石油化控制閥選型設(shè)計規(guī)范國內(nèi)石油石化企業(yè)朝著大型化,、一體化、智能化和清潔化等方向發(fā)展的同時,，要求控制系統(tǒng)從工廠生產(chǎn)操作,、管理、維護的角度出發(fā),，具有開放性,、高可靠性、互操作性和易維護性,。智能化的要求使石油石化企業(yè)加大了自動化控制設(shè)備的投入,，生產(chǎn)過程控制需要大量控制閥及其預(yù)測性維護，以實現(xiàn)過程強化,、功能安全和能效管理,。
    控制閥（亦稱調(diào)節(jié)閥）作為控制回路的終端執(zhí)行元件凸顯重要，同時也是長期以來技術(shù)比較薄弱的短板,。存在的主要問題：品種多,、規(guī)格多、參數(shù)多,，不便于選型,、安裝、維護,、管理；維持性能差,、可靠性差,、耐用性差，不適應(yīng)過程控制要求,；技術(shù)研發(fā)緩慢,，難以應(yīng)對苛刻工況應(yīng)用以及特種需求；體積大,、噪聲大,、耗能大,，不符合環(huán)保和能源戰(zhàn)略等。
需求牽引,，技術(shù)推動,。控制閥制造業(yè)隨過程控制的快速發(fā)展而發(fā)展,，也使控制閥市場整體業(yè)務(wù)得以保持穩(wěn)定和高速增長趨勢,，同時、國內(nèi)競爭加劇,，控制閥生產(chǎn)商紛紛組合品牌,、整合技術(shù)優(yōu)勢，為滿足石油石化工業(yè)不斷增長的應(yīng)用需求,，引入*制造技術(shù),，研發(fā)應(yīng)用于高溫、高壓差,、多相流,、顆粒沖刷和磨損等苛刻工況以及大口徑的控制閥產(chǎn)品和大推力、大扭矩的執(zhí)行機構(gòu),，旨在推出具有控制閥預(yù)測性維護的數(shù)字解決方案,，完善從設(shè)計選型定制到調(diào)試檢維修的全過程技術(shù)服務(wù)。

一,、石油化控制閥選型設(shè)計規(guī)范標準化
    工業(yè)發(fā)展歷程證明：發(fā)展產(chǎn)業(yè),，必須要有相應(yīng)的標準化作為支撐條件。標準先行,，控制閥制造業(yè)亦不例外,。標準用來衡量產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)不同廠商間協(xié)調(diào)和信息交換,，在確定技術(shù)體制,、促進技術(shù)融合、加強科學(xué)管理,、提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面發(fā)揮重要作用,，并日趨化。
   名為“工業(yè)過程測量和控制”,，任務(wù)是制定工業(yè)過程測量和控制系統(tǒng)與系統(tǒng)元件的標準,，協(xié)調(diào)影響測量和控制系統(tǒng)匹配的有關(guān)標準化工作。負責工業(yè)過程控制閥的標準制定工作,，任務(wù)是為工業(yè)過程控制用的各種控制閥閥體組件,、執(zhí)行機構(gòu)和定位器制定基本要求、端面距和相關(guān)尺寸,、額定壓力,、泄漏和其他性能要求,、尺寸計算方法和評定方法方面的標準。
  中國石油石化行業(yè)的標準化工作開展比較早,，但在控制閥設(shè)計上習慣采用美國ANSI/ISA標準及API標準,，而實際上美標的控制閥流量計算、阻塞流公式,、泄漏等級和試驗都已符合或等效IEC相關(guān)控制閥標準,。
    中國于2001年開始全面采用標準，對于工業(yè)過程控制閥標準先是等效《石油化工自動化儀表選型設(shè)計規(guī)范》也對控制閥的設(shè)計做了規(guī)范要求,。另一方面,，國內(nèi)控制閥制造廠商在生產(chǎn)中采納標準的很有限，因而符合控制閥標準的產(chǎn)品不多,。盡管如此,，近年來中國工業(yè)過程控制閥的標準化工作還是有了實質(zhì)性的進展，進步很大,，等同和等效IEC　60534標準有利于中國控制閥的產(chǎn)品研發(fā),、提高技術(shù)含量和市場拓展。

二,、石油化控制閥選型設(shè)計規(guī)范*制造技術(shù)
    控制閥制造涉及產(chǎn)品設(shè)計,、材料選擇、生產(chǎn)計劃,、生產(chǎn)過程,、質(zhì)量保證、市場營銷和技術(shù)服務(wù)的一系列工作,?？刂崎y歷史可追溯到1880年，相當長時間內(nèi)的制造技術(shù)和裝備器具很落后,，蹣跚在機械加工與裝配過程的狹義制造中,。近年來，隨著工業(yè)技術(shù)大環(huán)境改變,，*制造技術(shù)迫切希望進入控制閥制造領(lǐng)域,。多數(shù)廠商都在運用*制造工藝，投用生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)和數(shù)控機床實現(xiàn)加工自動化,，采用壓鑄,、全模等高效精密成型技術(shù)、高精度磨床的高效高精度加工工藝,、表面改性和涂層的特種加工及材料改性技術(shù)，生產(chǎn)出精良,、可用,、可靠的高質(zhì)量產(chǎn)品———從微小流量控制閥到超大通徑控制閥,；從傳統(tǒng)單座閥型到偏心旋轉(zhuǎn)閥型、V型球閥,、軸流閥,；從防喘振、抗空化氣蝕,、耐磨蝕控制閥到高溫高壓特種控制閥,、控制閥；從大推力的氣動執(zhí)行機構(gòu)到快速響應(yīng)的電動執(zhí)行機構(gòu),；從保證過程安全的緊密關(guān)閉到保證環(huán)境的超低泄漏等,。控制閥與石油石化過程控制的發(fā)展同步進行,，形成了全過程,、大范圍、高參數(shù)的產(chǎn)品,，基本滿足了石油石化生產(chǎn)的控制要求,。
 在*設(shè)計技術(shù)方面，計算機輔助數(shù)字化設(shè)計和快速設(shè)計技術(shù)改變了控制閥設(shè)計落后的局面,。面對產(chǎn)品整體,，這些模塊化設(shè)計的控制閥體現(xiàn)在產(chǎn)品系統(tǒng)的標準化、組合化,，結(jié)構(gòu)合理,，部件優(yōu)化。以控制閥兩大組成部分（執(zhí)行機構(gòu)和閥）及附件為出發(fā)點進行功能分析,，劃分出功能模塊,，并使有限多的模塊實現(xiàn)功能化、通用化,。
    控制閥綠色設(shè)計也初步展開,，通過金屬波紋管或膜片密封實現(xiàn)閥桿環(huán)徑零泄漏或設(shè)計特殊結(jié)構(gòu)填料以滿足環(huán)保要求，或從產(chǎn)品自身全生命周期的綠色考慮以滿足要求,。

三,、石油化控制閥選型設(shè)計規(guī)范智能控制閥應(yīng)用
    控制閥是控制回路的終端執(zhí)行元件，接受控制指令并由閥門定位器自身閉合回路實現(xiàn)閥位的反饋控制,。閥門定位器作為控制閥的重要附件,，長期采用機械式的模擬技術(shù)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜,、功能單一且故障率高,，也使控制閥整體性能降低，通常不能實現(xiàn)有效控制。
    石油石化裝置在控制系統(tǒng)及測量儀表領(lǐng)域*實現(xiàn)數(shù)字化,、智能化后,，控制閥成為控制回路中的薄弱環(huán)節(jié)，嚴重制約了過程控制的發(fā)展,。近年來,，以智能電氣閥門定位器為核心的控制閥數(shù)字解決方案，極大地提高了控制閥的使用性能,，使之發(fā)生了質(zhì)的飛躍,，進而成為工業(yè)現(xiàn)場的智能控制閥設(shè)備。
    智能閥門定位器是新一代高性能的電氣閥門定位器,，采用在板微處理器,、應(yīng)用軟件和功能模塊，可實現(xiàn)定位功能的自校準,、自適應(yīng),、閥位控制和控制閥的在線自診斷及離線測試，本機顯示或附加更多功能,，數(shù)字通信和集成到控制系統(tǒng)/資產(chǎn)管理系統(tǒng),，還具有免維護運行特征。
    控制閥制造廠商在研發(fā)智能電氣閥門定位器時,，主要是為該公司的控制閥產(chǎn)品配套,，也考慮到遵從相關(guān)的閥門定位器與控制閥連接的標準或行業(yè)標準，使不同廠商的閥門定位器與控制閥/執(zhí)行機構(gòu)之間組合連接成為可能,；而在設(shè)計上都是基于定位功能的自校準,、自適應(yīng)、閥位控制和執(zhí)行機構(gòu)性能的自診斷功能及免維護運行,，且不斷融入新的功能,。

四、石油化控制閥選型設(shè)計規(guī)范預(yù)測性維護
    預(yù)測性維護注重動態(tài)管理和監(jiān)測以及設(shè)備良好運行的可持續(xù)性,。發(fā)展控制閥預(yù)測性維護,，實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)自校準、自適應(yīng),、狀態(tài)監(jiān)測,、在線動態(tài)特性分析和設(shè)備故障診斷，在控制閥還沒有產(chǎn)生故障前通過計算機輔助故障識別和診斷技術(shù)以及廣義專家系統(tǒng)對狀態(tài)參數(shù)預(yù)測可能出現(xiàn)的情況和預(yù)期的時間,，通過預(yù)測控制閥設(shè)備的功能安全和時間依存性來進行維護,。
    石油石化超大裝置的管控一體化及資產(chǎn)管理系統(tǒng)促進了控制閥預(yù)測性維護的技術(shù)發(fā)展。隨著智能電氣閥門定位器的深入研發(fā),，所需的狀態(tài)監(jiān)測和診斷功能逐漸轉(zhuǎn)移到控制閥本機設(shè)備上的診斷體系,。利用智能電氣閥門定位器自帶閥位（行程）,、輸出、氣源等參量傳感器直接進行狀態(tài)監(jiān)測,，以故障識別,、邏輯思維推理,、魯棒性的廣義專家系統(tǒng)進行在線預(yù)測性維護,，提升并維持了性能，減少了運行故障和提高了使用壽命,，對石油石化裝置有顯著的經(jīng)濟效益,。

五、石油化控制閥選型設(shè)計規(guī)范空化及損害的評估與預(yù)防
    控制閥苛刻工況應(yīng)用是石油石化過程控制重點關(guān)注的技術(shù)問題,，控制閥液體流體應(yīng)用時發(fā)生的空化會對閥內(nèi)件和閥體及閥后管件造成很大破壞,，嚴重影響控制閥的工作性能和使用壽命，會加劇噪聲,、振動,，構(gòu)成安全隱患?？栈皳p害的評估長期止步不前,，抗空化氣蝕方案多限于計算復(fù)雜、加工難度大,、應(yīng)用局限大的迷宮式閥內(nèi)件,。
基于經(jīng)驗指數(shù)的西格瑪方法難以指導(dǎo)普遍性問題。近年來,，在對控制閥液體流體應(yīng)用時發(fā)生的空化及損害的評估和防治上有了技術(shù)突破,。根據(jù)實時測試閥門空化氣蝕程度的方法研究，通過聲壓級測試和材料測試建立相關(guān)性,，獲得更精確的信息,，取得了開拓性進展。能夠指導(dǎo)控制閥廠家有效評估控制閥的空化及損害,，進而基本掌握各種閥型不同通徑,、不同流量系數(shù)下的初始空化和初始空化損害的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合阻塞流計算與測試,、噪聲預(yù)估與測試,，保證控制閥適用于苛刻工況。

六,、石油石化控制閥技術(shù)發(fā)展趨勢
    石油石化自動化控制在信息數(shù)字化,、控制智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化,、系統(tǒng)集成化技術(shù)支持下,，趨于實現(xiàn)高可靠性,、高性能和高適用性，在應(yīng)用上呈現(xiàn)滿足不同對象的個性化總體解決方案,，結(jié)合企業(yè)經(jīng)營管理的管控一體化系統(tǒng),，提高經(jīng)濟效益的能效管理。在此基礎(chǔ)上對石油石化控制閥市場產(chǎn)生大的需求以及技術(shù)拉動,，使控制閥制造業(yè)跟隨發(fā)展,，在標準化、模塊化,、網(wǎng)絡(luò)化,，高集成、高性能,、高智能方面,，低成本地全面滿足石油石化過程控制需求。
6.1 標準化,、模塊化及網(wǎng)絡(luò)化
    尋求,、完善和執(zhí)行統(tǒng)一的控制閥標準，使不同廠商生產(chǎn)的控制閥能夠?qū)崿F(xiàn)互換性,、互操作性和高適用性,。整合計算選型程序，采用標準化軟件,，從分散的不通用的各自計算狀態(tài)發(fā)展到根據(jù)過程數(shù)據(jù)和功能,、性能和成本就能夠正確計算選型，確定所需的閥型,、流路,、流量系數(shù)、通徑和管路配合,、適合的閥體閥內(nèi)件型式和材質(zhì),、針對性的密封型式等。建立標準化的軟件平臺,，使用標準化的計算機輔助故障識別和專家診斷軟件,，使不同制造商的控制閥可進行性能監(jiān)測和故障診斷。標準化實現(xiàn)了控制閥的低成本和可維修性,。
    從產(chǎn)品的集中設(shè)計到模塊化分散設(shè)計是一種創(chuàng)新,，模塊化設(shè)計遵守從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)入手，將整個控制閥系列產(chǎn)品按照功能切分成有限多的通用模塊（不變部分）和模塊（變化部分）,，分散的相對獨立的模塊遵守共同的明確規(guī)則,，以保證這些模塊能夠組合成一個完整的系統(tǒng)，并能夠隨時加入新的模塊增加系統(tǒng)功能,。各模塊獨立開發(fā)并要求具有更多更好的性能,，優(yōu)化設(shè)計并盡可能多地在不同口徑的閥門中采用相同的零部件,，基于大部分部件確定使用通用模塊、少部分按用戶技術(shù)條件選擇模塊,，縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期,，能夠快速響應(yīng)市場，組合成滿足需求的控制閥產(chǎn)品,。模塊化設(shè)計的控制閥將以其開放式架構(gòu),、全新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化的模塊部件,、簡便的計算與選型,、高安全性和可靠性以及產(chǎn)品緊湊堅固、號型齊全多樣,、部件通用可換、易于維護檢修,，帶來控制閥整體功能和性能的明顯提升,，也使其在應(yīng)用、生產(chǎn),、維修,、管理方面大為簡化。
    網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推動了傳統(tǒng)工業(yè)結(jié)構(gòu)的變革,，將現(xiàn)場總線,、以太網(wǎng)、多種工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),、嵌入式技術(shù)和無線通信技術(shù)融合,，在保證系統(tǒng)原有的穩(wěn)定性、實時性等要求的同時,，增強了系統(tǒng)的開放性和互操作性,，提高了系統(tǒng)對不同環(huán)境的適應(yīng)性。網(wǎng)絡(luò)化支持控制閥技術(shù),，建立虛擬制造和虛擬設(shè)備（儀表）,，形成快速反應(yīng)和高效集成，產(chǎn)生整體經(jīng)濟效益,。數(shù)字化的控制閥成為現(xiàn)場智能設(shè)備,，支持現(xiàn)場總線協(xié)議并融入管控一體化網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)化下更好地協(xié)同工作,、有效控制,、在線診斷和便捷維護，實現(xiàn)了全局信息和全生命周期信息的整合,。

6.2 高集成,、高性能及高智能
    高集成基于信息化,，包括企業(yè)資源的集成化研發(fā)管理和產(chǎn)品制造、開放性技術(shù)和標準化的產(chǎn)品,。利用*制造技術(shù)進行控制閥產(chǎn)品集成化,，運用制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）。注重信息集成,、有效利用與整合,、提升制造智能、優(yōu)化系統(tǒng)和控制閥產(chǎn)品,，使控制閥生產(chǎn)商有效管理全生命周期和提供優(yōu)質(zhì)有效,、低成本、綠色產(chǎn)品,?？刂崎y本身的高集成也使產(chǎn)品功能多樣化、復(fù)雜化,，單臺控制閥就具有應(yīng)對石油石化生產(chǎn)多種控制要求的能力,。
    開發(fā)控制閥的高性能處理能力、苛刻工況應(yīng)用能力,，加強基型產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)創(chuàng)新,，*擺脫產(chǎn)品單一技術(shù)特征，在控制流體量的簡單執(zhí)行功能和工作可靠的同時,，具備本機顯示,、組態(tài)、檢測,、控制,、運算、診斷,、通信以及安全,、綠色等功能和兼容性，實現(xiàn)按需求控制,、個性化解決方案,。要重視對石油石化裝置工藝參數(shù)和過程特征的了解，從功能安全和適用角度注重產(chǎn)品設(shè)計細節(jié),、制造質(zhì)量和配套能力,，開發(fā)高性能的石油石化特種控制閥。

    控制閥利用人工智能技術(shù),、計算機技術(shù),、嵌入式數(shù)字解決方案實現(xiàn)智能化，更多表現(xiàn)在控制閥自適應(yīng),、自校準,、自診斷和遠程通信上,，更好體現(xiàn)在實現(xiàn)強化性能和分散風險，提高可用性和可靠性上,。綜合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),、模糊邏輯、廣義專家系統(tǒng)的計算機故障識別與性能診斷,，是推動控制閥智能化的主要因素,，智能電氣閥門定位器應(yīng)用到控制閥和電動執(zhí)行機構(gòu)智能一體化設(shè)計以及智能控制閥預(yù)測性維護是未來發(fā)展主流。
    控制閥實現(xiàn)過程強化,、功能安全和能效管理的技術(shù)要求,，推動了控制閥行業(yè)按照高可靠性、高性能和高適用性進行研發(fā)創(chuàng)新,，滿足了石油石化工業(yè)日益需求的過程控制,。控制閥制造從“以產(chǎn)品為導(dǎo)向”轉(zhuǎn)向“以市場為導(dǎo)向”,，提供了響應(yīng)用戶的個性化總體解決方案和控制閥產(chǎn)品全生命周期的技術(shù)服務(wù),。