調(diào)節(jié)閥 安裝及選型

控制閥的發(fā)展自20世紀(jì)初始已有八、九十年的歷史，先后產(chǎn)生了十個(gè)大類的調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品、自立式閥和定位器等，其發(fā)展歷程如下：　　20年代：原始的穩(wěn)定壓力用的控制閥問世，其結(jié)構(gòu)是一種帶重錘的球形閥，利用重錘平衡閥芯所受到的流體作用來進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種控制閥后來演變成利用閥后壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)的自立式調(diào)節(jié)閥。調(diào)節(jié)閥|控制閥|閥門網(wǎng)|技I%v,u30年代：產(chǎn)品的種類已經(jīng)很多，以“V”形缺口的雙座和單座，閥體形狀為球型的球型閥為代表產(chǎn)品。control|控制閥|調(diào)節(jié)閥|自力式d|*{
L　40年代：出現(xiàn)定位器，調(diào)節(jié)閥的新品種進(jìn)一步產(chǎn)生，相繼出現(xiàn)隔膜閥、角形閥、蝶閥、球閥等，并在市場上占據(jù)主導(dǎo)地位，各種產(chǎn)品已經(jīng)比較齊全。調(diào)節(jié)閥|控制閥|閥門網(wǎng)|技術(shù)資料Z8Y3]]e
　　50年代：球閥得到較大的推廣使用，三通閥代替兩臺單座閥投入系統(tǒng)。調(diào)節(jié)閥|控制閥|閥門網(wǎng)|技術(shù)資料Vm;F&60年代：在國內(nèi)對上述產(chǎn)品進(jìn)行了系列化的改型設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化設(shè)計(jì)后，國內(nèi)才有了自己完整的系列產(chǎn)品。現(xiàn)在還在大量使用的單座閥、雙座閥、角型閥、三通閥、隔膜閥、蝶閥、球閥七種產(chǎn)品仍然是六十年代水平的產(chǎn)品；這時(shí)國外推出了第八種結(jié)構(gòu)控制閥新產(chǎn)品—套筒閥，很快受到重視并成為球形閥的主流產(chǎn)品。0}Kw-bpB$O
　　70年代：有一種新結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品----偏心旋轉(zhuǎn)閥問世，它容量大，流路簡單，不平衡力小，這些優(yōu)點(diǎn)使它成為角行程閥門的佼佼著，成為第九大類結(jié)構(gòu)的控制閥品種，這一時(shí)期套筒閥在國外被廣泛應(yīng)用。70年代末，國內(nèi)聯(lián)合設(shè)計(jì)了套筒閥，使中國有了自己的套筒閥產(chǎn)品系列。
　　80年代：80年代初由于改革開放，中國成功引進(jìn)了石化裝置和調(diào)節(jié)閥技術(shù)，使套筒閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥得到了推廣使用，尤其是套筒閥、大有取代單、雙座閥之勢，其使用越來越廣。80年代末，控制閥的又一重大進(jìn)展是日本的CV3000精小型調(diào)節(jié)閥，它在結(jié)構(gòu)方面，只是將單彈簧的氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)改為多彈簧是薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)，閥的結(jié)構(gòu)只是改進(jìn)，不是改變。它的突出特點(diǎn)是使調(diào)節(jié)閥的重量和高度下降30%，流量系數(shù)提高30%。haofm. 質(zhì)量更穩(wěn)定、工作更可靠、操作更安全。W0xx] j（Mi:jj約能源 采用低阻抗閥門 提高閥芯、閥座的密封性能 盡量使用氣/電1.3.1 自動(dòng)化過程工廠是由無數(shù)個(gè)控制回路組成的。每一個(gè)控制回路都經(jīng)過設(shè)計(jì)以保證重要的過程變量如壓力、流量、溫度等不超過要求的工作范圍，每一個(gè)回路都會接受并從內(nèi)部產(chǎn)生擾動(dòng)。這些干擾對過程變量產(chǎn)生決定性影響。為了減少這些負(fù)載擾動(dòng)的影響，傳感器和變送器會收集關(guān)于過程變量及其與要求的設(shè)定點(diǎn)之間的關(guān)系的信息?？刂破魅缓筇幚磉@些信息并決定必須怎樣做才能使得過程變量在負(fù)載擾動(dòng)發(fā)生后恢復(fù)到它的正常范圍。終端控制元件必須執(zhí)行有控制器選擇的控制策略。過程控制工業(yè)里zui常用的終端元件就是控制閥?？刂崎y調(diào)節(jié)流動(dòng)的液體、氣體、蒸汽、水或化學(xué)混合物，以補(bǔ)償負(fù)載擾動(dòng)并使得被控制的過程變量盡可能地靠近需要的設(shè)定點(diǎn)。control|控制閥|調(diào)節(jié)閥|自力式P.c2x]8y:o
1.3.2 電工委員會IEC對控制閥（control valve）的定義為：“工業(yè)過程控制系統(tǒng)中由動(dòng)力操作的裝置形成的終端元件，它包括一個(gè)閥體部件，內(nèi)部有一個(gè)改變過程流體流率的組件，閥體部件又與一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接。執(zhí)行機(jī)構(gòu)用來響應(yīng)控制元件送來的信號”,控制閥或閥門，其實(shí)指的是控制閥組件。控制閥組件典型地由閥體、閥內(nèi)件零件、提供閥門操作驅(qū)動(dòng)力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以及各種各樣的閥門附件所組成。閥門附件包括定位器、轉(zhuǎn)換器、供氣壓力調(diào)節(jié)器、手動(dòng)操縱器、阻尼器或限位開關(guān)。好閥門網(wǎng)jf\9^8b-H 公稱通徑是管路系統(tǒng)中所有管路附件用數(shù)字表示的尺寸，公稱通徑是供參考用的一個(gè)方便的圓整數(shù)，與加工尺寸僅呈不嚴(yán)格的關(guān)系。公稱通徑用字母“DN”后面緊跟一個(gè)數(shù)字標(biāo)志。調(diào)節(jié)閥|控制閥|閥門||control valve2|I5`0A）`[Y
公稱壓力PN是一個(gè)用數(shù)字表示的與壓力有關(guān)的標(biāo)示代號，是僅供參考用的一個(gè)方便的圓整數(shù)，同一公稱壓力（PN）值所標(biāo)示的同一公稱通徑（DN）的所有管路附件具有與端部連接形式相適應(yīng)的同一連接尺寸。
流量特性
當(dāng)百分比額定行程從0變化到100％時(shí)，流經(jīng)閥門的流量與百分比額定行程之間的關(guān)系。control||自力式D\ u-\V
等百分比流量特性
一種固有的流量特性：額定行程的等量增加會理想地產(chǎn)生流量系數(shù)的等百分比的改變。

直線流量特性調(diào)節(jié)閥|控制閥|閥門||control valvei0c$dM
SCil
一種固有的流量特性：可以用一條直線在流量系數(shù)相對于額定行程的長方形圖上表示出來。行程的等量增加提供流量系數(shù)的等量增加。
快開流量特性control||自力式Z R,GyD ?I5E
一種固有的流量特性：在截流元件很小的行程下可以獲得很大的流量系數(shù)。control||自力式 C4Q/Q&sK"Zyj;v
好閥門網(wǎng)&Y:[2w;y%c
1.3.4 控制閥基本分類調(diào)節(jié)閥|控制閥|閥門||control valve1^jz
^0}N）u:\ ?6ej
O,oS;@z7}t E
通用分類法haofm.com
x8T [RyR-f.O
這種分類方法既按原理、作用又按結(jié)構(gòu)劃分，是目前、常用的分類方法。一般分閘閥、截止閥、節(jié)流閥、儀表閥、柱塞閥、隔膜閥、旋塞閥、球閥、蝶閥、止回閥、減壓閥安全閥、疏水閥、調(diào)節(jié)閥、底閥、過濾器、排污閥等control||自力式,WE$F'pPY*C%fM
control||自力式9N*wW5ZR7w
按用途和作用分類
調(diào)節(jié)閥類——主要用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力等。包括調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥、減壓閥等。

止回閥類——用于阻止介質(zhì)倒流。包括各種結(jié)構(gòu)的止回閥。control||自力式O.~ ^ v5T-o
P        J5LM1bb（}2[
截?cái)嚅y類——主要用于截?cái)嗷蚪油ń橘|(zhì)流。包括閘閥、截止閥、隔膜閥、球閥、旋塞閥、碟閥、柱塞閥、球塞閥、針型儀表閥等。
haofm.com*M&vH}k N&so
按壓力分類調(diào)節(jié)閥|控制閥|閥門||control valve }
g6qe
A8j
真空閥——工作壓力低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的閥門。調(diào)節(jié)閥|控制閥|閥門網(wǎng)|技術(shù)資料Nq
e'x,V._!u!aj
低壓閥——公稱壓力PN 小于1.6MPa的閥門。control||自力式2P"Wy（f h（v-rL
中壓閥——公稱壓力PN 2.5－6.4MPa的閥門。
高壓閥——公稱壓力PN10.0－80.0MPa的閥門。

超高壓閥——公稱壓力PN大于100MPa的閥門。
haofm.com ex,e（|*B^:`
按介質(zhì)溫度分類調(diào)節(jié)閥|控制閥|閥門||control valve6Z}qo        EHD,\
高溫閥——t 大于450℃的閥門。。%Q2mNO.e0kH\K&V
中溫閥—120℃小于 t 小于450℃的閥門。
常溫閥——40℃小于 t 小于120℃的閥門。control||自力式Ab
z5F2| j（A3]
低溫閥——100℃小于 t 小于-40℃的閥門。control||自力式3H R+O%|v![-\"mI0C
超低溫閥——t 小于-100℃的閥門。


按閥體材料分類
金屬閥體襯里閥門—：襯鉛閥門、襯塑料閥門、襯搪瓷閥門。Y9T+D/d:|Z
非金屬材料閥門——如：陶瓷閥門、玻璃鋼閥門、塑料閥門haofm.comdjD*pm_.c
金屬材料閥門——如：銅合金閥門、鋁合金閥門、鉛合金閥門、鈦合金閥門、蒙乃爾合金閥門、鑄鐵閥門、碳鋼閥門、鑄鋼閥門、低合金鋼閥門、高合金鋼閥門。

control||自力式3d@@}0UB
1.4 控制閥結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 調(diào)節(jié)閥|控制閥|閥門網(wǎng)|技術(shù)資料gEro1n）U%Z _Tm4l
--------------------------------------------------------------------------------
1.4.1 直行程控制閥調(diào)節(jié)閥|控制閥|閥門||control valve9Q
@vKjR4L5J a
　　一種閥門，帶線性運(yùn)動(dòng)的截流無件，有單座或多座閥，它的閥體因?yàn)殚y座區(qū)域有一個(gè)球形的內(nèi)腔而與眾不同，也叫球形閥。直通閥可進(jìn)一步分為：單座閥、雙座閥、角形閥、三通閥、不平衡籠式閥、平衡籠式閥。
單座閥
　　單座閥閥體是zui常見的閥體類型，而且結(jié)構(gòu)簡單。閥門||control valve）m6n5UwRW:d\ g
　　很多現(xiàn)代的單座閥體采用閥籠或保持架式的結(jié)構(gòu)以固定閥座環(huán)，提供閥芯就可以改變流量特性的特點(diǎn)。
　　通過更換閥內(nèi)件零部件，閥籠或保持架式的單座閥體也可以很容易地被修改，以實(shí)現(xiàn)減小流通能力、降低噪聲、或減少或消除氣蝕的目的。control||自力式7V8KA        y2`_6\!G
平衡閥芯籠式閥
　　有兩組閥芯密封面，芯上開有平衡孔，不平衡力小，但泄漏量大，可用于對泄漏量沒有特殊要求的場合。
雙座閥
●流體壓力作用于兩個(gè)閥芯上，不平衡力相互抵消許多，因此許用壓差大，haofm.comfvnt8x
●在關(guān)閉時(shí)，因存在著加工誤差，閥芯和閥座的兩個(gè)密封面不能同時(shí)密封，因此泄漏量比單座閥大很多，同時(shí)溫度變化泄漏量也會增大，這是它的突出缺點(diǎn)，所以不能用在工藝要求泄漏小的場合。
●閥體流路較復(fù)雜，加之上下導(dǎo)向處易被固體顆?？ㄗ?，不使用于高粘度、懸浮液，含固體顆粒等易沉淀、易堵塞的場合。 _TA7O）Vx&C
套筒閥
●閥的穩(wěn)定性好，由于套筒閥的閥塞設(shè)有平衡孔，可以減少介質(zhì)作用在閥塞上的不平衡力，加上足夠的閥塞導(dǎo)向，因此不易引起閥芯的振蕩。;V _|.K5Q"~
●套筒提供的節(jié)流窗口可以改進(jìn)為降低噪音的低噪音閥。
R3[PO0Zk
●閥的泄漏量大，許用壓差大，因?yàn)槭请p密封結(jié)構(gòu)。調(diào)節(jié)閥|控制閥|閥門||control valve5BI]&JWL{
●維修方便，套筒通過上閥蓋壓緊在閥體上，因此拆裝簡便。
●閥塞自身導(dǎo)向，加上流路復(fù)雜，更容易堵卡。haofm.com1i1J
_$Q3I
角型閥L%m
sp5|_b
一種閥門結(jié)構(gòu)，它的一個(gè)口與閥桿或執(zhí)行機(jī)構(gòu)在同一直線上，另一個(gè)口則與閥桿成一垂直角度。好閥門網(wǎng)a&t-r,W.a;s2d
●流路簡單，具有“自潔”性能，可使用于不干凈介質(zhì)場合；好閥門網(wǎng)i0ZF C4d"B5DQt
●流阻小，流量系數(shù)大。haofm.comVAq*pCjz4Q
q-j
●需要角形連接的場合

●閥體利于鍛造毛坯，所以高壓閥通常采用角形閥。
三通閥
　　三個(gè)管道連接口具有通常的合流（流體混合）或分流（流體分散）作用?？捎糜诨鞙卣{(diào)節(jié)，減溫減壓器減溫水配比調(diào)節(jié)，換熱器調(diào)節(jié)及兩種介質(zhì)的混合及切換等，利用一個(gè)三通閥可代替兩個(gè)兩通閥并是調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡化。

1.4.2旋轉(zhuǎn)式控制閥
蝶閥
　　閥體需要zui小的安裝空間。[Ma7Ju
i4a
　　它們具有大的流通能力、小的經(jīng)過閥門的壓力損失。好閥門網(wǎng)dT3l        O$w
蝶閥閥體具有每投資1美元流通能力的經(jīng)濟(jì)性，尤其是較大尺寸的蝶閥。%J+A&hf/rKJC
傳統(tǒng)輪廓的閥板提供閥板旋轉(zhuǎn)角zui大至60度的調(diào)節(jié)式控制。擁有的動(dòng)態(tài)流線型閥板適合用于需要90度閥板旋轉(zhuǎn)角的應(yīng)用場合。
　　閥體配合標(biāo)準(zhǔn)的凸面管道法蘭。調(diào)節(jié)閥|控制閥|閥門網(wǎng)|技術(shù)資料"S-B3S
WS W@?5C A
　　如果閥門很大或壓力降很高，蝶閥閥體可能需要高輸出或大型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，因?yàn)椴僮髁乜赡軙艽蟆?/span>
　　有極其嚴(yán)格的泄漏要求的用于核電廠應(yīng)用工況的閥體也可提供。control||自力式6`!MPl~8|q+ue
　　蝶閥展示出近似等百分比的流量特性。它們可以用調(diào)節(jié)或開關(guān)控制。在閥體或閥板表面上使用內(nèi)襯或可調(diào)軟閥座環(huán)可以獲得軟閥座結(jié)構(gòu)。

球閥

　　球閥有“O”形球閥和“V”形球閥之分，它利用球芯轉(zhuǎn)動(dòng)與閥座相割打開的面積來調(diào)節(jié)流量，其使用特點(diǎn)如下：
　　zui大的特點(diǎn)是流路簡單，損失zui小，“自潔”性能。+z?2tg+n.U*PUpU
　　“O”形球閥無阻調(diào)節(jié)，流量系數(shù)zui大，通常用于介質(zhì)的兩位切斷。
　　這個(gè)結(jié)構(gòu)類似于一個(gè)傳統(tǒng)的球閥，但是在球上帶有擁有輪廓設(shè)計(jì)的V形切口。V形切口球提供等百分比的流量特性。這種控制閥有良好的可調(diào)比、控制和關(guān)閉能力。“V”形球閥與閥座相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生剪切作用，尤其適用于高粘度、懸浮液、紙漿等不干凈，含纖維介質(zhì)的調(diào)節(jié)、切斷。6tDK&ST*P\
偏心旋轉(zhuǎn)閥調(diào)節(jié)閥|控制閥|閥門||control valve#Ds'_m;X$d
它有偏心的閥芯旋轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)和切斷介質(zhì)，綜合了球閥與蝶閥的優(yōu)點(diǎn)。具有泄漏量小，可兼做切斷閥、可調(diào)比大、體積小、重量輕、流量系數(shù)大、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性高，閥效應(yīng)不明顯（一般閥門在臨界點(diǎn)流量特性曲線將發(fā)生畸變，這種現(xiàn)象稱閥效應(yīng)）；閥芯不平衡力較小，適用溫度廣，通用性好。該閥綜合性能*，可以代替普通調(diào)節(jié)閥，它特別適用于要求調(diào)節(jié)范圍寬，泄漏量小，流通能力大，阻力小的場合。如火力發(fā)電廠中的除氧器加熱蒸汽調(diào)節(jié)閥、主凝水調(diào)節(jié)閥等。另外，流路簡單還適用于高粘度介質(zhì)（重油），主要缺點(diǎn)是公稱壓力較小，不能在高壓系統(tǒng)中使用。

控制閥的正確安裝與正確選型同樣重要。安裝質(zhì)量關(guān)系到控制系統(tǒng)的操作性能、控制品質(zhì)、安全性和成本等，因此應(yīng)引起重視。

　　控制閥安裝在現(xiàn)場，對防火、防爆、防泄漏等提出更高要求，控制閥的噪聲污染也日益受到有關(guān)部門重視。

　　一、控制閥安裝施工的規(guī)定：

　　安裝施工的一般規(guī)定

　　1、控制閥安裝應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)文件的規(guī)定。

　　2、控制閥安裝應(yīng)遵循國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，例如，建筑安裝工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)自動(dòng)化儀表施工及驗(yàn)收規(guī)范、電氣設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范等。

　　3、控制閥安裝所需的設(shè)備、輔助設(shè)備和主要材料應(yīng)符合現(xiàn)行國家或部頒標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。

　　二、安裝施工的注意事項(xiàng)：

　　控制閥安裝的注意事項(xiàng)應(yīng)從易操作性、安全性和標(biāo)準(zhǔn)化等考慮。具體內(nèi)容如下：

　　（一）、控制閥安裝位置和方位：

　　1、按照設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)文件的規(guī)定，安裝位置應(yīng)具有足夠的操作空間，用于安裝、操作和維護(hù)；其位置應(yīng)避免安裝在有振動(dòng)、潮濕、易受機(jī)械損傷、有強(qiáng)電磁干擾、高溫、溫度變化劇烈和有腐蝕性氣體的場所；安裝應(yīng)牢固、平整；安裝方位應(yīng)使控制閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上部，圖6—8顯示了直行程控制閥的各種安裝方位。其中，位置有是*的位置、次選的位置。

　　2、控制閥內(nèi)流體的流向控制閥內(nèi)流體的流向應(yīng)與控制閥閥體上標(biāo)注的箭頭*。特殊情況下可不受本規(guī)定的限制。

　　3、控制閥連接控制閥的連接有螺紋連接、法蘭連接和焊接連接等。螺紋連接用于小口徑控制閥，安裝螺紋連接的控制閥時(shí)，必須同時(shí)安裝可拆卸的活動(dòng)連接件。法蘭連接有法蘭連接和夾持式連接兩種，連接法蘭的公稱直徑應(yīng)與控制閥的接管直徑*。法蘭也有不同耐壓等級，法蘭的耐壓等級應(yīng)與控制閥耐壓等級*。法蘭內(nèi)徑應(yīng)與管道內(nèi)徑相等。法蘭面與管道軸線的垂直度允許偏差為l°。法蘭密封面應(yīng)平齊。法蘭與管道的同軸度允許偏差t應(yīng)

　　滿足：t≤0.015D（1/β）（6—27）

　　式中，D是管道內(nèi)徑；β是工作條件下節(jié)流件內(nèi)徑與管道內(nèi)徑之比。法蘭連接時(shí)應(yīng)受力均勻合適，避免局部受到過大壓力。盡量避免采用焊接連接，焊接連接時(shí)必須同時(shí)安裝可拆卸的活動(dòng)連接件?？刂崎y連接時(shí)，不應(yīng)使連接管道內(nèi)部引成新的凸出物。例如，密封墊片、焊接縫等不應(yīng)在管道內(nèi)凸出。

　　4、控制閥與上、下游切斷閥、旁路閥的連接控制閥上、下游切斷閥和旁路閥應(yīng)與控制閥同時(shí)安裝。上、下游切斷閥與控制閥之間的管段長度應(yīng)考慮管路阻力和對流體流動(dòng)狀態(tài)的影響。直管段長度長，有利于流體經(jīng)切斷閥后的穩(wěn)定，可使流體流動(dòng)平穩(wěn)，減少紊流影響，降低噪聲；直管段長度短，流體經(jīng)切斷閥后還未穩(wěn)定就進(jìn)入控制閥，使噪聲增強(qiáng)，但管段長度短有利于降低管路阻力，提高控制閥兩端壓降，使流量特性的畸變減小，有利于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，應(yīng)權(quán)衡和綜合考慮。通常，上游側(cè)應(yīng)有10D～20D的直管段，下游側(cè)有3D～7D的直管段。D是管道公稱直徑，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置整流裝置。

（二）、連接方案的選擇。

　　1、控制閥與上、下游切斷閥的連接有多種方式，幾種常用的連接方案。圖中，方案A的結(jié)構(gòu)布置緊湊，占地面積小，容易維護(hù)和操作，系統(tǒng)的放空或排液容易。但常常不能夠滿足足夠的直管段長度，造成噪聲增強(qiáng)。方案B的結(jié)構(gòu)占地面積較大，控制閥位置可安裝在下部或上部，容易適應(yīng)操作要求，但直管段長度不易保證。方案C的結(jié)構(gòu)適用于角形控制閥，可減少彎頭數(shù)量，占地面積較小。對底進(jìn)側(cè)出的流向，可有較長的上游直管段長度。方案D的結(jié)構(gòu)與方案B類似，占地面積較大。方案E的結(jié)構(gòu)適用于角形閥，與方案C比較，上游側(cè)的直管段長度縮短，不利于流體的穩(wěn)定。方案F的結(jié)構(gòu)是zui常見的連接結(jié)構(gòu)。它占地面積大，管路阻力較小，但操作和維護(hù)空間較小。

　　2.泄放閥、放空閥、排污閥的連接，為便于控制閥拆卸，應(yīng)在拆卸前進(jìn)行閥前和閥后壓力的泄放，泄放閥應(yīng)安裝在控制閥與上、下游切斷閥之間。

　　3、放空閥、排污閥用于排放流體中夾帶的不凝氣體和冷凝液。安裝時(shí)，被控流體，是氣體或蒸汽時(shí)，為便于冷凝液排放，排污閥宜安裝在控制閥組的zui低處。被控流體是液體時(shí)，為便于不凝氣體的放空，放空閥宜安裝在控制閥組的zui高處。

　　4、。旁路閥?？刂崎y拆卸維修時(shí)，可用旁路閥對生產(chǎn)過程進(jìn)行操作。當(dāng)被控流量過大。用控制閥無法正常調(diào)節(jié)時(shí)，作為應(yīng)急措施，也可用旁路閥作為控制閥的并行連接方案，對過程進(jìn)行控制。為降低成本，大口徑控制閥安裝手輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可代替旁路閥進(jìn)行操作。旁路閥的安裝應(yīng)便于操作，它與控制閥上、下游切斷閥一起組成控制閥組，因此，安裝時(shí)應(yīng)與它們配套，并同時(shí)完成施工安裝。旁路閥公稱直徑與管道公稱直徑相同，耐壓等級也與工藝耐壓等級*。

　　5、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝通常，執(zhí)行機(jī)構(gòu)與控制閥閥體直接連接，但液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、長行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)與控制閥閥體分開時(shí)，安裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)注意，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連桿和機(jī)械活動(dòng)部件應(yīng)靈活，無松動(dòng)或卡扭等現(xiàn)象。連桿長度應(yīng)在全行程范圍內(nèi)動(dòng)作穩(wěn)定、靈活可靠。當(dāng)與工藝管道有熱位移的控制閥閥體連接時(shí)，應(yīng)保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)與控制閥閥體之間相對位置保持不變。手輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)有側(cè)裝和頂裝兩種，安裝時(shí)應(yīng)留有操作空間。手輪操作應(yīng)靈活，沒有卡死或扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。應(yīng)有手輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向與閥開度關(guān)系的標(biāo)注。限位裝置應(yīng)調(diào)整合適，起到保護(hù)作用。液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)低于控制器安裝，如果必須高于控制器時(shí)，其高差應(yīng)不超過1.0m，并且應(yīng)在管路集氣處安裝排氣閥，靠近控制器處安裝止逆閥或自動(dòng)切斷閥。

　　6、閥門定位器的安裝閥門定位器的閥位檢測裝置與控制閥閥桿或閥軸直接連接，因此，安裝時(shí)應(yīng)保證反饋信號能夠正確、及時(shí)反映閥位信號和變化。通常，閥門定位器與控制閥配套供應(yīng)，由制造廠完成兩者的連接。當(dāng)生產(chǎn)過程控制需要添加閥門定位器時(shí)，應(yīng)保證閥門定位器閥位檢測裝置動(dòng)作的正確、可靠和靈活。反饋桿支點(diǎn)的機(jī)械間隙應(yīng)盡量小。閥門定位器的信號管線應(yīng)正確連接，氣源管線和輸出管線、輸入管線應(yīng)標(biāo)記銘牌。閥門定位器的閥位顯示信號應(yīng)有利于操作和維護(hù)人員觀測。

　　7、其他附件的安裝其他附件包括閥位傳感器、電磁閥、限位開關(guān)、繼動(dòng)器、電氣轉(zhuǎn)換器等，安裝應(yīng)符合產(chǎn)品說明書有關(guān)規(guī)定。小流量控制閥宜在上游安裝過濾器。紊流嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)在上游側(cè)安裝整流裝置。

　　8、連接管線的安裝連接管線的安裝應(yīng)注意下列事項(xiàng)。

　　1）、信號氣管和氣源管線一般采用聚氯乙烯護(hù)套的銅管纜，管徑為sL6Xl或g18Xl

　　2）、氣源管線應(yīng)靠近控制閥。

　　3）、信號管線和液壓管線應(yīng)盡量短，用于縮短信號時(shí)滯和系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)。

　　4）、管線應(yīng)有足夠伸縮余度，且不應(yīng)妨礙執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。

　　5）、管線焊接時(shí)不應(yīng)將焊渣落人管內(nèi)。連接管線應(yīng)在安裝前進(jìn)行清洗，去除油污、水和銹蝕等污物。連接管線的配管應(yīng)整齊、美觀。

　　6）、。液壓油管線應(yīng)遠(yuǎn)離高溫設(shè)備和管線，與熱表面的距離應(yīng)大于150mm。

　　7）、在安裝前，應(yīng)對與管線連接的排污閥、放空閥進(jìn)行清洗，去除油污，并進(jìn)行檢查和試驗(yàn)。

　　8）、液壓和氣壓管路系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，并符合規(guī)定。

　　9）、。連接信號的電線、電纜應(yīng)穿管敷設(shè)，在設(shè)備側(cè)用金屬軟管連接。需防爆的設(shè)備應(yīng)采取相應(yīng)防爆措施，對全部被保護(hù)的系統(tǒng)應(yīng)采取密封。

　　10）、管線的敷設(shè)不應(yīng)妨礙操作人員的操作及維護(hù)人員的維護(hù)。

　　11）、連接的管線應(yīng)標(biāo)記銘牌。必要時(shí)可用支撐架固定連接的管線，防止控制閥拆卸后連接管線無法固定。

　　12）、連接線應(yīng)避免水和液體的浸泡和腐蝕或有害氣體的侵入。

9、附加管件的安裝附加管件有縮徑管和擴(kuò)徑管。附加管件的安裝使管路壓損增大，并影響控制閥流量系數(shù)。安裝附加管件時(shí)，應(yīng)在連接處留有操作空間，便于維修時(shí)拆卸連接螺栓。安裝管件時(shí)應(yīng)安裝支撐架或支座，必要時(shí)可加防振墊片或防振彈簧。

　　10、控制閥和其他附件的脫月旨、絕熱和伴熱需進(jìn)行脫脂處理的控制閥和其他附件必須按設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行脫脂處理。經(jīng)脫脂處理后的控制閥、管線等需自然通風(fēng)或用干燥空氣或氮?dú)獯蹈?，?jīng)檢驗(yàn)合格后封閉保存，在安裝時(shí)應(yīng)保持干凈無油污。需進(jìn)行絕熱和伴熱處理的控制閥和其他附件應(yīng)進(jìn)行絕熱和伴熱處理。伴熱用的蒸汽管線或電熱帶的敷設(shè)應(yīng)符合有關(guān)安裝施工規(guī)定。絕熱用的保溫層材料和厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定。安裝控制閥和附件的各種支撐架、支座和連接管線需涂漆處理。涂漆前應(yīng)清除被涂表面的鐵銹\焊渣、毛刺和污物。涂漆的顏色和厚度、涂漆操作的條件等應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。

　　11、自力式控制閥取源部件的安裝自力式壓力、差壓控制閥取壓部件參照壓力取源部件的安裝規(guī)定進(jìn)行施工。自力式溫度控制閥取源部件可參照溫包安裝規(guī)定進(jìn)行施工。

　　三、控制閥現(xiàn)場調(diào)試：

　　控制閥安裝后，在生產(chǎn)過程開車前應(yīng)進(jìn)行控制閥的現(xiàn)場調(diào)試?，F(xiàn)場調(diào)試分線路調(diào)試和系統(tǒng)調(diào)試。

　　（一）、線路調(diào)試

　　線路調(diào)試用于檢查連接控制閥的信號線路、氣源管線或液壓管線是否正確連接。

　　1.控制閥輸入信號的連接。通常，與閥門定位器一起檢查?？刂崎y輸入信號來自控制器，因此，從控制器輸出一個(gè)起點(diǎn)信號，檢查控制閥是否在起點(diǎn)位置；輸出一個(gè)終點(diǎn)信號，檢查控制閥是否在終點(diǎn)位置。為此，應(yīng)檢查供氣氣源壓力是否正常；過濾減壓器工作是否正常；液壓系統(tǒng)供給的油壓是否正常；供電是否正常；輸出信號是否正確等，并在測量范圍內(nèi)至少取5點(diǎn)檢查輸入信號與閥位之間是否滿足所需關(guān)系。應(yīng)檢查氣開、氣關(guān)的作用方式是否正確，是否滿足工藝生產(chǎn)過程的安全生產(chǎn)要求。

　　2.控制閥輸出信號的連接?？刂崎y輸出信號是閥位信號，可以是模擬量信號或數(shù)字量信號。應(yīng)在檢查控制閥輸入信號的同時(shí)，檢查閥位信號是否正確。采用HART或智能電氣閥門定位器時(shí)，應(yīng)檢查閥位狀態(tài)信息能否正確傳輸?？刂崎y全行程運(yùn)行過程中應(yīng)偵聽控制閥閥芯和閥座是否有機(jī)械振動(dòng)和異常雜音。

　　3.手輪機(jī)構(gòu)調(diào)試。檢查手輪機(jī)構(gòu)能否正確轉(zhuǎn)動(dòng)和動(dòng)作，限位和鎖定裝置是否好用。

　　4.當(dāng)出現(xiàn)偏差超過允許偏差*，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試。例如，改變閥位開關(guān)的位置，檢查接線或管路是否有泄漏等。

　　（二）、系統(tǒng)調(diào)試

　　控制閥是控制系統(tǒng)的zui終元件，因此，控制閥運(yùn)行前需進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)與工藝操作配合進(jìn)行。

　　1.負(fù)反饋調(diào)試?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)滿足負(fù)反饋要求，因此，應(yīng)將控制器、檢測變送和控制閥（包括閥門定位器）和被控對象一起考慮，并設(shè)置控制器的正、反作用。負(fù)反饋準(zhǔn)則是控制系統(tǒng)開環(huán)總增益為正。設(shè)置好控制器正、反作用方式后，可在控制器測量端模擬輸入信號，使其增加或減小，觀測控制器輸出變化是否符合作用方式的要求，并檢查控制閥的動(dòng)作方向是否正確，是否能夠使被控變量向減小方向變化。

　　2.控制閥壓降檢查?？刂崎y壓降檢查在進(jìn)行清水模擬調(diào)試時(shí)進(jìn)行。在控制閥全行程運(yùn)行過程中，檢查控制閥兩端壓降變化，是否有空化或閃蒸造成的噪聲發(fā)生，流量變化情況如何，是否符合所設(shè)計(jì)的流量特性等。

　　3.響應(yīng)時(shí)間檢查。一些控制系統(tǒng)對控制閥的響應(yīng)時(shí)間有要求時(shí)，應(yīng)檢查控制閥的響應(yīng)時(shí)間。在控制器輸出信號改變時(shí)開始計(jì)時(shí)，到控制閥閥位到達(dá)zui終穩(wěn)態(tài)位置的63%所需的時(shí)間即為響應(yīng)時(shí)間，其時(shí)間應(yīng)滿足工藝生產(chǎn)過程的操作要求。

摘要：介紹了氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥選擇的幾個(gè)因素。根據(jù)化工生產(chǎn)的工藝條件，選擇合適的調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)和類型；根據(jù)工藝對象，選擇合適的流量特性；根據(jù)工藝參數(shù)，計(jì)算流量系數(shù)，選擇調(diào)節(jié)閥的口徑；根據(jù)工藝要求，選擇材料和輔助裝置。

關(guān)健詞：控制回路；氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥；選擇

現(xiàn)代化工企業(yè)，自動(dòng)化水平較高，在過程控制中，執(zhí)行器的控制品質(zhì)與生產(chǎn)工況的穩(wěn)定有著密切的，所以對執(zhí)行器的選擇顯得格外重要，對于安全防爆要求比較高的化工企業(yè)，絕大多數(shù)執(zhí)行器采用的是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選擇一般要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：

（1）根據(jù)工藝條件，選擇合適的調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)和類型。

（2）根據(jù)工藝對象，選擇合適的流量特性。

（3）根據(jù)工藝參數(shù)，計(jì)算流量系數(shù)，選擇閥的口徑。

（4）根據(jù)工藝要求，選擇材料和輔助裝置。

下面針對以上 4 點(diǎn)加以論述。

1 調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)和類型

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥是由氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥兩部分組成的，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是接收輸入的氣源信號，產(chǎn)生相應(yīng)的推力，使推桿發(fā)生位移，推動(dòng)閥門動(dòng)作；而閥是指與管路聯(lián)接的閥體組件部分，它接受執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推桿推力，改變閥桿位移，從而改變閥門開度，zui終控制流體流量的變化。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥按其行程可分為直行程和角行程兩種，按其結(jié)構(gòu)類型分直通單座閥、直通雙座閥、高壓閥、角形閥、套筒閥、隔膜閥、蝶閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥等。

其中直通閥比較常見，單座閥泄漏量較小，但閥前后壓差不能太大，而雙座閥正好與之相反。高壓閥適合于高靜壓和高壓差的介質(zhì)測量，但在高壓差情況下，流體對材料沖刷和氣蝕嚴(yán)重，一般要考慮閥芯和閥座的材質(zhì)，以提高其使用壽命。在高壓差、高黏度、含懸浮物和顆粒狀物質(zhì)流體的控制中可選用角形閥。隔膜閥更適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的控制。蝶閥適用于大流量、低壓差的氣體介質(zhì)。套筒閥采用平衡型閥芯結(jié)構(gòu)，具有低噪聲的特點(diǎn)，是應(yīng)用較為廣泛的閥之一。

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥有氣開與氣關(guān)兩種類型。確定調(diào)節(jié)閥開關(guān)方式的原則是：當(dāng)信號壓力中斷時(shí)，應(yīng)保證工藝設(shè)備和生產(chǎn)的安全。如果閥門在信號中斷后處于打開位置，流體不中斷zui安全，則選用氣關(guān)閥；如果閥門在信號壓力中斷后處于關(guān)閉位置，流體不通過zui安全，則選用氣開閥。如加熱爐的燃料氣或燃料油管路上的調(diào)節(jié)閥，應(yīng)選用氣開閥，當(dāng)信號中斷后，閥自動(dòng)關(guān)閉，燃料被切斷，以免爐溫過高而發(fā)生事故；鍋爐進(jìn)水管路上的調(diào)節(jié)閥，應(yīng)選用氣關(guān)閥，當(dāng)信號中斷后，閥自動(dòng)打開，仍然向鍋爐內(nèi)送水，可以避免鍋爐燒干。

2 調(diào)節(jié)閥的流量特性

調(diào)節(jié)閥的流量特性是指介質(zhì)流過閥的相對流量 Q 與閥芯相對行程（閥門的相對開度）之間的函數(shù)關(guān)系：

Q=f（L）

當(dāng)調(diào)節(jié)閥兩端壓差 △P 保持不變時(shí)，閥的流量特性稱為固有流量特性。固有流量特性主要有直線、等百分比（對數(shù)）、拋物線和快開等 4 種類型，如圖 1 所示。

圖 1 閥的固有流量特性

在生產(chǎn)中閥的固有流量特性有直線、等百分比和快開 3 種。拋物線特性介于直線和等百比之間，一般用等百特性來代替?？扉_特性主要用于二位式控制。

在一般情況下，閥兩端壓差不可能永遠(yuǎn)保持不變，這時(shí)閥的固有流量特性就會發(fā)生畸變，閥在實(shí)際工作條件下的特性稱之為工作流量特性。這時(shí)在確定流量特性時(shí)要引人一個(gè)稱為閥阻比的系數(shù) S。

S=△P/Σ△P

Σ△P 為系統(tǒng)總壓差，是閥、全部工藝設(shè)備和管路系統(tǒng)上的各壓差之和。

從以下 3 個(gè)方面內(nèi)容對閥的工作流量特性進(jìn)行分析：

（1）從控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量方面分析對于一個(gè)簡單的控制系統(tǒng)，它是由控制對象、變送器、調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)閥幾個(gè)基本環(huán)節(jié)組成的，系統(tǒng)的總放大系數(shù) K=K1K2K3K4K5。

K1~K5 分別表示變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥、控制對象的放大系數(shù)。在負(fù)荷變動(dòng)的情況下，要使控制系統(tǒng)能保持預(yù)定的控制指標(biāo)，希望總放大系數(shù)在控制系統(tǒng)的整個(gè)操作范圍內(nèi)保持不變。一般來說，在一個(gè)確定的系統(tǒng)里，K1~K3 的系數(shù)是固定不變的，只有對象的放大系數(shù) K5 隨負(fù)荷的變化而變化，為此選擇適當(dāng)?shù)牧髁刻匦詠硌a(bǔ)償對象特性的變化，保證 K4K5 的乘積是個(gè)常數(shù)就保證了系統(tǒng)的總放大系數(shù) K 是個(gè)穩(wěn)定值。

（2）從工藝配管情況分析調(diào)節(jié)閥總是與管道、設(shè)備連在一起使用的，管道阻力的存在必然會使閥的工作特性與固有特性不同。所以，應(yīng)根據(jù)對象的特性，選擇合適的工作特性，再根據(jù)配管情況選擇相應(yīng)閥的固有流量特性?？紤]工藝配管情況時(shí)，可參照表 1 來選擇閥的固有特性。

從表 1 上看，當(dāng) S=1~0.6 時(shí)，所選固有流量特性和工作流量特性*。當(dāng) S ＜ 0.3 時(shí)，特性曲線畸變嚴(yán)重不宜控制。

（3）從負(fù)荷變化情況分析直線特性調(diào)節(jié)閥在小開度時(shí)流量相對變化量大，過于靈敏，容易引起振蕩，閥芯閥座易損壞，故在 S 值小、負(fù)荷變化幅度大的場合不宜采用。等百分比閥的放大系數(shù)隨閥門行程增大而增大，流量相對變化量恒定不變。

3 調(diào)節(jié)閥的口徑

調(diào)節(jié)閥口徑的確定是在計(jì)算閥流量系數(shù) CV 的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。流量系數(shù)的定義是指在閥門全開條件下，閥兩端壓差 △P 為 100kPa，流體密度 ρ=1g/cm3 時(shí)，通過閥的流體體積流量為 Q（m3/h），其節(jié)流公式為：

C 是一個(gè)比例系數(shù)，它與流量系數(shù)的關(guān)系是 m 倍，即 CV=mC。當(dāng)流量特性為直線型時(shí) m=1.63，當(dāng)流量特性為等百分比型時(shí) m=1.97。式（1）是當(dāng)測量介質(zhì)為液體時(shí)的計(jì)算方法，當(dāng)測量介質(zhì)為氣體時(shí)應(yīng)考慮溫度和壓力對介質(zhì)體積的影響，其 C 值的計(jì)算分 2 種情況：當(dāng)閥前后壓差 △P ＜ 0.5 倍的閥前壓力 P1，即 △P ＜ 0.5P1 時(shí)：

式（2）中 P2 為閥后壓力。

△P ≥ 0.5P1 時(shí)：

另外，當(dāng)介質(zhì)為過熱蒸汽時(shí)，計(jì)算 C 值要考慮蒸汽的過熱度。確定完 CV 值以后，要對調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行驗(yàn)算，要求zui大流量時(shí)閥開度 ≯ 90%，zui小流量時(shí)開度 ≮ 10%。在正常工況下，閥門開度應(yīng)在 15%~85% 之間。zui后根據(jù) CV 值確定調(diào)節(jié)閥口徑。

4 調(diào)節(jié)閥的材料和輔助裝置

調(diào)節(jié)閥的閥體一般選用鑄鐵材質(zhì)，其耐壓等級、使用溫度范圍、耐腐蝕等方面應(yīng)不低于對工藝管道的要求，但在介質(zhì)為易燃易爆的流體時(shí)應(yīng)作特殊考慮。閥芯、閥座材質(zhì)的選用應(yīng)考慮到流體中是否有固體顆粒產(chǎn)生的磨損和氣蝕作用對閥內(nèi)件的沖擊。一般對于非腐蝕性流體，常選用不銹鋼；對于腐蝕性較強(qiáng)的流體，可選用哈氏合金；對于沖擊、振動(dòng)、磨損嚴(yán)重的流體，可選用堆焊硬質(zhì)合金或噴涂材質(zhì)。另外當(dāng)操作介質(zhì)溫度 ＞ 200℃ 時(shí)，要選擇帶散熱片的上閥蓋。

調(diào)節(jié)閥的輔助裝置主要有閥門定位器、電磁閥、回訊開關(guān)、過濾減壓器、保位閥等。閥門定位器是調(diào)節(jié)閥的一個(gè)重要附件，常見的有氣動(dòng)閥門定位器和電氣閥門定位器 2 種。它主要用于：

1. 高壓差的場合； 

2. 高壓、高溫或低溫介質(zhì)的場合； 

3. 介質(zhì)中含有固體懸浮物或黏性流體的場合； 

4. 調(diào)節(jié)閥口徑較大的場合； 

5. 實(shí)現(xiàn)分程控制； 

6. 改善調(diào)節(jié)閥的流量特性。 

電磁閥的作用是快速地切斷和接通氣源，使閥處于*通、斷的位置，多用于安全放空閥?；赜嶉_關(guān)是需要在控制室實(shí)時(shí)監(jiān)測到閥位的信號才選用的。保位閥的選擇是根據(jù)工藝狀況，當(dāng)氣源切斷時(shí)，閥位要求保持在一定的位置上，但這種情況不多見。

5 結(jié)語

調(diào)節(jié)閥是自動(dòng)控制系統(tǒng)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，若選擇計(jì)算不準(zhǔn)確，使用維護(hù)不得當(dāng)，將直接影響控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量，甚至造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。為此，對調(diào)節(jié)閥的正確選用、安裝和維修等各項(xiàng)工作都必須高度重視。

隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，對氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的要求越來越高，這些要求包括：新結(jié)構(gòu)、新材料、高性能、與計(jì)算機(jī)通訊以及*的動(dòng)態(tài)性能等。因此，對新型調(diào)節(jié)閥的研究和學(xué)習(xí)是一項(xiàng)艱巨而重要的任務(wù)。

調(diào)節(jié)閥的選型

\

摘要：簡單介紹了調(diào)節(jié)閥的工作原理、調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)型式及選擇、調(diào)節(jié)閥的流量特性及選擇、調(diào)節(jié)閥口徑的計(jì)算及選擇、調(diào)節(jié)閥材質(zhì)的選擇。

關(guān)鍵詞：調(diào)節(jié)閥；流量特性；流量系數(shù)

1 前言

調(diào)節(jié)閥是工業(yè)生產(chǎn)過程中一種常用的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，它的作用就是按照調(diào)節(jié)器發(fā)出的控制信號的大小和方向，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)來改變閥門的開度以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)流體流量的功能，從而把生產(chǎn)過程中被調(diào)參數(shù)控制在工藝所要求的范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的白動(dòng)化。調(diào)節(jié)閥是自動(dòng)化控制系統(tǒng)中一個(gè)十分重要且*的組成部分，正確的選擇和使用調(diào)節(jié)閥，直接關(guān)系到整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量，直接影響生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。然而，自動(dòng)控制系統(tǒng)不能正常投人運(yùn)行的，有許多是由于調(diào)節(jié)閥的選型不當(dāng)造成的，因此，如何正確選擇合適的調(diào)節(jié)閥，必須引起我們每一位自動(dòng)化控制技術(shù)人員的高度重視。調(diào)節(jié)閥所反應(yīng)出來的問題大多集中在調(diào)節(jié)閥的工作特性和結(jié)構(gòu)參數(shù)上，如流通能力、公稱通徑及流量特性等。在這些參數(shù)中，流通能力更重要，它的大小直接反映調(diào)節(jié)閥的容覺，它是設(shè)計(jì)選型中的主要參數(shù)。因此，調(diào)節(jié)閥的選擇主要從以上幾個(gè)因素進(jìn)行考慮。本人根據(jù)工作中調(diào)節(jié)閥的選型經(jīng)驗(yàn)簡單介紹一下調(diào)節(jié)閥的選型原則及注意事項(xiàng)。

2 調(diào)節(jié)閥的工作原理

在有流體流動(dòng)的管道中，調(diào)節(jié)閥是一節(jié)流件，假設(shè)流體是不可壓縮且充滿管道，根據(jù)伯努利方程式和流體的連續(xù)性定律可知：通過閥門的體積流量 Qv 與閥門的有效流通截面積 A 和通過閥門前后的壓降 ΔP（ΔP=P1-P2）的平方根成正比，與流體的密度 ρ 和閥門的阻力系數(shù) ζ 的平方根成反比，即：

其中 n——為常數(shù)，C——調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)，又叫流通能力。

根據(jù)調(diào)節(jié)閥的流量方程式可得出如下結(jié)論：

（l）在流體的密度 ρ 和閥門上的壓降 ΔP 一定的情況下，調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù) C 與流量 Qv，C 值的大小反映了閥能通過的流量的大小。

（2）流量系數(shù) C 與流通面積 A 成正比，流通能力隨流通截面的增減而增減。

（3）流量系數(shù) C 與閥門的阻力系數(shù) ζ 的平方根成反比，增大閥門的阻力系數(shù) ζ 就是閥門的流通能力減小，如果閥門的口徑相同，則不同結(jié)構(gòu)的閥門閥門的阻力系數(shù) ζ 就不相同，流通系數(shù) C 也就不同。

3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式的選擇

調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式的選擇，應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中工藝條件（溫度、壓力、流量等）、工藝介質(zhì)的性質(zhì)（如粘度、腐蝕性、有無毒害等）、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求（調(diào)節(jié)范圍、泄漏量、噪音）以及防止調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象等因素綜合加以考慮。平常在我們實(shí)際使用中，應(yīng)用zui多的是普通單座調(diào)節(jié)閥、雙座調(diào)節(jié)閥、套筒調(diào)節(jié)閥、蝶閥等。一般來講，在流量小、壓差小、要求泄漏量小的場合，選擇單座調(diào)節(jié)閥即可滿足生產(chǎn)需要，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠；在流量大、壓差大、泄漏量要求不嚴(yán)格的場合，應(yīng)優(yōu)先考慮雙座調(diào)節(jié)閥；套筒調(diào)節(jié)閥zui適宜用在介質(zhì)壓差大、振動(dòng)大的場合；蝶閥適宜用于低壓狀態(tài)的空氣或其它氣體的壓力、流zui調(diào)節(jié)。

4 調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇

控制閥的流量特性是指流體流過閥門的相對流量和閥門的相對開度之間的關(guān)系，即：

Q/Q100=f（L/L100）

式中，Q/Q100——閥門在某一開度下的流量與全開時(shí)流量的比；L/L100——閥門在某一開度下的行程與全開時(shí)行程的比。

調(diào)節(jié)閥的流量特性一般常用的有如下四種：

（l）等百分比特性

等百分比特性也稱為對數(shù)特性，是指閥門的開度增加同樣的值時(shí)，通過的調(diào)節(jié)閥的流zui按照等百分比增加。調(diào)節(jié)閥在同樣開度變化值下，流量小時(shí)流量的變化也小，調(diào)節(jié)作用緩和平穩(wěn)；流量大時(shí)．流量的變化也大，調(diào)節(jié)作用靈敏而有效。等百分比特性的閥門在全行程閥門內(nèi)的控制精度時(shí)不變的。

（2）直線特性

直線特性是指調(diào)節(jié)閥的相對流量和相對開度的比值為常數(shù)。調(diào)節(jié)閥在同樣開度變化值下，流量小時(shí)流量的變化值相對較大，凋節(jié)作用較強(qiáng)，容易產(chǎn)生超調(diào)和引起振蕩；流量大時(shí)，流量的變化值相對較小，調(diào)節(jié)作用不夠靈敏。

（3）拋物線特性

拋物線特性是指調(diào)節(jié)閥的相對流量與相對開度的二次方根成正比。拋物線特性介于直線特性和等百分比特性之間，改善了直線特性在小開度時(shí)調(diào)節(jié)性能差的缺點(diǎn)。

（4）快開特性

快開特性是指調(diào)節(jié)閥在開度很小時(shí)流量就已經(jīng)較大，隨著開度增加，流量很快達(dá)到zui大值。

從調(diào)節(jié)閥的流量特性可以看出，調(diào)節(jié)閥的流量特性對選用調(diào)節(jié)閥有非常重要的意義，直接影響到自動(dòng)控制系統(tǒng)的質(zhì)量和穩(wěn)定性，因此必須正確合理選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性。在工程應(yīng)用中，我們選用zui多的是等百分比特性，對于壓差變化小、可調(diào)范圍小、開度變化小的場合，也可以選用直線特性的調(diào)節(jié)閥，V 型球閥一般選用拋物線特性。

5 調(diào)節(jié)閥口徑的選定

計(jì)算選定調(diào)節(jié)閥口徑的方法在工程中常用 C 值法，即流通能力法。首先根據(jù)工藝條件和調(diào)節(jié)要求選定閥門的結(jié)構(gòu)型式和流量特性，并且確定流量系數(shù) C 的計(jì)算方法和計(jì)算公式，然后把各項(xiàng)數(shù)值帶人計(jì)算公式計(jì)算出zui大流量下調(diào)節(jié)閥流量系數(shù) Cmax 值，然后在標(biāo)準(zhǔn)閥門額定 Cv 值表中選擇與 1.2Cmax 相近的 Cv 值，其對應(yīng)的閥徑即為所選擇調(diào)節(jié)閥的閥徑，zui后進(jìn)行噪聲和開度驗(yàn)算，在zui大流zui下一般調(diào)節(jié)閥的開度不超過 85%，zui小流量下開度不小于 20%，若驗(yàn)算結(jié)果滿意，閥門口徑就選定了，若驗(yàn)算結(jié)果不滿意，則應(yīng)從新選擇額定 Cv 值，再進(jìn)行驗(yàn)算，直到得到滿意的結(jié)果。

6 調(diào)節(jié)閥材質(zhì)的選擇

調(diào)節(jié)閥材質(zhì)的選擇主要是指兩個(gè)方面：一是閥體、閥蓋材質(zhì)的選擇，二是閥內(nèi)組件（閥桿、閥芯、閥座）材質(zhì)的選擇。閥體、閥蓋相當(dāng)于壓力容器，因此要求其必須能承受介質(zhì)的溫度、壓力和腐蝕，而閥內(nèi)組件主要起節(jié)流作用，對它的基本耍求是耐腐蝕、耐沖刷，這是調(diào)節(jié)閥材質(zhì)選擇的出發(fā)點(diǎn)。選擇調(diào)節(jié)閥的材質(zhì)必須把握兩個(gè)大的原則：一是要保證安全可靠，也就是根據(jù)工藝特性，選擇諸如耐高溫、耐低溫、耐高壓、耐汽蝕以及耐腐蝕的材質(zhì)；二是在滿足使用要求的前提下，還要考慮其性能、使用壽命和經(jīng)濟(jì)性。

7 結(jié)束語

調(diào)節(jié)閥的選擇是否合理關(guān)系到整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的好壞，直接影響到被調(diào)參數(shù)的是否滿足工藝要求，決定能否生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)合格的工藝產(chǎn)品，因此我們選擇調(diào)節(jié)閥時(shí)一定謹(jǐn)慎。1 概述

在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥是其常用的執(zhí)行器?？刂七^程是否平穩(wěn)取決于調(diào)節(jié)閥能否準(zhǔn)確動(dòng)作，使過程控制體現(xiàn)為物料能量和流量的精確變化。所以，要根據(jù)不同的需要選擇不同的調(diào)節(jié)閥。選擇恰當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)閥是管路設(shè)計(jì)的主要問題，也是保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)安全和平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵。

2 調(diào)節(jié)閥的組成

調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成，接受調(diào)節(jié)器或計(jì)算機(jī)的控制信號，用來改變被控介質(zhì)的流量，使被調(diào)參數(shù)維持在所要求的范圍內(nèi)，從而達(dá)到過程控制的自動(dòng)化。

2.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照驅(qū)動(dòng)形式分為氣動(dòng)、電動(dòng)和液動(dòng)3種。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作可靠，性能穩(wěn)定，價(jià)格低，維護(hù)方便，防火防爆等優(yōu)點(diǎn)，在許多控制系統(tǒng)中獲得了廣泛地應(yīng)用。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)雖然不利于防火防爆，但其驅(qū)動(dòng)電源方便可取，且信號傳輸速度快，便于遠(yuǎn)距離傳輸，體積小，動(dòng)作可靠，維修方便，價(jià)格便宜。液動(dòng)執(zhí)行器的推力zui大，調(diào)節(jié)精度高，動(dòng)作速度快，運(yùn)行平穩(wěn)，但由于設(shè)備體積大，工藝復(fù)雜，所以目前使用不多。執(zhí)行機(jī)構(gòu)不論是何種類型，其輸出力都是用于克服負(fù)荷的有效力（主要是指不平衡力和不平衡力矩、摩擦力、密封力及重力等有關(guān)力的作用）。因此，為了使調(diào)節(jié)閥正常工作，配用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)要能產(chǎn)生足夠的輸出力來克服各種阻力，保證高度密封和閥門的開啟。對執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力確定后。應(yīng)根據(jù)工藝使用環(huán)境要求，選擇相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。例如，對于現(xiàn)場有防爆要求時(shí)，應(yīng)選用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，且接線盒為防爆型。如果沒有防爆要求，則氣動(dòng)或電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都可選用，但從節(jié)能方面考慮，應(yīng)盡量選用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對于要求調(diào)節(jié)精度高，動(dòng)作速度快和運(yùn)行平穩(wěn)的工況，應(yīng)選用液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。綜合各類執(zhí)行器的特點(diǎn)，自動(dòng)控制系統(tǒng)普遍采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如結(jié)構(gòu)簡單、體積小的 ZAZ 直行程類及 ZAJ 角行程類，3610L（R） 型電子式及SKD型多轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。各類執(zhí)行機(jī)構(gòu)盡管在結(jié)構(gòu)上不*相同，但基本結(jié)構(gòu)都包括放大器、可逆電機(jī)、減速裝置、推力機(jī)構(gòu)、機(jī)械限位組件、彈性聯(lián)軸器和位置反饋等部件（圖 1）。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般需要與伺服放大器配套，接受調(diào)節(jié)器的信號，該信號經(jīng)過伺服放大器放大后轉(zhuǎn)換為三位繼電信號，控制可逆電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使閥開啟或關(guān)閉。

2.2 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

調(diào)節(jié)閥門是調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，它根據(jù)控制信號的要求而改變閥門開度的大小來調(diào)節(jié)流量，是一個(gè)局部阻力可以變化的節(jié)流元件。調(diào)節(jié)閥門主要由上下閥蓋、閥體、閥瓣、閥座、填料及壓板等部件組成。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，閥門主要的調(diào)節(jié)介質(zhì)為水和蒸汽等。在壓力比較低，使用情況單一的情況下，常用的調(diào)節(jié)閥有直通調(diào)節(jié)閥、三通調(diào)節(jié)閥和蝶閥等。

直通閥有直通單座閥和雙座閥之分。單座閥結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，關(guān)閉時(shí)泄漏量小，但由于閥座前后存在的壓差對閥瓣產(chǎn)生的不平衡力較大，所以適用于低壓差的場合，例如供水管或回水管中。雙座閥有兩個(gè)閥瓣閥座，在其關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)閥瓣的受力可部分抵消，閥瓣所受的不平衡力小，但是由于熱脹冷縮效應(yīng)，其同時(shí)關(guān)閉性較差，造價(jià)也較高，只適用于閥前后壓差較高但密閉要求不高的場合，例如供水或回水之間的壓差旁通閥。

三通閥有三個(gè)出入口與管道相連，總進(jìn)水量較恒定，適用于定水量系統(tǒng)中，并要求有固定的安裝方向，不宜反裝，不適于溫差較大場合。三通調(diào)節(jié)閥有合流閥與分流閥之分。合流閥是將來自兩個(gè)入口的流體混合至一個(gè)出口。分流閥則是將一個(gè)入口的流體分別由兩個(gè)口送出。

蝶閥結(jié)構(gòu)較簡單，由閥體、蝶板軸及軸封等部分組成，其行程為 0°~90°。蝶閥有兩位式控制和比例控制 2 種方式。蝶閥的特點(diǎn)是阻力損失小，體積小，質(zhì)量輕，安裝方便，并且開啟閥門和關(guān)閉閥門的允許壓差較大，但其調(diào)節(jié)性能和關(guān)閥密閉性能較差，通常用于壓差較大但調(diào)節(jié)性能要求不高的場所。除用作兩通閥外，還可以用兩個(gè)蝶閥組合，完成三通閥的功能。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，開/關(guān)型電動(dòng)蝶閥常用于冷水和熱水系統(tǒng)中，作為水路的連通和關(guān)斷控制。