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如何选择自动控制过程调节阀
日期：2024-05-13 09:25
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摘要：
本文主要阐述了调节阀的组成和分类，以及调节阀的类型、执行机构、作用方式、流量特性等选择的原则和方活。
调节阀在过程控制中的作用是接受调节器或计算的控制信号，改变被调介质的流量，使被调参数维在所要求的范围内，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——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。
一、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、液位三种，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，以液位介质（如油等）压力为动力的液动调节阀，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它执行机构匹配。
二、调节阀类型的选择
1、调节阀的阀体类型选择
阀体的选择是调节阀选中*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、蝶开、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累考虑。
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，尽量选择结构简单的阀门。
④介质的温度、压力。当介质的温度、压力高且变化较大时，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。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，影响阀门流量与位移（阀门的相对开度）间的关系。理想流量特性主要有直线、等百分比（对数）、抛物线和快开等4种。但常用的理想流量特性只有直线、等百分比（对数）、快开三种。抛物线流量特性介于直线和等百分比之间，一般可用等百分比特性来代替，而快开特性主要用于二们调节及程序控制中，因此调节阀特性的选择实际上是直线和等百分比流量特性的选择。
2．调节阀执行机构的选择
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
调节阀能正常工作，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、液位、电动执行机构，一般都没
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*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，因此要求在整个调节阀的开度范围建立力平衡。
②执行机构类型的确定
对执行机构的输出力确定以后，应根据工艺使用环境要求，选择相应的执行机构。对于现场有防爆要求时，应选用气动执行机构，且接线盒为防爆型，不能选择电动执行机构。如果没有防爆要求，则气动、电动执行机构都可选用，但从节能方面考虑，应尽量选用电动执行机构。对于液动执行机构，其使用不如气动、电动执行机构广泛，但具有调节精度高、动作速度和平稳的特点，因此，在某些情况下，为达到较好的调节效果，须选用液动执行机构，如发电厂透平机的速度调节、炼油厂的催化装置反应器的温度调节控制等。选择好调节阀的流量特性，就可根据其流量特性确定阀门阀芯的形状和结构，但对于像隔膜阀、蝶阀等，由于它们的结构特点，不可能用改变阀芯的曲面形状来达到成需要的流量特性，这时，可通过改变所配阀门定位器反馈凸轮外形来实现。
三、调节阀作用方式的选择
调节阀的作用方式只是在选用气动执行机构时才有，其作用方式通过执行机构正反作用和阀门的正反作用组合形成。组合形式有4种即正正（气关型）、正反（气开型）、反正（气开型）、反反（气开型），通过这四种组合形成的调节阀作用方式有气开和气关两种。对于调了阀作用方式的选择，主要从三方面考虑：a.工艺生产**;b.介质的特性；c.保证产品质量,经济损失*小。
调节阀在过程控制中的作用是接受调节器或计算的控制信号，改变被调介质的流量，使被调参数维在所要求的范围内，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——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。
一、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、液位三种，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，以液位介质（如油等）压力为动力的液动调节阀，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它执行机构匹配。
二、调节阀类型的选择
1、调节阀的阀体类型选择
阀体的选择是调节阀选中*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、蝶开、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累考虑。
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，尽量选择结构简单的阀门。
④介质的温度、压力。当介质的温度、压力高且变化较大时，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。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，影响阀门流量与位移（阀门的相对开度）间的关系。理想流量特性主要有直线、等百分比（对数）、抛物线和快开等4种。但常用的理想流量特性只有直线、等百分比（对数）、快开三种。抛物线流量特性介于直线和等百分比之间，一般可用等百分比特性来代替，而快开特性主要用于二们调节及程序控制中，因此调节阀特性的选择实际上是直线和等百分比流量特性的选择。
2．调节阀执行机构的选择
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
调节阀能正常工作，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、液位、电动执行机构，一般都没
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*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，因此要求在整个调节阀的开度范围建立力平衡。
②执行机构类型的确定
对执行机构的输出力确定以后，应根据工艺使用环境要求，选择相应的执行机构。对于现场有防爆要求时，应选用气动执行机构，且接线盒为防爆型，不能选择电动执行机构。如果没有防爆要求，则气动、电动执行机构都可选用，但从节能方面考虑，应尽量选用电动执行机构。对于液动执行机构，其使用不如气动、电动执行机构广泛，但具有调节精度高、动作速度和平稳的特点，因此，在某些情况下，为达到较好的调节效果，须选用液动执行机构，如发电厂透平机的速度调节、炼油厂的催化装置反应器的温度调节控制等。选择好调节阀的流量特性，就可根据其流量特性确定阀门阀芯的形状和结构，但对于像隔膜阀、蝶阀等，由于它们的结构特点，不可能用改变阀芯的曲面形状来达到成需要的流量特性，这时，可通过改变所配阀门定位器反馈凸轮外形来实现。
三、调节阀作用方式的选择
调节阀的作用方式只是在选用气动执行机构时才有，其作用方式通过执行机构正反作用和阀门的正反作用组合形成。组合形式有4种即正正（气关型）、正反（气开型）、反正（气开型）、反反（气开型），通过这四种组合形成的调节阀作用方式有气开和气关两种。对于调了阀作用方式的选择，主要从三方面考虑：a.工艺生产**;b.介质的特性；c.保证产品质量,经济损失*小。
四、调节阀口径的选择
调节阀口径的选择和确定主要依据阀的流通能力，在各种工程的仪表设计和选型时，都要对调节阀进行计算，并提供调节阀设计说明书。
调节阀口径的选择和确定主要依据阀的流通能力，在各种工程的仪表设计和选型时，都要对调节阀进行计算，并提供调节阀设计说明书。
