EDI去离子超纯水自力式氮封阀系统设计规范

一、EDI去离子超纯水自力式氮封阀系统设计规范工作原理

自力式氮封阀的工作原理是利用氮气的压力来实现阀门的开闭。当氮气进入阀门内部时，通过氮气的压力作用，使阀门关闭。当需要打开阀门时，通过控制氮气的流量，减小氮气的压力，使阀门打开。这种工作原理可以实现阀门的自动控制，提高阀门的使用效率。氮封水箱一般应用在超纯水系统中，一般用在混床或EDI电去离子设备后的需要设置缓冲水箱时，此时往往会优先考虑采用氮封水箱来作为缓冲罐，氮气要求纯度为99%。
    超纯水在空气中如何被污染：*，空气中含有二氧化碳、细菌、尘埃等杂质，而超纯水为纯的溶剂，对这些杂质的溶解能力很强，故一旦超纯水与空气接触，就会使其电阻率迅速下降，实践证明15MΩ.cm以上的超纯水暴露在空气中1分钟后水质就会下降至3-4MΩ.cm，3分钟以后就会下降到2MΩ.cm左右。因此必须要减少超纯水与空气接触的机会。

自力式压力调节阀是由指挥器、调节阀、执行机构和阀后接管四部分组成。（见图一）工作原理：介质以所示箭头方向进入阀体，一路经过滤减压器减压后的压力被引入指挥器；另一路通过阀芯、阀座，节流后的压力流向阀后，并通过导压管引入指挥器执行机构。当阀后压力高于设定压力时，其压力作用在指挥器薄膜有效面上产生一个推力带动指挥器阀芯关闭，切断引入主阀执行机构膜室中的压力，使主阀阀芯关闭，阀后压力随之降低。当阀后压力低于设定值时，由于指挥器主弹簧的反作用力打开指挥器阀芯，阀前压力又被引入主阀执行机构膜室产生推力，使主阀阀芯打开，阀后压力随之升高。如此往复，保持阀后压力为设定值。呼吸阀三大部份组成。当罐内压力升高超过设定值时，供氮阀关闭，泄氮阀打开（罐顶未设呼吸阀，或呼吸阀故障打不开），将罐内多余压力泄放。在储罐内压力降低时，泄氮阀处于关闭状态，供氮阀打开，向罐内注氮气。供氮阀阀前压力在1.0Mpa以下，现场压力较高时，可在供氮阀前安装一只ZZYP型自力式压力调节阀将压力减至1.0 Mpa以下，以提高可靠性和使用效果。氮封装置（氮封阀）的供（泄）氮压力设定方便，可在连续生产的条件下进行。在设定压力范围内，如从100mm H20需调整到50mm H20，可通过调节供氮阀顶部的调节螺丝，改变弹簧的力，即可达到需要新设定的工艺值。泄氮阀的调整也是同理。呼吸阀设定值调整：在上述设定值调整好后，为避免呼吸阀启闭频繁，呼吸阀的设定值应大于泄压设定置。

 自力式氮封阀，主打指挥器式高精度微压控制，调压比大，适合阀前高压、罐内千帕级微压的大幅减压工况，压力设定可以在线调整，不用停机。阀体零部件加工精度高，密封等级高，泄漏控制表现优秀，弹簧规格覆盖 0.2‑15kPa 完整微压区间，大储罐、流量波动大的石化储罐场景优势明显，可适配碳钢、304、316L 多种阀体材质，膜片组件配件标准化，后期维护更换便捷，适合项目追求稳定长周期运行的工况。

自力式氮封阀是一种常用的阀门类型，主要用于控制流体的流动。它的工作原理是通过氮气的压力来实现阀门的开闭，具有一定的标准和特点。下面将详细介绍自力式氮封阀的工作原理、标准、特点等内容。

自力式氮封阀属于指挥器操作型自力式微压调节阀，依靠介质自身压力驱动，不需要外接电源、气源，主要用于储罐顶部氮气密封系统，维持罐内微正压，隔绝空气，防止物料氧化、挥发，保护储罐本体安全，整套氮封系统一般由供氮阀、泄氮阀搭配呼吸阀共同组成，供氮阀负责压力偏低时补氮气，泄氮阀负责超压时排放罐内气体，呼吸阀作为最后安全兜底。常规储罐氮封设定压力大多在 0.5‑3kPa 区间，氮气气源进口压力普遍维持 0.2‑0.8MPa，选型时不能只看口径，要综合压力区间、介质腐蚀、温度、流量、密封等级、取压安装条件综合判断。

选型第一步确认工况条件，首先区分是供氮阀还是泄氮阀，二者弹簧设定区间不一样，不可混用。其次明确储罐容积、进出料带来的最大氮气流量，流量选小会出现补氮不及时、罐内负压吸瘪，流量选太大容易阀门频繁震荡启闭。阀体材质按照介质腐蚀性选择，普通油品无腐蚀工况选用 WCB 碳钢；弱腐蚀、食品医药工况选用 304 不锈钢；酸碱、强腐蚀物料选用 316L 不锈钢，腐蚀性更强的工况可考虑衬氟结构。密封件膜片材质非常关键，丁腈橡胶适配普通氮气，三元乙丙适合弱酸碱环境，氟橡胶适配有机溶剂、高温工况，膜片是易损件，材质选错会出现溶胀、破裂、压力失控故障。公称压力 PN16 是氮封阀等级，法兰标准优先匹配现场 HG/T 或者 ANSI，温度上软密封一般不超过 150℃，超温工况需要选用硬密封结构。另外指挥器自带过滤器，现场前端建议再加一级过滤，防止杂质堵塞导压管与指挥器小孔，造成阀门失灵、压力漂移。

   防止超纯水容器被空气污染的常见方法：
   ☆充氮法：即在水箱水面上充入氮气使箱内维持适当的正压力，阻止大气与箱内水面接触。
   ☆薄膜袋法：即在在水箱内设置袋状薄膜覆盖于水面上，薄膜袋随水位升降，减少水面与空气接触面积。
   ☆浮顶法：即以密度比水轻的轻质材料在水箱内制成整块板状浮顶浮于水面，并用轻质弹性材料（如海绵、发泡塑料等）遮盖浮顶与箱间的间隙，浮顶随水面升降。从而减少空气与水面的接触机会。
在上述三种方法中又以氮封水箱zui常见，实施zui简单，效果。
  氮封水箱的组成：
  氮封水箱是由三部分组成：
  ☆氮气源：通常可以选用洁净高压氮气瓶、制氮机、工厂现有洁净压缩氮气……
  ☆密闭水箱：超纯水水箱一定要全密封，一方面防止氮气外泄，另外防止空气进入水箱污染超纯水。
  ☆控制系统：氮封阀装置

二、EDI去离子超纯水自力式氮封阀系统设计规范标准

自力式氮封阀的标准主要包括以下几个方面：

1. 尺寸标准：自力式氮封阀的尺寸标准一般按照国际标准进行设计和制造，如ISO、API等。

2. 压力标准：自力式氮封阀的压力标准一般根据使用场景和流体的特性来确定，常见的压力标准有PN10、PN16、PN25等。

3. 温度标准：自力式氮封阀的温度标准一般根据流体的温度范围来确定，常见的温度标准有-20℃~150℃、-40℃~200℃等。

4. 材料标准：自力式氮封阀的材料标准一般根据流体的性质和工作环境来确定，常见的材料标准有碳钢、不锈钢、合金钢等。

三、EDI去离子超纯水自力式氮封阀系统设计规范特点

自力式氮封阀具有以下几个特点：

1. 自动控制：自力式氮封阀通过氮气的压力来实现阀门的开闭，可以实现自动控制，减少人工操作。

2. 灵活性好：自力式氮封阀的氮气流量可以通过调节阀门来控制，可以根据实际需要进行调整，具有较好的灵活性。

3. 耐高压：自力式氮封阀一般适用于高压流体的控制，具有较高的耐压能力。

4. 耐腐蚀：自力式氮封阀的材料一般选择耐腐蚀性能较好的材料，可以在腐蚀性流体中长期使用。

5. 密封性好：自力式氮封阀的密封性能较好，可以有效防止流体的泄漏。

四、EDI去离子超纯水自力式氮封阀系统设计规范介绍说明

自力式氮封阀是一种常用的阀门类型，广泛应用于石油、化工、冶金、电力等行业。它的工作原理是通过氮气的压力来实现阀门的开闭，具有自动控制、灵活性好、耐高压、耐腐蚀、密封性好等特点。自力式氮封阀的工作原理是利用氮气的压力来实现阀门的开闭。当氮气进入阀门内部时，通过氮气的压力作用，使阀门关闭。当需要打开阀门时，通过控制氮气的流量，减小氮气的压力，使阀门打开。这种工作原理可以实现阀门的自动控制，提高阀门的使用效率。

自力式氮封阀的标准主要包括尺寸标准、压力标准、温度标准和材料标准。尺寸标准一般按照国际标准进行设计和制造，如ISO、API等。压力标准根据使用场景和流体的特性来确定，常见的压力标准有PN10、PN16、PN25等。温度标准根据流体的温度范围来确定，常见的温度标准有-20℃~150℃、-40℃~200℃等。材料标准根据流体的性质和工作环境来确定，常见的材料标准有碳钢、不锈钢、合金钢等。

自力式氮封阀具有自动控制、灵活性好、耐高压、耐腐蚀、密封性好等特点。它可以通过调节阀门来控制氮气的流量，实现阀门的自动控制，减少人工操作。同时，自力式氮封阀具有较好的耐压能力，适用于高压流体的控制。阀门的材料选择耐腐蚀性能较好的材料，可以在腐蚀性流体中长期使用。此外，自力式氮封阀的密封性能较好，可以有效防止流体的泄漏。

总之，自力式氮封阀是一种常用的阀门类型，具有自动控制、灵活性好、耐高压、耐腐蚀、密封性好等特点。它的工作原理是利用氮气的压力来实现阀门的开闭，可以广泛应用于石油、化工、冶金、电力等行业。

1、水箱未满水前需要补水；
2、补水时需要打开呼吸器；
3、补水时水箱满后设备需停水；
4、水箱水位不足后处理系统需停机保护直至水位正常；
5、补水完成后关掉呼吸器；
6、前面的步骤完成后再补氮气……这些都需要有一套全自动的程序来协调控制，保证超纯水不会被大气污染。
7、反渗透设备在使用前，需采用蒸气进行高温消毒，设备运行时前72小时生产出来的超纯水需排放掉。
8、检测超纯水需在出水口安装可流运水探测槽再装电阻率擦头，才能反映出超纯水的水质。

EDI去离子超纯水自力式氮封阀系统设计规范

氮封阀的作用就是要当储罐液面下降压力降低时，向罐内补充氮气，当储罐液面上升压力增加时，停止补充氮气，同时被压缩的氮气从泄氮阀或呼吸阀适量排出，从而始终保持罐内的氮气压力微量正压（压力一般在400~1000Pa之间）。只有这样才能做到既隔绝空气，又保证储罐不变形。

       当储罐压力等于或大于设定的压力时，膜片就被向上顶起，气导阀在弹簧的作用下向上移动，把气导阀上的密封圈紧紧压在阀座上，关闭了控制气的进口，同时特殊阀芯室的压力增加并接近氮气总管的压力，此压力通过内部通道，从特殊阀芯室传到主阀阀芯室。主阀的活塞就处于氮气总管压力的作用，由于主阀阀芯上、下所受气体压力平衡，所以主阀阀芯在自重和弹簧的作用下将阀门紧密关死。
       当储罐压力稍微低于设定压力时，膜片因为感应压力下降而向下移动，推动气导阀打开，氮气经过孔板、气导阀的出口进入储罐，使储罐内的压力增加，同时气导阀的特殊阀芯室的压力下降，氮气通过内部通道从特殊阀芯室进入主阀阀芯室。由于主阀阀芯的活塞面积大于主阀阀座孔面积，并有弹簧的弹力和主阀的重量，所以当储罐压力稍微低于设定点时，特殊阀芯室和主阀阀芯室的压力降低很小，主阀仍然保持关闭，氮气只从气导阀进入储罐。

氮封系统装置安装及使用原理：

■EDI去离子超纯水自力式氮封阀系统设计规范主要参数及主要性能指标见表一 表一

■压力调节范围见表二 表二

■主要零件材料见表三 表三

■EDI去离子超纯水自力式氮封阀系统设计规范外形尺寸见表四、图二 表四 单位：mm

注：1）标准法兰连接形式PN16为凸面，连接尺寸铸铁法兰按GB4216.5-84，铸钢法兰按GB9113-2000、JB/T-94，阀体法兰及法兰端面距也可按用户指定标准制造，如：ANSI，JIS，DIN等标准。
2）接管根据用户需要配置

■EDI去离子超纯水自力式氮封阀系统设计规范产品重量见表五 表五 单位：Kg

■EDI去离子超纯水自力式氮封阀系统设计规范安装、维护与调试

1、安装：

（1）检查整机零件是否缺损与松动，对使用有害人体健康的介质，必须进行强度、密封、泄漏与精度测试。

（2）在安装前，对管道进行清洗（否则由于焊渣等管道垃圾，损坏阀芯密封面，导致阀门不能正常工作），阀门入口处要有足够的直管段，并配有过滤器。阀体与管道的法兰连接，要注意同轴度。

（3）安装场地应考虑到人员与设备的安全，即便于操作，又有利于拆装与维修。

（4）阀门应正立垂直安装在水平管道上，导压管必须安装在距离阀出口至少六倍于公称通径的阀后管道上。阀自重较大与有振动的场合，要用支撑架，尽量避免水平安装。

（5）介质流动方向应与阀体上的箭头指向一致。因微压阀属于精密仪表，其中指挥器膜片直接承受介质压力，若阀门反装或管道有反冲压力，则指挥器膜片由于受压过高导致膜片损坏，阀门不能工作。阀门应在环境温度-25～+55℃场所使用。

（6）为使自控系统失灵或检修阀门时，仍能连续生产，应设置旁路阀。

2、维护：

（1）清洗阀门：对清洗一般介质，只要用水洗净就可以。但对清洗有害健康的介质，首先要了解其性质，在选用相应的清洗办法。

（2）阀门的拆卸：将外露表面生锈的零件先除锈，但在除锈前，要保护好阀座、阀芯、阀杆与推杆等精密零件的加工表面。拆装阀座时应使用专用工具。

（3）阀芯、阀座：二密封面有较小的锈斑与磨损，可用机械加工的方法进行修理，如损坏严重必须换新。但不管修理或更换后的硬密封面，都必须进行研磨。

（4）阀杆：表面损坏，必须换新。

（5）压缩弹簧：如有裂纹等影响强度的缺陷，必须换新。

（6）易损零件：填料、密封垫片与O型圈，每次检修时，全部换新。膜片必须检查是否有预示将来可能发生裂纹、老化与腐蚀等痕迹，根据检验结果，决定是否更换，但膜片使用期一般最多2～3年。

（7）阀门组装要注意对中，螺栓要在对角线上拧紧，滑动部分要加润滑油。组装后应按产品出厂测试项目与方法调试，并在这期间，可更准确地调整填料压紧力与阀芯关闭位置。

3、调试

所需要压力值是通过对指挥器顶部的调节螺母的操作而得到调整，打开顶部的防尘盖，用扳手调整调节螺母。顺时针方向旋转使压力增大，逆时针旋转则压力减小。安装在压力调节阀后的压力表，可使工作人员借以观察调整后的压力给定值