工藝環(huán)路中最終的控制元件調(diào)節(jié)閥選用方案

1、工藝環(huán)路中最終的控制元件-調(diào)節(jié)閥選用 在現(xiàn)代化工廠的自動(dòng)控制中，調(diào)節(jié)閥起著十分重要的作用，這些工廠的生產(chǎn)取決于流動(dòng)著的介質(zhì)正確分配和控制。這些控制無論是能量的交換、壓力的降低或者是簡單的容器加料，都需要某些最終控制元件去完成。由此可見，調(diào)節(jié)閥的正確選擇至關(guān)重要。調(diào)節(jié)閥又名控制閥，在工業(yè)自動(dòng)化過程控制領(lǐng)域中，通過接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號，借助動(dòng)力操作去改變介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)，是工藝環(huán)路中最終的控制元件。調(diào)節(jié)閥固有流量特性的選擇原則調(diào)節(jié)閥的選擇應(yīng)按調(diào)節(jié)系統(tǒng)特性、干擾源和S（閥阻比）值三方面綜合考慮。一一般選擇原則 1、閥上壓差變化小，給定值變化小，工藝過程的主要變量的變化小

2、，以及S0.75的控制對象，宜選用直線流量特性。2、慢速的生產(chǎn)過程，當(dāng)S0.4時(shí)，宜選用直線流量特性。3、要求大的可調(diào)范圍，管道系統(tǒng)壓力損失大，開度變化及閥上壓差變化相對較大的場合，宜選用等百分比流量特性。4、快速的生產(chǎn)過程，當(dāng)對系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程不太了解時(shí)，宜選用等百分比流量特性。5、根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)也可按下表選擇流量特性。注：Pn表示正常流量下的閥兩端壓差。PQun1表示閥關(guān)閉的閥兩端的壓差。6、快開特性：適用于兩位動(dòng)作的場合或當(dāng)需要迅速獲得調(diào)節(jié)閥的最大流通能力的場合。當(dāng)調(diào)節(jié)器必須設(shè)定在寬比例帶時(shí)，其調(diào)節(jié)閥也可選用快開特性。二閥型式選擇 1、根據(jù)工藝變量（溫度、壓力、壓降和流速等）、流體特性（粘度、

3、腐蝕性、毒性、含懸浮物或纖維等）以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求（可調(diào)比、泄漏量和噪音等）、調(diào)節(jié)閥管道連結(jié)形式來綜合選擇調(diào)節(jié)閥型式。2、一般情況下優(yōu)先選用體積小，通過能力大，技術(shù)先進(jìn)的直通單、雙座調(diào)節(jié)閥和普通套筒閥。也可以選用低S值節(jié)能閥和精小型調(diào)節(jié)閥。3、根據(jù)不同場合，可選用下列型式調(diào)節(jié)閥。1）直通單座閥· 一般適用于工藝要求泄漏量小、流量小、閥前后壓差較小的場合。但口徑小于20mm的閥也廣泛用于較大差壓的場合；· 不適用于高粘度或含懸浮顆粒流體的場合。2）直通雙座閥· 一般適用于對泄漏量要求不嚴(yán)、流量大和閥前后壓差較大的場合；· 但不適用于高粘度或含懸浮顆粒流體的

4、場合。3）套筒閥· 一般適用于流體潔凈，不含固體顆粒的場合。· 閥前后壓差大和液體可能出現(xiàn)閃蒸或空化的場合。4）球型閥· 適用于高粘度、含纖維、顆粒狀和污穢流體的場合。· 調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求可調(diào)范圍很寬（R可達(dá)2001；3001）的場合。· 閥座密封墊采用軟質(zhì)材料時(shí)，適用于要求嚴(yán)密封的場合。· “O”型球閥一般適用兩位式切斷的場合。· “V”型球閥一般適用于連續(xù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其流量特性近似于等百分比。5）角型閥一般適用于下列場合：· 高粘度或懸浮物的流體（必要時(shí)，可接沖洗液管）；· 氣-液混相或易閃蒸的流體；

5、83; 管道要求直角配管的場合。6）高壓角型閥除適用5）中各種場合外，還適用于高靜壓、大壓差的場合。但一定要合理選擇閥內(nèi)件的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)形式以延長使用壽命。7）閥體分離型調(diào)節(jié)閥· 一般適用于高粘度、含顆粒、結(jié)晶以及纖維流體的場合；· 用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或強(qiáng)腐蝕流體的場合時(shí)，閥體應(yīng)選用耐腐蝕襯里，閥蓋、閥芯和閥座應(yīng)采用耐腐蝕壓墊或相應(yīng)的耐腐蝕材料。其流量特性比隔膜閥好。8）偏心旋轉(zhuǎn)閥適用于流通能力較大，可調(diào)比寬（R可達(dá)501或1001）和大壓差，嚴(yán)密封的場合。9）蝶型閥· 適用于大口徑、大流量和低壓差的場合；· 一般適用于濃濁液及含懸浮顆粒的流體場合；·

6、; 用于要求嚴(yán)密封的場合，應(yīng)采用橡膠或聚四氟乙烯軟密封結(jié)構(gòu)；對腐蝕性流體，需要使用相應(yīng)的耐蝕襯里。10）三通閥適用于流體溫度為300以下的分流和合流場合，用于簡單配比調(diào)節(jié)。兩流體的溫差應(yīng)不大于150。11）隔膜閥適用于強(qiáng)腐蝕、高粘度或含有懸浮顆粒以及纖維的流體，同時(shí)對流量特性要求不嚴(yán)的場合。由于受隔膜襯里的限制，只能用于壓力低于或等于1MPa，工作溫度小于150的場合。12）波紋管密封閥適用于真空系統(tǒng)和流體為劇毒、易揮發(fā)及稀有貴重流體的場合。13）低溫調(diào)節(jié)閥適用于低溫工況以及深度冷凍的場合。· 介質(zhì)溫度在10040時(shí)，可選帶散熱片（此處為吸熱）加柔性石墨填料閥。· 介質(zhì)溫度

7、在200100時(shí)，宜選用長頸型低溫閥。14）低S值節(jié)能調(diào)節(jié)閥適合于工藝負(fù)荷變化大或當(dāng)S值小于0.3的場合。15）低噪音閥適用于液體產(chǎn)生閃蒸、空化和氣體在閥縮流面處流速大于音速且預(yù)估噪音超過95dB（A）的場合。16）快速切斷閥適用于兩位式調(diào)節(jié)系統(tǒng)和工藝過程發(fā)生故障時(shí)，需要閥緊急打開或關(guān)閉的場合。17）自力式調(diào)節(jié)閥適用于流量變化小，調(diào)節(jié)精度要求不高或儀表氣源供應(yīng)困難的場合。特殊工藝生產(chǎn)過程，應(yīng)根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)選擇專用調(diào)節(jié)閥。閥材料選擇一一般選擇原則 1、閥體耐壓等級、使用溫度范圍和耐腐蝕性能和材質(zhì)都不應(yīng)低于工藝連接管道材質(zhì)的要求。并應(yīng)優(yōu)先選用制造廠定型產(chǎn)品。一般情況選用鑄鋼或鍛鋼閥體。2、水蒸汽或含

8、水較多的濕氣體和易燃的流體，不宜選用鑄鐵閥體。3、環(huán)境溫度低于20的場合不應(yīng)選用鑄鐵閥體。4、閥內(nèi)件應(yīng)能耐腐蝕、耐流體沖蝕以及耐流體經(jīng)節(jié)流產(chǎn)生空化、閃蒸時(shí)閥內(nèi)件的氣蝕損壞。二閥內(nèi)件材料選擇 1、非腐蝕性流體一般選用1Crl8Ni9、1Crl8Ni9Ti或其它不銹鋼。2、腐蝕性流體應(yīng)根據(jù)流體的種類、濃度、溫度和壓力的不同，以及流體含氧化劑、流速的不同選擇合適的耐腐蝕材料。常用耐腐蝕材料有1Crl8Ni9Ti、0Crl8Nil2M02Ti、20合金、哈氏合金及鈦鋼。3、對于流速大、沖刷嚴(yán)重的工況應(yīng)選用耐磨材料。如經(jīng)過熱處理的9Crl8及17-7PH和具有緊固氧化層、韌質(zhì)及疲勞強(qiáng)度大的鉻鉬鋼、G6X

9、等材料。4、嚴(yán)重磨損場合的材料選擇a. 出現(xiàn)閃蒸、空化和含有顆粒的流體場合，閥芯、閥座表面進(jìn)行硬化處理。b. 當(dāng)流體的溫度過高及壓差過大時(shí)，其閥芯、閥座應(yīng)進(jìn)行表面硬化處理。如表面堆焊司太萊合金。調(diào)節(jié)閥泄漏量及流量的選擇 根據(jù)工藝對泄漏量的要求選擇不同等級泄漏量的閥型。一般直通單座閥泄漏量應(yīng)小于或等于額定C值的0.01，雙座閥的泄漏量應(yīng)小于或等于額定C值的0.1。流向的選擇1、球閥、普通蝶閥對流向沒有要求，可選任意流向。2、三通閥、文丘里角閥、雙密封帶平衡孔的套筒閥已規(guī)定了某一流向，一般不能改變。3、單座閥、角形閥、高壓閥、無平衡孔的單密封套筒閥、小流量調(diào)節(jié)閥等應(yīng)根據(jù)不同的工作條件，來選擇調(diào)節(jié)閥

10、的流向。1）對于DN20的高壓閥，由于靜壓高，壓差大，氣蝕沖刷嚴(yán)重，應(yīng)選用流閉型；當(dāng)DN20時(shí)，應(yīng)選穩(wěn)定性好為條件來決定流向。2）角型閥對于高粘度、含固體顆粒介質(zhì)要求“自潔”性能好時(shí)，應(yīng)選用流閉型。3）單座閥、小流量調(diào)節(jié)閥一般選用流開型，當(dāng)沖刷嚴(yán)重時(shí)，可選用流閉型。4）單密封套筒閥一般選用流開型；有“自潔”要求時(shí)，可選用流閉型。5）兩位式調(diào)節(jié)閥（單座閥、角形閥、套筒閥、快開流量特性），應(yīng)選用流閉型；當(dāng)出現(xiàn)水擊、喘振時(shí)，應(yīng)改選用流開型。6）當(dāng)選用流閉型且dsd時(shí)（ds閥桿直徑；d閥座直徑），閥的穩(wěn)定性差時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：· 最小工作開度大于2030以上；· 選用剛度大的彈簧

11、；· 選用等百分比的流量特性。填料函結(jié)構(gòu)與材料的選擇1填料函結(jié)構(gòu) 一般選用單層填料結(jié)構(gòu)，對毒性較大的流體或溫度高于200的場合，應(yīng)選用雙層填料結(jié)構(gòu)。2填料函材質(zhì) 一般選用V型聚四氟乙烯填料，高溫情況下應(yīng)選用柔性石墨填料。上閥蓋型式的選擇 （1）操作溫度高于200，應(yīng)選用散熱型閥蓋。（2）操作溫度低于20，應(yīng)選用長頸型閥蓋。（3）操作溫度為20200，應(yīng)選用普通型閥蓋。（4）對于絕對不允許外流的工藝流體，應(yīng)選用波紋管密封型閥蓋。調(diào)節(jié)閥口徑的確定原則 （1）根據(jù)計(jì)算的流量系數(shù)C值，作適當(dāng)放大，圓整成C，使其符合制造廠提供的C值系列，并確定調(diào)節(jié)閥口徑。· C根據(jù)工藝正常流量計(jì)算出

12、的流量系數(shù)；· C將計(jì)算出的C值作適當(dāng)放大，圓整后的流量系數(shù)。（2）對S0.3的一般工況，亦可采用下列方法估算閥流量系數(shù)放大倍數(shù)：EMBED Equation.3  式中，直線性調(diào)節(jié)閥取m1.63；等百分比調(diào)節(jié)閥取m1.97。（3）圓整后的C應(yīng)能使調(diào)節(jié)閥的相對行程處于下表所規(guī)定的范圍。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇 一執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般選擇原則1、執(zhí)行機(jī)構(gòu)在閥全關(guān)時(shí)的輸出推力F（或力矩M）應(yīng)滿足以下公式的要求。 F1.1（FtFo）或M1.1（MtMo）式中： Ft、Mt閥不平衡力或力矩；Fo，Mo閥座壓緊力或力矩。2、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力（或力矩）的計(jì)算公式（略）。3

13、、執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足調(diào)節(jié)閥所需要的行程。調(diào)節(jié)閥關(guān)閉時(shí)，應(yīng)有足夠的閥座密封壓力。4、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度不能滿足工藝對調(diào)節(jié)閥行程時(shí)間的要求時(shí)，應(yīng)采取其它措施。二薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇1、薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作可靠，便于維修，應(yīng)優(yōu)先選用。2、合理匹配薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程和閥內(nèi)件的位移量。三活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)（包括長行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)）的選擇1、要求執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出功率較大，響應(yīng)速度較快時(shí)，應(yīng)選用活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。2、比例式活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須附設(shè)閥門定位器，閥芯位置能按控制儀表信號正確定位。3、比例式活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)必要時(shí)附設(shè)專用鎖住閥和儲(chǔ)氣罐、保位閥或采取其它措施，以使系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)調(diào)節(jié)閥能處于全開或全關(guān)位置，或保持在某一開度，

14、以保證生產(chǎn)裝置處于安全狀態(tài)。四電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（包括直行程和角行程）的選擇原則：1、適用于沒有氣源或氣源比較困難的場合。2、需要大推力、動(dòng)作靈敏、信號傳輸迅速、遠(yuǎn)距離傳送的場合。調(diào)節(jié)閥附件的選擇一閥門定位器適用場合 1、用于克服摩擦力或需要提高調(diào)節(jié)閥動(dòng)作速度的場合。2、分程控制和調(diào)節(jié)閥需要改變氣開、氣關(guān)形式的場合。3、需要改變調(diào)節(jié)流量特性的場合。4、調(diào)節(jié)器比例帶很寬，但又要求閥對小信號有響應(yīng)的場合。5、無彈簧執(zhí)行機(jī)構(gòu)或活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)比例動(dòng)作的場合。6、用標(biāo)準(zhǔn)信號、操作非標(biāo)準(zhǔn)彈簧的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（20100kPa以外的彈簧范圍）的場合。二氣動(dòng)繼動(dòng)器適用場合 1、快速過程需要提高調(diào)節(jié)閥響應(yīng)速度的場合，調(diào)

15、節(jié)閥與調(diào)節(jié)器之間距離大于100m的場合。2、需要提高氣動(dòng)調(diào)節(jié)器輸出信號的場合。三電磁閥 1、適用于遙控、程序控制、聯(lián)鎖系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)氣路自動(dòng)關(guān)閉，使調(diào)節(jié)閥開或關(guān)的場合。直通型電磁閥用于雙位調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)程控制，根據(jù)程序控制的邏輯關(guān)系可選擇“常閉式”或“常開式”電磁閥。二位三通電磁閥：一般用于控制單作用氣缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥及其它控制系統(tǒng)進(jìn)行氣路的自動(dòng)切換控制或聯(lián)鎖程序控制。二位四（五）通電磁閥：一般適用于控制雙作用氣缸和帶有活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥，以及使用切斷球閥的自控系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換和程序控制。2、當(dāng)要求大容量來縮短動(dòng)作時(shí)間，把電磁閥作為先導(dǎo)閥與大容量氣動(dòng)繼動(dòng)器組合使用。3、在爆

16、炸危險(xiǎn)場所中，應(yīng)選用防爆型電磁閥、本安型電磁閥或選用開關(guān)型電氣轉(zhuǎn)換器。四保位閥 適用于當(dāng)氣源壓力低于給定值時(shí)，要求調(diào)節(jié)閥保持在某一位置上的場合。五電氣轉(zhuǎn)換器 1、控制系統(tǒng)采用電動(dòng)儀表和氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥組成的場合。2、將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)闅庑盘枴?、快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，宜選用電氣轉(zhuǎn)換器。六閥位傳送器 1、重要場合，宜選用閥位傳送器。2、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)配用閥位傳送器。七手輪機(jī)構(gòu) 1、未設(shè)置旁路的調(diào)節(jié)閥，下列情況應(yīng)設(shè)置手輪機(jī)構(gòu)；但對工藝安全生產(chǎn)聯(lián)鎖用的緊急放空閥和安裝在禁止人進(jìn)入的危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的調(diào)節(jié)閥，則不應(yīng)設(shè)置手輪機(jī)構(gòu)。2、需要限制閥開度的場合。3、對于大口徑和選用貴金屬管道的場合。八氣動(dòng)三通控制閥 適用于遙控或程序控

17、制系統(tǒng)，使其調(diào)節(jié)閥或氣動(dòng)閘板閥開或關(guān)的場合。調(diào)節(jié)閥附設(shè)的電氣元件，如電氣閥門定位器、電磁閥和電氣轉(zhuǎn)換器等，用于防爆場合時(shí)，其防爆等級應(yīng)符合有關(guān)防爆設(shè)計(jì)規(guī)定。調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)選擇原則 儀表供氣系統(tǒng)發(fā)生故障或控制信號突然中斷時(shí)，調(diào)節(jié)閥的開度應(yīng)處于使生產(chǎn)裝置安全的位置。調(diào)節(jié)閥安裝 一般要求 1、調(diào)節(jié)閥宜垂直、正立安裝在水平管道上。公稱通徑DN80mm的調(diào)節(jié)閥，其閥前后管道上應(yīng)設(shè)有永久性支架。2、調(diào)節(jié)閥安裝位置應(yīng)方便操作和維修。必要時(shí)應(yīng)設(shè)置平臺(tái)。3、調(diào)節(jié)閥組配管應(yīng)組合緊湊，便于操作、維修和排液。4、調(diào)節(jié)閥的上、下部分應(yīng)留有足夠的空間，以便在維修時(shí)取下執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥內(nèi)件以及閥的下法蘭和堵頭。5、調(diào)節(jié)閥用于

18、高粘度、易結(jié)晶、易汽化以及低溫流體時(shí)，應(yīng)采取保溫和防凍措施。6、調(diào)節(jié)閥使用環(huán)境溫度一般不高于60，不低于40的場合。7、當(dāng)閥安裝在有振動(dòng)場合時(shí)，應(yīng)考慮防振措施。9、調(diào)節(jié)閥用于含有懸浮物和粘度較高流體時(shí)，應(yīng)配沖洗管線。10、調(diào)節(jié)閥安裝時(shí)應(yīng)注意使介質(zhì)按閥體標(biāo)定箭頭方向流過。11、調(diào)節(jié)閥應(yīng)先檢查校驗(yàn)，并在管道吹掃后安裝。二調(diào)節(jié)閥旁路 1、下列情況應(yīng)設(shè)置旁路：· 腐蝕性流體；· 嚴(yán)重磨損閥內(nèi)件的場合；· 其它重要場合，例如鍋爐給水調(diào)節(jié)閥。2、下列情況可不設(shè)置旁路；· 清凈流體；· 公稱通徑DN80mm的場合；· 調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障或檢修時(shí)，不致引起工藝事故的場合；· 工藝過程不允許或無法利用旁路閥操作的場合。例如：緊急聯(lián)鎖放空閥以及漿狀和易結(jié)晶的流體等。3、調(diào)節(jié)閥連接形式應(yīng)符合制造廠產(chǎn)品說明用書的規(guī)定。4、調(diào)節(jié)閥漸擴(kuò)（縮）管同心和偏心漸擴(kuò)（縮）管，宜選用偏心漸擴(kuò)（縮）管。5、調(diào)節(jié)閥配管和配線（1）調(diào)節(jié)閥的配管和配線方案應(yīng)滿足調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求。（2）調(diào)節(jié)閥配管宜采用6×1紫銅管或PVC護(hù)套紫銅管，大膜頭調(diào)節(jié)閥和氣動(dòng)閘閥宜采用8×1紫銅管或帶PVC護(hù)套紫銅管。（3）防爆區(qū)域