气动调节阀选型分析

气动调节阀又叫控制阀，在工业自动化过程控制领域中，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介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的控制元件。一般由执行机构和阀门组成。如果按行程特点，调节阀可分为直行程和角行程；按其所配执行机构使用的动力，按其功能和特性分为线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。调节阀的阀体,阀内件结构形式和材质,是提高调节品质和延长阀的使用寿命的关键.本文首先分析调节阀的分类以及主要功能,其次介绍调节阀的选型,从选型的思路,选型的原则,选型的方法进行介绍.

气动调节阀的选型方法
 
1)根据工艺条件，选择合适的调节阀结构和类型。

2)根据工艺对象，选择合适的流量特性。

3)根据工艺参数，计算流量系数，选择阀的口径。

4)根据工艺要求，选择材料和辅助装置。

下面针对以上4点加以论述。

一、气动调节阀选型分析结构和类型

气动调节阀是由气动执行机构和阀两部分组成的，气动执行机构是接收输入的气源信号，产生相应的推力，使推杆发生位移，推动阀门动作；而阀是指与管路联接的阀体组件部分，它接受执行机构的推杆推力，改变阀杆位移，从而改变阀门开度，控制流体流量的变化。气动调节阀按其行程可分为直行程和角行程两种，按其结构类型分直通单座阀、直通双座阀、高压阀、角形阀、套筒阀、隔膜阀、蝶阀、偏心旋转阀等。其中直通阀比较常见，单座阀泄漏量较小，但阀前后压差不能太大，而双座阀正好与之相反。高压阀适合于高静压和高压差的介质测量，但在高压差情况下，流体对材料冲刷和气蚀严重，一般要考虑阀芯和阀座的材质，以提高其使用寿命。在高压差、高黏度、含悬浮物和颗粒状物质流体的控制中可选用角形阀。隔膜阀更适用于强酸、强碱等强腐蚀性介质的控制。蝶阀适用于大流量、低压差的气体介质。套筒阀采用平衡型阀芯结构，具有低噪声的特点，是应用较为广泛的阀之一。

一、气动调节阀选型分析关于阀体
1、常压差的场合，选用的流体压力不平衡型的顶部导向型单向调节阀，是一种体积小，结构简单但却能适应苛刻工况条件的单座调节阀。由于采用不平衡型阀芯，与精小型设计的多弹簧薄膜式执行机构组合后，外型大为缩小。由于没有采用流体压力平衡结构，该系列调节阀特别适用于各种流体。

2、高压及高压差场合选用双座调节阀，但是如果对阀座的泄漏量要求比较高时要选用套筒单座调节阀。

3、当调节系统对调节阀的噪音大于85分贝时应该选用降噪音调节阀。

4、对于压力较低，流量范围比较大的场合应该选用可调节球阀。

5、对流体冲刷比较严重或者工作在闪针状态下的阀门原则上采用缩进，阀芯、阀座全部用司太莱合金堆焊。

6、对于在强酸强碱介质下工作的调节阀要采取耐腐蚀措施，如选型上采用耐腐蚀不锈钢或者法体采用全部内衬聚四氟乙烯以达到防腐蚀的目的。所有阀门和执行机构都使用防风沙喷涂，所有螺栓螺母采用抗腐蚀外层以适用新疆地区。

7、调节阀的阀体、阀内件及密封件的材质及耐压等级应符合其安装处的工艺条件及现场的环境要求。调节阀上带有就地机械指示装置，可就地指示阀门的开度。

8、调节阀的配管接头以及配套法兰、螺母（120%）、螺母（120%）、垫片（200%）配套。配对法兰材质必须与工艺管道材质*一致，便于现场施工过程中的焊接。

9、标志和铭牌每台阀都有不锈钢铭牌，铭牌应处于易于观察的位置，铭牌应包含以下内容。

1）制造厂的名称

2）阀门的位号、制造番号和型号

3）阀体的材质、尺寸、压力等级

调节阀选型要根据现场提供的介质、流量、阀签发后的压力、温度、粘度、工艺管径等参数，经过原生产厂家原装软件计算，并且*符合设计各项要求
气动调节阀有气开与气关两种类型。确定调节阀开关方式的原则是：当信号压力中断时，应保证工艺设备和生产的安全。如果阀门在信号中断后处于打开位置，流体不中断则选用气关阀；如果阀门在信号压力中断后处于关闭位置，流体不通过，则选用气开阀。如加热炉的燃料气或燃料油管路上的调节阀，应选用气开阀，当信号中断后，阀自动关闭，燃料被切断，以免炉温过高而发生事故；锅炉进水管路上的调节阀，应选用气关阀，当信号中断后，阀自动打开，仍然向锅炉内送水，可以避免锅炉烧干。

二、气动调节阀选型分析的流量特性

调节阀的流量特性是指介质流过阀的相对流量Q与阀芯相对行程己(阀门的相对开度)之间的函数关系：当调节阀两端压差△P保持不变时，阀的流量特性称为固有流量特性。固有流量特性主要有直线、等百分比(对数)、抛物线和快开等4种类型。在生产中阀的固有流量特性有直线、等百分比和快开3种。抛物线特性介于直线和等百之间，一般用等百特性来代替。快开特性主要用于二位式控制。

在一般情况下，阀两端压差不可能永远保持不变，这时阀的固有流量特性就会发生畸变，阀在实际工作条件下的特性称之为工作流量特性。这时在确定流量特性时要引入一个称为阀阻比的系数S。对于一个简单的控制系统，它是由控制对象、变送器、调节器和调节阀几个基本环节组成的，系统的总放大系数K=K1K2K3K4K5；K1~K5分别表示变送器、调节器、执行机构、阀、控制对象的放大系数。在负荷变动的情况下，要使控制系统能保持预定的控制指标，希望总放大系数在控制系统的整个操作范围内保持不变。一般来说，在一个确定的系统里，K1~K3的系数是固定不变的，只有对象的放大系数X5随负荷的变化而变化，为此选择适当的流量特性来丰I、偿对象特性的变化，保证K4K5的乘积是个常数就保证了系统的总放大系数K是个稳定值。

2)从工艺配管情况分析

调节阀总是与管道、设备连在一起使用的，管道阻力的存在必然会使阀的工作特性与固有特性不同。所以，应根据对象的特性，选择合适的工作特性，再根据配管情况选择相应阀的固有流量特性。考虑工艺配管情况时，可参照表3—1来选择阀的固有特性。衬氟蝶阀

3)从负荷变化情况分析

直线特性调节阀在小开度时流量相对变化量大，过于灵敏，容易引起振荡，阀芯阀座易损坏，故在S值小、负荷变化幅度大的场合不宜采用。等百分比阀的放大系数随阀门行程增大而增大，流量相对变化量恒定不变。

三、气动调节阀选型分析的口径

调节阀口径的确定是在计算阀流量系数CV的基础上进行的。流量系数的定义是指在阀门全开条件下确定完CV值以后，要对调节阀的开度进行验算，要求流量时阀开度不大于90%，流量时开度不小于10%。在正常工况下，阀门开度应在15%~85%之间。根据CV值确定调节阀口径。

气动调节阀的选型注意事项
1、明确气动调节阀在设备或装置中的用途，确定气动调节阀的工作条件：适用介质、工作压力、工作温度等等。

2、确定与气动调节阀连接管道的公称通径和连接方式：法兰、螺纹、焊接等。

3、确定气动调节阀的型式：闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、节流阀、安全阀、减压阀、蒸汽疏水阀、等。

4、确定动作方式可分为：直行程和角行程两种方式。

5、选择气动调节阀的种类：闭路气动调节阀、调节气动调节阀、安全气动调节阀等。

6、确定气动调节阀的参数：对于自动气动调节阀，根据不同需要先确定允许流阻、排放能力、背压等，再确定管道的公称通径和阀座孔的直径。

7、确定操作气动调节阀的方式：手动、电动、电磁、气动或液动、电气联动或电液联动等。

8、根据管线输送的介质、工作压力、工作温度确定所选气动调节阀的壳体和内件的材料：灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、碳素钢、合金钢、不锈耐酸钢、铜合金等。

9、确定下使用注意事项。

四、气动调节阀选型分析的材料和辅助装置

调节阀的阀体一般选用铸铁材质，其耐压等级、使用温度范围、耐腐蚀等方面应不低于对工艺管道的要求，但在介质为易燃易爆的流体时应作特殊考虑。阀芯、阀座材质的选用应考虑到流体中是否有固体颗粒产生的磨损和气蚀作用对阀内件的冲击。一般对于非腐蚀性流体，常选用不锈钢；对于腐蚀性较强的流体，可选用哈氏合金；对于冲击、振动、磨损严重的流体，可选用堆焊硬质合金或喷涂材质。另外当操作介质温度高于+200℃时，要选择带散热片的上阀盖。

调节阀的辅助装置主要有阀门定位器、电磁阀、回讯开关、过滤减压器、保位阀等。

阀门定位器是调节阀的一个重要附件，常见的有气动阀门定位器和电气阀门定位器两种。它主要用于：

1)高压差的场合；

2)高压、高温或低温介质的场合；

3)介质中含有固体悬浮物或黏性流体的场合；

4)调节阀口径较大的场合；

5)实现分程控制；

6)改善调节阀的流量特性。

电磁阀的作用是快速地切断和接通气源，使阀处于*通、断的位置，多用于安全放空阀。回讯开关是需要在控制室实时监测到阀位的信号才选用的。保位阀的选择是根据工艺状况，当气源切断时，阀位要求保持在一定的位置上，但这种情况不多见。

气动调节阀选型分析关于附件
1、电气阀门定位器应接收4～20mADC的模拟信号，电源电压24VDC。基本误差≤±0.1%；不灵敏区微调范围：0.3~10%；耗气量：《3NL/min（与供气压力无关）。

2、定位器是整个调节阀的灵魂和心脏，直接影响到调节阀的可靠性，原则上在调剂阀选型时定位器尽量选用进口原装。同时，对于不同的地区要分别选用普通型、高温型和低温型。

3、调节阀的电气阀门定位器、气动执行机构、空气过滤减压阀等作为调节阀的一个组成部分，由工装配套，向业主统一供货，并在调节阀发货前由工厂进行组装并对全部功能进行合格测试。

4、过滤减压阀选用根据调节阀所配执行机构的大小要满足供气量要求。根据工作环境分常温型、高温型和低温型。

5、定位器的所有电气部分都应能满足现场防护等级的要求。

气动调节阀选型分析
调节阀是自动控制系统中一个重要的环节，若选择计算不准确，使用维护不得当，将直接影响控制系统的控制质量，甚至造成严重的生产事故。为此，对调节阀的正确选用、安装和维修等各项工作都必须高度重视。随着工业自动化的发展，对气动调节阀的要求越来越高，这些要求包括：新结构、新材料、高性能、与计算机通讯以及*的动态性能等。因此，对新型调节阀的研究和学习是一项艰巨而重要的任务。

气动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。那么我们如何选择从这些多种多样的调节阀中选择呢，调节阀的阀体类型选择阀体的选择是调节阀选择中环节，所以在具体选择时，可从以下几方面考虑: