如何正確選用、安裝自動控制回路中的氣動調(diào)節(jié)閥

崔海亮

[摘要]主要從調(diào)節(jié)閥的類型、工作流量特性的選擇、材質(zhì)等方面介紹調(diào)節(jié)閥的選用和安裝注意事項，并結(jié)臺實際提出合理建議。

[關(guān)鍵詞]選用安裝氣動調(diào)節(jié)閥

中國分類號：TH13文獻標識碼：A文章編號：1671—7597(2009)0620032-01

隨著生產(chǎn)過程自動化的快速發(fā)展，用來控制過程壓力、溫度、流量、液位等參數(shù)的過程控制系統(tǒng)已遍及各個行業(yè)，在一個自動控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥是最終的執(zhí)行器，它的正確選型與安裝，直接關(guān)系著控制回路的調(diào)節(jié)品質(zhì)。關(guān)系著各種介質(zhì)的質(zhì)量及安全生產(chǎn)指標。若調(diào)節(jié)閥選擇或安裝不當，輕者會造成調(diào)節(jié)閥腐蝕、振動、內(nèi)漏等導致使用壽命縮短、工作可靠性下降。嚴重時會造成系統(tǒng)不能正常工作。全線停車，極易造成生產(chǎn)事故。在選擇調(diào)節(jié)閥時，不僅僅要重視閥的口徑的計算，還必須要根據(jù)介質(zhì)成分、溫度、密度、腐蝕性等來確定閥的結(jié)構(gòu)形式和材質(zhì)。在調(diào)節(jié)閥引起的事故中，絕大部分不是計算錯誤，而是在閥的選型(結(jié)構(gòu)類型、流量特性、材質(zhì)選擇)和安裝不當造成的。因此如何選擇和安裝好調(diào)節(jié)閥，使其在相對理想的狀態(tài)下工作將是一個關(guān)鍵問題。

一、氣動調(diào)節(jié)閥的正確選型

氣動調(diào)節(jié)閥的選型一般要從以下幾個方面進行考慮：

(一)選擇合適的調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)和類型

氣動調(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)分為直通單座閥、直通雙座閥、套筒閥、角形閥、隔膜閥、蝶閥、球閥等。作為使用者，必須知道這些產(chǎn)品的特點和使用注意事項。

1直通單座調(diào)節(jié)閥：該閥具有泄漏量小、流路復雜、允許壓差校、結(jié)構(gòu)簡單，流量特性好的特點。適用于工作壓差校、泄露要求嚴的場所，但小規(guī)格的閥也可用于壓差大的場所，該類型閥門應(yīng)用廣泛。

2直通雙座調(diào)節(jié)閥：與單座閥相反，適用于泄漏要求不嚴、工作壓差大的場合，也是應(yīng)用最廣泛的閥之一。

3套筒閥：套筒閥有單密封和雙密封兩種，分別相當于單座閥和雙座閥所適宜的場合，套筒閥具有穩(wěn)定性好、拆裝方便、低噪聲的特點，因為價格比直通閥貴，還需專門的纏繞密封，應(yīng)用次于直通閥廣泛。

4隔膜閥：流路簡單，隔膜可用耐腐蝕材料如PTFE或PFA制作，因此更適用于強酸、強堿等強腐蝕介質(zhì)的控制，調(diào)節(jié)性能比直通閥差。

5蝶閥：適用于大口徑、低壓差的場合，當口徑大于200mm時，通常采用蝶閥，該閥的調(diào)節(jié)性能和關(guān)閥密閉性較差，通常用于調(diào)節(jié)性能要求不高的長河。

6球閥：分為0形球閥和v形球閥，O形球閥適用于兩位切斷場所，v形球閥具有近似等百分比的調(diào)節(jié)特性，因此，在腐蝕性場所，通常用村四氟變化清情況選擇流量特性v形球閥來替代直通閥，價格更便宜。

(二)根據(jù)介質(zhì)的化學特性，選擇合適的調(diào)節(jié)閥材質(zhì)

1閥體材質(zhì)的選擇：閥體耐壓等級、使用溫度、耐腐蝕性能等方面不低于工藝連接管道的要求，一般選用鑄鐵材質(zhì)。

2閥內(nèi)件材質(zhì)選擇：非腐蝕性流體一般選用不銹鋼材質(zhì)，腐蝕性流體采用哈氏合金。要求泄漏量小時應(yīng)選用軟密封，如：四氟、橡膠等。

3耐腐蝕材料的選擇：選擇襯里材質(zhì)時，流體的溫度、壓力、濃度需滿足該材質(zhì)的適用范圍，并考慮閥動作時的機械沖擊。真空閥的內(nèi)襯不宜用橡膠、FTFE等，但可用改性聚四氟乙烯。

(三)根據(jù)工藝對象，選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性

調(diào)節(jié)閥的流量特性包括理想流量特性和工作流量特性，理想流量特性是指在調(diào)節(jié)閥進出口壓差固定不變的情況下的流量特性，有直線、等百分比、拋物線和快開四種特性。在實際系統(tǒng)中，閥門兩側(cè)的壓降并不固定，這種情況下調(diào)節(jié)閥的流量和相對開度之問的關(guān)系，稱為工作流量特性。流量特性的選擇在一般工程上都采用經(jīng)驗法，因為通過數(shù)學計算的方法既復雜又費事。經(jīng)驗法一般從下面幾個方面考慮：

1從自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量考慮

根據(jù)自動控制原理的特性補償原理，為了使系統(tǒng)保持良好的調(diào)節(jié)質(zhì)量，總希望開環(huán)放大系數(shù)與各環(huán)節(jié)放大系數(shù)之積為常數(shù)。適當選擇閥的特性，用閥的放大系數(shù)變化來補償對象放大系數(shù)的變化，從而使系統(tǒng)的總放大系數(shù)保持不變。

2根據(jù)負荷變化情況選擇流量特性

直線閥在小開度時流量變化大，調(diào)節(jié)過于靈敏，易振蕩。在大開度時，調(diào)節(jié)作用又顯得緩慢，易造成調(diào)節(jié)不及時、不靈敏。因此負荷變化大的場合不適合采用直線流量特性的閥門。等百分比閥在接近關(guān)閉時工作緩和平穩(wěn)，在接近全開時放大系數(shù)大，靈敏有效，適用于負荷變化太的場合，也是最常用的流量特性?？扉_特性閥在行程較小時流量就較大，隨著行程的增大，流量很快達到最大，一般適用于雙位調(diào)節(jié)和程序控制的長河。

3根據(jù)調(diào)節(jié)對象的特性決定閥的流量特性

一般有自平衡能力的調(diào)節(jié)對象都可以選擇等百分比流量特性的調(diào)節(jié)閥，不具有自平衡能力的調(diào)節(jié)對象則選擇直線流量特性的調(diào)節(jié)閥。

二、調(diào)節(jié)閥的安裝注意事項

1安裝前應(yīng)先對閥門進行校驗，并在完成管道吹掃后安裝。

2調(diào)節(jié)閥應(yīng)垂直、正立安裝在水平管道上，在閥的前后管道上應(yīng)有永久性支架。

3必須按照閥門標定的流向安裝，安裝時應(yīng)避免較大的應(yīng)力，環(huán)境惡略時，應(yīng)注意閥門的防塵、防水等。

4入口直管段應(yīng)盡量長，對于小口徑閥門，應(yīng)大于10倍管道通徑，出口直管段應(yīng)由3到5倍管道通徑的長度。

5調(diào)節(jié)閥配管應(yīng)組合緊湊，上、下部分應(yīng)有足夠的操作、維護空間，配管通徑盡量與法的通徑一致，連接方式應(yīng)依照說明書。

三、結(jié)束語

調(diào)節(jié)閥是自動控制系統(tǒng)中一個重要的環(huán)節(jié)，所以對調(diào)節(jié)閥的選型、安裝、維護等各項工作必須高度重視。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，對調(diào)節(jié)閥的要求也越來越高，對新型調(diào)節(jié)閥的研究和學習是一項艱巨而重要的工作。