过程控制调节阀的选择

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发布时间:2017年6月17日
摘要:主要阐述了调节阀的组成和分类,以及调节间的类型、执行机构、作用方式、流量特性等选择原则和方法,并对调节阎选择的方法、原则进行了分析。

    关键词:控制阀;调节阀;分类;选择;分析

    调节阀在过程控制中的作用是接受调节器或计算机的控制信号,改变被调介质的流量,使被调参数维持在所要求的范围内,从而达到生产过程的自动化。如果把自动调节系统与人工调节过程相比较,检测单元是人的眼睛,调节控制单元是人的大脑,那么执行单元是人的手和脚,调节阀就是人的手和脚。要实现对工艺过程某一参数如温度、压力、流量、液位等的调节控制,都离不开调节阀。因此正确选择调节阀在过程自动化中具有重要意义。

    1 调节阀的组成与分类

    调节阀又称控制阀,是执行器的主要类型,通过接受调节控制单元输出的控制信号,借助动力操作去改变流体流量。调节阀一般由执行机构和阀门组成。如果按其所配执行机构使用的动力,调节阀可以分为气动、电动、液动三种,即以压缩空气为动力源的气动调节阀,以电为动力源的电动调节阀,以液体介质(如油等)压力为动力的电液动调节阀,另外,按其功能和特性分,还有电磁阀、电子式、智能式、现场总线型调节阀等。调节阀的产品类型很
多,结构也多种多样,而且还在不断更新和变化。一般来说阀是通用的,既可以与气动执行机构匹配,也可以与电动执行机构或其他执行机构匹配。

    2 调节阀类型的选择

    2.1 调节阀的阀体类型选择阀体的选择是调节阀选择中最重要的环节。调节阀阀体种类很多,常用的有直通单座、直通双座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋转、蝶形、套筒式、球形等10种。在选择阀门之前,要对控制过程的介质、工艺条件和参数进行细心的分析,收集足够的数据,了解系统对调节阀的要求,根据所收集的数据来确定所要使用的阀门类型。在具体选择时,可从以下几方面考虑:

    (1)阀芯形状结构主要根据所选择的流量特性和不平衡力等因素考虑。

    (2)耐磨损性当流体介质是含有高浓度磨损性颗粒的悬浮液时,阀芯、阀座接合面每一次关闭都会受到严重摩擦。因此阀门的流路要光滑,阀的内部材料要坚硬。

    (3)耐腐蚀由于介质具有腐蚀性,在能满足调节功能的情况下,尽量选择结构简单阀门。

    (4)介质的温度、压力当介质的温度、压力高且变化大时,应选用阀芯和阀座的材料受温度、压力变化小的阀门。

    (5) 防止闪蒸和空化闪蒸和空化只产生在液体介质。在实际生产过程中,闪蒸和空化不仅影响流量系数的计算,还会形成振动和噪声,使阀门的使用寿命变短,因此在选择阀门时应防止阀门产生闪蒸和空化。

    2.2 调节阀执行机构的选择

    2.2.1 输出力的考虑

    执行机构不论是何种类型,其输出力都是用于克服负荷的有效力(主要是指不平衡力和不平衡力矩加上摩擦力、密封力、重力等有关力的作用)。因此,为了使调节阀正常工作,配用的执行机构要能产生足够的输出力来克服各种阻力,保证高度密封和阀门的开启。

    对于双作用的气动、液动、电动执行机构,一般都没有复位弹簧。作用力的大小与它的运行方向无关,因此,选择执行机构的关键在于弄清最大的输出力和电机的转动力矩。对于单作用的气动执行机构,输出力与阀门的开度有关,调节阀上的出现的力也将影响运动特性,因此要求在整个调节阀的开度范围建立力平衡。