎn)品，我們將竭誠為您服務(wù)！
