1,、化工企業(yè)氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥選型分析引言

   化工企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程控制要求精度高,，安全可靠性嚴(yán),，其終端控制元件的準(zhǔn)確,、快速調(diào)節(jié)是的重要一環(huán),，控制結(jié)果必須保證工藝指標(biāo)要求，衰減比,、超調(diào)量不超出工藝允許范圍,。對(duì)此，如何選擇適用的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥類型,，使之在工藝控制回路中安全可靠,、經(jīng)濟(jì)適用，是儀控設(shè)計(jì)和管理人員普遍關(guān)心的問(wèn)題,。是一種頂導(dǎo)向單閥座調(diào)節(jié)閥,，具 有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性能好,、流量大,、使用可靠等特點(diǎn)。有效而足夠的頂部導(dǎo)向系統(tǒng)克服小開(kāi)度時(shí)的震動(dòng),，有效使用壽命更長(zhǎng),。可選擇多彈簧氣動(dòng)簿膜機(jī)構(gòu)或電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等,。

ZJHP氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥由氣動(dòng)多彈簧薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)和低流阻單座閥組成,，新型執(zhí)行機(jī)構(gòu)高底低、重量輕,、裝校簡(jiǎn)便,，新型閥體結(jié)構(gòu)緊湊、流道通暢,，具有大的流量系數(shù),。氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥操作穩(wěn)定，具有動(dòng)作特性可靠,，精確的流量特性,，可調(diào)范圍大等優(yōu)點(diǎn)。在廣泛應(yīng)用中取得高質(zhì)量的控制效果,。

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選擇一般從以下四個(gè)方面考慮：

1）調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)和類型,。

2）流量特性。

3）流量系數(shù)與閥的口徑,。

4）材料和輔助裝置,。

2,、化工企業(yè)氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥選型分析的結(jié)構(gòu)和類型

   氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成,，執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收輸入氣源信號(hào),，產(chǎn)生推力，使推桿位移,，推動(dòng)閥門開(kāi)關(guān)動(dòng)作,；閥門是與管路聯(lián)接的閥體組件，它接受執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推桿推力,，改變閥桿位移,，改變閥門開(kāi)度，控制流量的變化,。調(diào)節(jié)閥的產(chǎn)品類型很多,，結(jié)構(gòu)多種多樣，選擇時(shí)應(yīng)綜合考慮調(diào)節(jié)功能,、泄漏等級(jí),、耐壓能力、切斷壓差,、腐蝕性,、沖蝕和汽蝕、性價(jià)比,、維護(hù)保養(yǎng)方便程度,。從經(jīng)驗(yàn)而言，選擇順序應(yīng)為：?jiǎn)危p）座控制閥,、籠式控制閥,。

    氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥有氣開(kāi)與氣關(guān)兩種類型。確定調(diào)節(jié)閥開(kāi)關(guān)方式的原則是：當(dāng)信號(hào)壓力中斷時(shí),，應(yīng)保證工藝設(shè)備和生產(chǎn)的安全,。如果閥門在信號(hào)中斷后處于打開(kāi)位置，流體不中斷,，則選用氣關(guān)閥,；如果閥門在信號(hào)壓力中斷后處于關(guān)閉位置，流體不通過(guò),，則選用氣開(kāi)閥,。

其中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的推動(dòng)裝置,，它按信號(hào)壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力,，使推桿產(chǎn)生相應(yīng)的位移，從而帶動(dòng)氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的閥芯動(dòng)作,；閥體部件是氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)部份,，它直接與介質(zhì)接觸,，通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿的位移，改變氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的節(jié)流面積,，達(dá)到調(diào)節(jié)的目的,。調(diào)節(jié)閥按其能源方式不同主要分為氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,、液動(dòng)調(diào)節(jié)閥三大類,。它們的差別在于所配的執(zhí)行機(jī)構(gòu)上。前者配的是氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),，中間一種配的是電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),，后者配的是液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

化工企業(yè)氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥選型分析功能

1 ,、調(diào)節(jié)功能

1) 流量特性

流量特性是反映氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度與流量的變化關(guān)系,，以適應(yīng)不同的系統(tǒng)特性要求，如對(duì)流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)反應(yīng)速度快需對(duì)數(shù)特性,；對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)反應(yīng)速度慢,，需直線流量特性。流量特性反映了氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)品質(zhì),。

2) 可調(diào)范圍R

可調(diào)范圍反映氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥可控制的流量范圍,，用R＝Qmax：Qmin之比表示。R越大,，調(diào)節(jié)流量的范圍越寬,，性能指標(biāo)就越好。通常閥的R＝30,，好的閥,，如V型球閥、全功能超輕型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥,，R可達(dá)100～200,。

3) 小開(kāi)度工作性能

有些閥受到結(jié)構(gòu)的限制，小開(kāi)度工作性能差,，產(chǎn)生啟跳,、振蕩，R變得很小 (即Qmin很大),，如雙座閥,、襯膠蝶閥。好的閥小開(kāi)度應(yīng)有微調(diào)功能,，即可滿足很小流量的調(diào)節(jié),，且工作又要求十分平衡，這類閥如V型球閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥,、全功能超輕型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥,。

4) 流量系數(shù)Cv或Kv

流量系數(shù)表示通過(guò)流量的能力，同口徑Kv值越大越好,，它們的Cv/Kv值是單座閥,、雙座閥、套筒閥的2～3倍,。

5) 調(diào)節(jié)速度

滿足系統(tǒng)對(duì)閥動(dòng)作的速度要求,。

2 ,、切斷功能

切斷功能由閥的泄漏量指標(biāo)來(lái)表示,，切斷通常指泄漏量小于0.001％，它反映閥的內(nèi)在的質(zhì)量,。在閥的使用中,，對(duì)國(guó)產(chǎn)閥泄漏量大的呼聲反映很大。

3 ,、克服壓差功能

它通常用閥關(guān)閉時(shí)的允許壓差來(lái)表示,，允許壓差越大，此功能也就越好,。如果考慮不周到,，閥芯就會(huì)被壓差頂開(kāi)，造成閥關(guān)不到位,，泄漏量超標(biāo),。因此，保證閥切斷就必須克服閥關(guān)閉時(shí)的工作壓差,。

4,、 防堵功能

對(duì)不干凈介質(zhì)的調(diào)節(jié)或者即使是干凈介質(zhì)，管道中的焊渣等雜物都可能造成閥堵塞或被卡住,，因此要求閥應(yīng)有較好的防堵功能,，使之正常調(diào)節(jié)。防堵性是流路的單座角閥和旋轉(zhuǎn)類閥,，如球閥,、蝶閥、偏心閥,；流路復(fù)雜的閥,、上下襯套導(dǎo)向的閥，迷宮式多級(jí)降壓閥易造成堵卡,。

5,、 耐蝕功能

抵抗介質(zhì)的腐蝕和沖蝕和氣蝕，以提高閥的使用壽命。閥的腐蝕是由介質(zhì)的化學(xué)性能引起的材質(zhì)腐蝕問(wèn)題,，通常選用耐腐蝕的材料來(lái)解決,；沖蝕是由高速流動(dòng)的介質(zhì)、含顆粒的 介質(zhì)所致,。解決的途徑是選用耐磨的材料,，如堆焊斯泰萊合金或碳化鎢。氣蝕則要在機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)上采用反汽蝕措施,，對(duì)高壓閥,、大壓差工作的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥 要采用多級(jí)降壓的形式。

6 ,、耐壓功能

它反映閥的強(qiáng)度和安全指標(biāo),，即介質(zhì)不能通過(guò)密封處和閥體缺陷處向外滲漏。出廠時(shí)通常用1.5倍公稱壓力作試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn),。對(duì)高壓介質(zhì)最好是采用鍛件結(jié)構(gòu),；鑄鐵閥的耐壓強(qiáng)度是的，通常應(yīng)選鑄鋼閥,。

7 ,、耐溫功能

滿足不同溫度條件下閥的強(qiáng)度和性能，溫度的較大變化會(huì)使閥體材質(zhì)的強(qiáng)度降低,，因此閥必須滿足介質(zhì)的溫度變化范圍的要求,，使閥在工作溫度下有較好的強(qiáng)度和安全保證。

8 ,、外觀和重量

反映閥的外觀質(zhì)量且要求儀表化,、輕型化、小型化,。其重量應(yīng)越輕越好,，以方便使用，如起吊,、安裝,、維護(hù)等。3,、化工企業(yè)氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥選型分析的流量特性

  介質(zhì)流過(guò)閥的相對(duì)流量Q與閥芯相對(duì)行程L之間的函數(shù)關(guān)系：當(dāng)調(diào)節(jié)閥兩端壓差保持不變時(shí),，閥的流量特性稱為固有流量特性。固有流量特性主要有直線,、等百分比,、拋物線和快開(kāi)等四種類型。

    在生產(chǎn)中閥的固有流量特性有直線,、等百分比和快開(kāi)3種,。拋物線特性介于直線與等百分比之間,，一般用等百分比特性來(lái)代替?？扉_(kāi)特性主要用于二位式控制,，一般情況下，閥兩端壓差不可能永遠(yuǎn)保持不變,，這時(shí)閥的固有流量特性發(fā)生畸變,，閥在工作條件下的特性稱為工作流量特性。這時(shí)在確定流量特性時(shí)要引入一個(gè)稱為閥阻比的系數(shù)S=△Р/∑△Р

    ∑△Р為系統(tǒng)總壓差,，是閥,、全部工藝設(shè)備和管路系統(tǒng)上的各壓差之和。

從以下3個(gè)方面內(nèi)容對(duì)閥的工作流量特性進(jìn)行分析：

  1）從控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量方面分析

    對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng),，它是由控制對(duì)象,、變送器、調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)閥幾個(gè)基本環(huán)節(jié)組成的,，系統(tǒng)的總放大系數(shù)K=K1K2K3K4K5

    K1-K5分別表示變送器,、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器,、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥,、控制對(duì)象的放大系數(shù),。在負(fù)荷變動(dòng)的情況下，要使控制系統(tǒng)能保持預(yù)定的控制指標(biāo),，希望總放大系數(shù)在控制系統(tǒng)的整個(gè)操作范圍內(nèi)保持不變,。一般在一個(gè)確定的系統(tǒng)里，K1-K3的系數(shù)是固定不變的,，只有對(duì)象的放大系數(shù)K隨負(fù)荷的變化而變,，保證K4K5的乘積是個(gè)常數(shù)就保證了系統(tǒng)的總放大系數(shù)K是個(gè)穩(wěn)定值。

 2）工藝配管情況分析

    調(diào)節(jié)閥總是與管道設(shè)備連在一起使用的,，管道阻力會(huì)使閥的工作特性與固有特性不同,。所以，應(yīng)根據(jù)對(duì)象的特性,，選擇合適的工作 特性,，再根據(jù)配管情況選擇相應(yīng)閥的固有流量特性?？紤]工藝配管情況時(shí),，可參照表3-1來(lái)選擇閥的固有特性。當(dāng)S=1-0.6時(shí),，所選固有流量特性和工作流量特性一致,。當(dāng)S<0.3時(shí)，特性曲線畸變嚴(yán)重不宜控制。

 3）從負(fù)荷變化情況分析

    直線特性調(diào)節(jié)閥在小開(kāi)度時(shí)流量相對(duì)變化量大,，過(guò)于靈敏,，容易引起振蕩，閥芯閥座易損壞,，故在S值小,、負(fù)荷變化幅度大的場(chǎng)合不宜采用。等百分比閥的放大系數(shù)隨閥門行程增大而增大,，流量相對(duì)變化量恒定不變,。

4、化工企業(yè)氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥選型分析的口徑

調(diào)節(jié)閥口徑的確定是在計(jì)算閥流量系數(shù)CV的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,。流量系數(shù)是指在閥門全開(kāi)條件下,，閥兩端壓差△Р為100Kpa，流體密度  另外,，當(dāng)介質(zhì)為過(guò)熱蒸汽時(shí),，計(jì)算C值要考慮蒸汽的過(guò)熱度。確定完Cv值以后,，要對(duì)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度進(jìn)行驗(yàn)算,，要求最大流量時(shí)閥開(kāi)度不大于90%，最小流量時(shí)開(kāi)度不小于10%,，在正常工況下,，閥門開(kāi)度應(yīng)在1.5%-85%之間.最后根據(jù)C值確定調(diào)節(jié)閥口徑。

技術(shù)參數(shù)及性能：

閥體部分：

閥內(nèi)部件：

5,、化工企業(yè)氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥選型分析的材料和輔助裝置

   調(diào)節(jié)閥的閥體選用鑄鐵材質(zhì),，耐壓等級(jí)，使用溫度范圍,、耐腐蝕等方面應(yīng)不低于對(duì)工藝管道的要求,，但在介質(zhì)為易燃易爆的流體時(shí)應(yīng)作特殊考慮。閥芯,、閥座材質(zhì)的選用應(yīng)考慮到流體中是否有固體顆粒產(chǎn)生的磨損和氣蝕作用對(duì)閥內(nèi)件的沖擊,。一般對(duì)于非腐蝕性流體，常選用不銹鋼,；對(duì)于腐蝕性較強(qiáng)的流體，可選用堆焊硬質(zhì)合金或噴涂材質(zhì),。另外當(dāng)操作介質(zhì)高于+200℃時(shí),，要選擇帶散熱片的上閥蓋。調(diào)節(jié)閥的輔助裝置主要有閥門定位器,、電磁閥,、回訊開(kāi)關(guān)、過(guò)濾減壓器,、保位閥等,。閥門定位器是調(diào)節(jié)閥的一個(gè)重要附件，常見(jiàn)的有氣動(dòng)閥門定位器和電氣閥門定位器兩種,。它主要用于：高壓差的場(chǎng)合,；高壓、高溫或低溫介質(zhì)的場(chǎng)合,；介質(zhì)中含有固體懸浮物或黏性流體的場(chǎng)合,；調(diào)節(jié)閥口徑較大的場(chǎng)合,；實(shí)現(xiàn)分程控制；改善調(diào)節(jié)閥的流量特性,。

    電磁閥的作用是快速地切斷和接通氣源,，使閥處于*通、斷的位置,，多用于安全放空閥,。回訊開(kāi)關(guān)是需要在控制室實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到閥位的信號(hào)才選用的,。保位閥的選擇是根據(jù)工藝狀況,，當(dāng)氣源切斷時(shí)，閥位要求保持在一定的位置上,，但這種情況不多見(jiàn),。

化工企業(yè)氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥選型分析表1．可提供的用戶選擇

6,、化工企業(yè)氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥選型分析結(jié)束語(yǔ)

  況時(shí),，可參來(lái)選擇閥的固有特性調(diào)節(jié)閥是自動(dòng)控制系統(tǒng)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，若選擇計(jì)算不準(zhǔn)確,，使用維護(hù)不得當(dāng),，將直接影響控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量，甚至造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故,，為此,，對(duì)調(diào)節(jié)閥的正確選用,，安裝和維修等各項(xiàng)工作都必須高度重視。調(diào)節(jié)閥的選型和應(yīng)用是一個(gè)專業(yè)性強(qiáng),、涉及的技術(shù)領(lǐng)域廣的系統(tǒng)工作,，要做好這個(gè)工作，不僅要在理論上充分了解它的各種特性,，而且要結(jié)合實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)來(lái)綜合分析判斷,，做到理論和實(shí)踐科學(xué)地結(jié)合起來(lái)。