調(diào)節(jié)閥的正確選型及應用

目前在自動控制領(lǐng)域中，一個工藝過程是否能滿足各項工藝控制指標，控制過程是否平穩(wěn)，超調(diào)量、衰減比、擾動是否在規(guī)定范圍內(nèi)，是否穩(wěn)、快、準，除了工藝設(shè)計合理，設(shè)備先進外，重要的一點就是調(diào)節(jié)閥能否根據(jù)主體的意識而準確動作，使過程主體的控制意識體現(xiàn)為物料能量和流量變化。在許多自動控制中，因為調(diào)節(jié)閥質(zhì)量不過關(guān)、流量特性差、滲漏大、動作不可靠而使自動控制失去了高品質(zhì)調(diào)節(jié)，給生產(chǎn)帶來了重大經(jīng)濟損失，并且增加了勞動強度。

因為調(diào)節(jié)閥安裝在工藝管道上，直接與操作介質(zhì)接觸，長期受到高溫、高壓、腐蝕和摩擦等惡劣工作條件的影響。所以，調(diào)節(jié)閥選擇的好壞，對系統(tǒng)控制作用關(guān)系很大。因此，正確合理的選擇、安裝調(diào)節(jié)閥就是顯得尤為重要。

1 調(diào)節(jié)閥的選擇

1.1 調(diào)節(jié)閥類型的選擇

主要是根據(jù)現(xiàn)場介質(zhì)的特點、控制要求、安裝環(huán)境等因素結(jié)合調(diào)節(jié)閥本身的流量特性和結(jié)構(gòu)而進行選擇，如表1所示。

表1調(diào)節(jié)閥種類及結(jié)構(gòu)特點

選用調(diào)節(jié)閥時還應考慮上閥蓋的形式和所用的填料。當使用工作溫度為-20℃~+250℃時，只需采用普通的結(jié)構(gòu)；當工作溫度為-50℃~+450℃時應采用閥蓋上有多層散熱片的散熱結(jié)構(gòu)。還有波紋管的波紋室封密閥蓋主要用于劇毒、易揮發(fā)、易滲透等重要介質(zhì)的場合。

調(diào)節(jié)閥常用的密封填料有聚四氟乙烯和石棉繩填料，雖然前者比后者昂貴但密封效果卻好得多。

氣開、氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥的選擇應根據(jù)當氣源信號壓力中斷時，調(diào)節(jié)閥處打開或關(guān)閉的位置對工藝生產(chǎn)所造成危害的大小而定。若閥門處于打開位置時危害性小則選用氣關(guān)式。動作過程為：有氣則關(guān)閉，無氣則開啟；若閥門處于關(guān)閉位置時危害性小則選用氣開式，動作過程為：有氣則開，無氣則關(guān)。

2.2 調(diào)節(jié)閥口徑的選擇

在進行自動化技術(shù)改造時，閥門口徑可以依據(jù)等截面積的原則來考慮，依據(jù)手工操作時閥門口徑多大，及開啟圈數(shù)多少估計開啟面積，然后選用在正常工況下具有相同開啟面積的調(diào)節(jié)閥。在進行新裝置設(shè)計時通常是按流通能力C值來確定閥門口徑。

常用方法有兩種。

①依據(jù)實際的zui大流量Qmax算出相應的流通能力Cmax，然后從產(chǎn)品系列中選取稍大于Cmax的C值及相應的閥門口徑，選取時應留必要的余地，zui后對實際zui大流量Qmax時的閥門開度進行驗算：在Qmax時開度應不大于90%。

②更實用的途徑是按常用流量算出相應的流通能力Cvc。選用閥門的C值應使Cvc/C在0.25~0.8之間，即按常用流量Cvc值乘以（4~1.25），一般Cvc/C=0.5為相宜。當工作特性為對數(shù)特性時可更小些。

2.3 調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇

2.3.1 從調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)分析

考慮原則：適當選擇調(diào)節(jié)閥的特性，以閥放大系數(shù)的變化來補償調(diào)節(jié)閥對象放大系數(shù)的變化，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)總的放大系數(shù)保持不變的控制效果，如圖1所示。

圖1 控制效果

2.3.2 工藝配管情況分析

在生產(chǎn)現(xiàn)場，調(diào)節(jié)閥總與管道設(shè)備連在一起使用，必然存在阻力，調(diào)節(jié)閥的工作流量特性與理想流量特性不同。因此，首先應按控制系統(tǒng)的特點

表2工藝配管中調(diào)節(jié)閥的特性

注：S表示閥全開時的壓差與系統(tǒng)總壓差的價值。

選擇希望得到的工作特性，然后考慮工藝配管情況來選擇相應的理想特性。表2可供參考。

2.3.3 從負荷變化情況分析

直線閥在小開度時流量變化大，調(diào)節(jié)過于靈敏，容易引起振蕩，因此在S小負荷變化大的場合不宜使用；等百分比閥的放大系數(shù)隨閥門行程增加而增大，流量相對變化是恒定不變的，因此它適用于負荷變化幅度大的場合，快開特性閥一般用于雙位調(diào)節(jié)和程序控制的場合。

3 調(diào)節(jié)閥的安裝

調(diào)節(jié)閥使用中的合理安裝，將保證他在控制系統(tǒng)中起到良好的控制作用。調(diào)節(jié)閥的安裝，一般要注意以下幾點。

①調(diào)節(jié)閥應當垂直安裝在水平管道上，若必須傾斜或水平安裝時應增加支撐。閥的前后應有大于10倍管徑長度的直管道。

②流體的流向應與閥體上的標志一樣。

③安裝地點應便于維修，并設(shè)有旁路如圖2所示，圖2中兩個切斷閥門與調(diào)節(jié)閥安裝在一跟管線上，缺點是難于裝卸，占用空間大。圖3安裝方式布 置比較緊湊、占空間小，便于裝卸。

圖3 調(diào)節(jié)閥的安裝

④當調(diào)節(jié)閥口徑小于管道口徑時，應采用錐形管相接（一般為使閥的控制作用明顯，管道口徑都大于調(diào)節(jié)閥的口徑。）

⑤在環(huán)境溫度較低的情況下工作時，調(diào)節(jié)閥應加伴熱管。

因為，調(diào)節(jié)閥的選擇和安裝是兩個非常緊密的過程，不是相互獨立存在的。要使一個調(diào)節(jié)閥達到調(diào)節(jié)效果，就一定要在合理選擇調(diào)節(jié)閥的基礎(chǔ)上正確安裝，這樣才能達到理想效果。由于現(xiàn)場環(huán)境是非常復雜多變的，為了使調(diào)節(jié)閥能夠zui大程度的滿足調(diào)節(jié)要求。一定要認真分析現(xiàn)場條件，合理選擇和正在安裝調(diào)節(jié)閥。這樣才能保證生產(chǎn)的順利進行。可見在現(xiàn)場使用中，調(diào)節(jié)閥的安裝與調(diào)節(jié)閥的選擇同樣重要。