化工自動(dòng)控制過程中氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選擇與應(yīng)用

朱萍(浙江工程設(shè)計(jì)有限公司 浙江 杭州)

在我國科技水平的進(jìn)步之下，我國化工生產(chǎn)自動(dòng)化也得到了迅速的推廣，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)流量、壓力、液位與溫度的精確控制，在化工自動(dòng)控制系統(tǒng)之中，調(diào)節(jié)閥屬于一個(gè)重要的執(zhí)行器，其型號(hào)與安裝質(zhì)量對(duì)于調(diào)節(jié)回路的調(diào)節(jié)品質(zhì)有著重要的影響，如果調(diào)節(jié)閥的選擇和應(yīng)用不當(dāng)，就會(huì)嚴(yán)重威脅到調(diào)節(jié)閥的使用壽命，情況嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生停車事故。

在工業(yè)自動(dòng)化程度的發(fā)展下，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥作為一種良好的執(zhí)行機(jī)構(gòu)也得到了廣泛的使用，該種調(diào)節(jié)閥有著動(dòng)作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特征，對(duì)于保障系統(tǒng)安全運(yùn)行有著十分重要的意義，下面就針對(duì)化工自動(dòng)控制過程中氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選擇與應(yīng)用進(jìn)行深入的分析。

一、化工自動(dòng)控制過程中氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選擇

1.調(diào)節(jié)閥類型與結(jié)構(gòu)的選擇

根據(jù)其行程的不同，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥能夠分為兩種不同的類型，即直行程與角行程，根據(jù)結(jié)構(gòu)來分，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥能夠分為蝶閥、角形閥、套筒閥、球閥、隔膜閥、直通單座閥等類型。

其中，直通單座調(diào)節(jié)閥是使用過程中泄漏量最小的調(diào)節(jié)閥，流量性能理想，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠用于泄漏要求嚴(yán)格的區(qū)域中，但是其流路卻相對(duì)復(fù)雜，這也在一定程度上限制了其使用范圍。

直通雙座調(diào)節(jié)閥是與直通單座調(diào)節(jié)閥相反的一種調(diào)節(jié)閥，對(duì)于泄漏并無嚴(yán)格的要求，適宜用在工作壓差大的區(qū)域中，目前，直通雙座調(diào)節(jié)是我國應(yīng)用范圍最為廣泛的一種調(diào)節(jié)閥。

套筒閥能夠分成兩種類型，即雙密封套筒閥與單密封套筒閥，套筒閥有著良好的穩(wěn)定性，噪聲低、拆裝方便，但是其價(jià)格相對(duì)較高，維修要求也較高，因此，使用范圍也受到了一些限制。

隔膜閥的流路簡(jiǎn)單，其生產(chǎn)使用的也是耐腐蝕性較高的PTFE與PFA，很適合應(yīng)用在強(qiáng)堿或者強(qiáng)酸環(huán)境中，但是調(diào)節(jié)性能相對(duì)較差。

2.調(diào)節(jié)閥材質(zhì)的選擇

調(diào)節(jié)閥的使用對(duì)于耐腐蝕性能、耐壓等級(jí)與溫度都有著近乎苛刻的要求，因此，目前的調(diào)節(jié)閥多使用鑄鐵材質(zhì)，這就能夠有效提升調(diào)節(jié)閥的耐腐蝕性能與抗壓強(qiáng)度；在調(diào)節(jié)閥內(nèi)部元件材質(zhì)上，多使用不銹鋼材質(zhì)，如果系統(tǒng)對(duì)于泄漏量的要求不大，則可以選擇軟密封，如果系統(tǒng)對(duì)于泄漏量的要求較高，就需要使用哈氏合金。

在耐腐蝕材料的選擇上，需要綜合考慮液體濃度、溫度與壓力，并結(jié)合機(jī)械沖擊進(jìn)行選擇。

3.氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的工作原理與優(yōu)勢(shì)

（1）氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的工作原理分析

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的動(dòng)力源是壓縮控制，執(zhí)行器為氣缸，能夠借助電氣閥門的電磁閥、轉(zhuǎn)換器、定位器、保位閥等部件來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)閥門的作用，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于開關(guān)的比例式調(diào)節(jié)，繼而利用各類控制信號(hào)來完成管道介質(zhì)溫度、壓力、流量及其他參數(shù)的設(shè)置。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥有著反應(yīng)迅速、控制簡(jiǎn)單、本質(zhì)安全的特征，不需要再另外設(shè)置防爆裝置。在氣室有一定的壓力信號(hào)后，薄膜就會(huì)出現(xiàn)推力，拉動(dòng)推力盤、閥桿、推桿、壓縮彈簧、閥芯的移動(dòng)，在閥芯離開閥座之后，壓縮空氣就會(huì)流通起來，在信號(hào)壓力到了某個(gè)定值之后，閥門就會(huì)維持在相應(yīng)開度上。

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥使用可靠性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在運(yùn)行的過程中也不會(huì)出現(xiàn)電火花，因此，其應(yīng)用范圍十分的廣泛，也能夠應(yīng)用在有防爆需求的輸油站中。

二、調(diào)節(jié)閥流量特性分析

調(diào)節(jié)閥的流量特性包括工作流量與理想流量?jī)煞N狀態(tài)，在進(jìn)口與出口壓差一直的狀態(tài)下，經(jīng)過調(diào)解閥的流量就是理想流量，這種理想流量有著直線、拋物線、快開、百分比的特征。

在調(diào)節(jié)質(zhì)量方面，化工自動(dòng)控制過程主要依賴特性補(bǔ)償原理進(jìn)行生產(chǎn)，系統(tǒng)的生產(chǎn)對(duì)于調(diào)節(jié)閥的特性有嚴(yán)苛的規(guī)定，基于這一因素，在進(jìn)行選擇時(shí)，必須要詳細(xì)的分析調(diào)節(jié)閥放大系數(shù)，防止調(diào)節(jié)系數(shù)出現(xiàn)變化。

在流量特性方面，調(diào)節(jié)閥在使用過程中會(huì)出現(xiàn)流量的變化，這就很容易引發(fā)震蕩問題，在實(shí)施大開度操作時(shí)，調(diào)節(jié)閥會(huì)出現(xiàn)緩慢狀態(tài)，很容易出現(xiàn)調(diào)節(jié)不及時(shí)與調(diào)節(jié)不靈敏的情況，考慮到這一因素，直線流量調(diào)節(jié)閥不宜用于變化大的系統(tǒng)中。

三、調(diào)節(jié)閥安裝時(shí)的注意事項(xiàng)

在安裝調(diào)節(jié)閥前，需要對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行仔細(xì)、詳盡的分析，在管道完全清理干凈之后，方可進(jìn)行安裝，在安裝過程中，需要保持垂直或者直立狀態(tài)，同時(shí)，還需要在調(diào)節(jié)閥前后位置中設(shè)置好支架，保證調(diào)節(jié)閥工作的安全性與穩(wěn)定性。此外，在安裝的過程中，還需要分析流向問題，為了保障安裝質(zhì)量，應(yīng)該在應(yīng)力較小的情況下安裝，若安裝環(huán)境惡劣，就必須要做好相關(guān)的防塵措施與防水措施，同時(shí)，還要保障入口位置直管段長(zhǎng)度符合標(biāo)準(zhǔn)需求，若安裝需要小口徑閥門，就需要嚴(yán)格的遵照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行，一般情況下，出口位置直管段需要比閥門直徑大3到5倍。在安裝時(shí)，還要留出足夠的空間，以便利于后續(xù)的維護(hù)與操作，并控制好管道通徑，在選擇管道連接方式時(shí)，應(yīng)該綜合分析到各類影響因素。

結(jié)語

總而言之，調(diào)節(jié)閥是化工自控控制回路的重要部件，調(diào)節(jié)閥的選型、安裝以及維護(hù)工作都會(huì)影響到化工系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，工作人員必須要嚴(yán)格遵循相關(guān)的安裝制度，綜合分析各類因素來選擇調(diào)節(jié)閥。在科技水平的發(fā)展之下，化工自動(dòng)控制對(duì)于調(diào)節(jié)閥也提出了更高的要求，這就需要對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行深入的研究，不斷提升調(diào)節(jié)閥使用的可靠性與穩(wěn)定性。

[1]高進(jìn).化工自動(dòng)控制過程中氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選擇與應(yīng)用[J].化工自動(dòng)化及儀表,1997(02).

[2]蘭林,陳朝,崔新輝,邊朝朝,龍冕,梁金武,胡震,張?jiān)瀑F,夏松生,蔣慶,齊軍.調(diào)節(jié)閥檢修重點(diǎn)及故障處理[J].自動(dòng)化應(yīng)用.2011(07).

[3]王惠芳,李智光,張愛輝,劉慧敏,張二征.技能大賽中氣動(dòng)薄膜控制閥的組裝與校驗(yàn)[J].河北化工.2010(02).

[4]劉瑞慶,黃興國.淺談LB2000型電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的污染控制[J].甘肅科技縱橫.2009(05).