控制阀的发展趋势

                        控制阀的发展趋势

                       上海申弘阀门有限公司

控制阀的发展趋势
1.3 1之前介绍水过滤器在恒通环保应用，现在介绍控制阀的发展趋势控制阀应用中存在的问题
    (1)控制阀的品种多、规格多、参数多。控制阀为适应不同工业生产过程的控制要求，如压力、温度、流体特性等，有近千种不同规格，不同类型的产品，使控制阀的选型不方便、安装应用不方便、维护保养不方便、管理不方便。
    (2)控制阀的可靠性差。控制阀在出厂时的特性与运行一段时间后的特性有很大差异，如泄漏量增大、噪声增大、阀门重复精度变差等．给稳定运行带来困难。
    (3)控制阀体积大、笨重．给控制阀的运输、安装维护带来不便。通常，控制阀的质量比一般仪表质量要重几倍到几十倍，如一台公称压力Class600，公称尺寸DN200的控制阀重达700 kg，运输、安装和维扩都需要动用一些机械设备才能完成，给控制闷的应用带来不便。
    (4)控制阀的流量特性与工业过程被控对象特性不匹配。造成控制系统品质变差。控制阀的理想流量特性已在产品出厂时确定，但工业过程被控对象特性各不相同，加上压降比的变化，使控制阀的工作流量特性不能与被控对象特性匹配，并使控制系统控制品质变差。
    (5)控制阀噪声过大。工业应用中，控制阀噪声已成为工业装置的主要噪声源，因此，降低控制阀噪声成为当前重要的研究课题．并得到各国政府的重视。
    (6)控制阀外漏超标。随着环境保护意识的不断加强．控制阀的阀杆密封和垫片密封设计结构很关键，义加上对于易燃易爆有毒强腐蚀的介质要根据IS0 15848-2、API 622、阀被广泛应用于工业生产过程的控制，研制的偏心旋转阀成为角行程控制的*。偏必旋转阔具有良好的密封性，大的流通能力，可应用于较大压差场合。80年代开始，各种精小型控制阀诞生，它对控制阀执行机构进行的改革，使控制阀的重量和高度降低．流通能力提高。90年代开始，随着计算机控制装置的广泛应用，对智能控制阀的要求也越来越强烈，相继诞生各种智能电气阀门定位器和智能阀门定位器的现场总线控制，2l世纪初，现场总线控制阀得到应用，随着控制功能的提高，对控制阀的要求也越来越高。

1.2.2我国控制阀的现状
   上海申弘阀门有限公司主营阀门有：减压阀(气体减压阀,可调式减压阀,水减压阀,蒸汽减压阀 我国控制阀工业生产行业起步较晚，在20世纪60年代开始研制单座控制阀、双座控制GB/T26481进行检验，因此，改善阀杆填料密封和垫片密封是当务之急。
    (7)控制阀是耗能设备。在能源越来越紧缺的当前，更应采用节能技术．降低控制阀的能耗，提高能源的利用率。
1.3.2控制阀的发展方向
    控制阀的发展方向主要是标准化、智能化、精小比、旋转化和安全化。
    (1)标准化和智能化
    控制阀的标准化和智能化已经提到议事日程．控裁阔的标准化主要表现在下列方面：
    ①为了实现互换性。使相同压力等级P\( C,lass)．相同公称尺寸DN(NPS)的控制阀使用相同的结构长度．相同的法兰标准，使用户不必为选择誊造商而花费大量时间。
    ②为了实现互操作性。不同制造商生产的控制阀能够与其他制造商的产品协同工作，不会发生信号的不匹配或阻抗的不匹配等现象。
    ③标准化的诊断软件和其他辅助软件，使不同制造商的控制阀可进行运行状态的诊断．运行数据的分析等。
    ④标准化的选型程序。控制阀的选型仍是自控设计人员十分关心的问题．采用标准化的计算程序，根据工艺所提供的数据，能够正确计算所需控制阀的流量系数K.(C．)．确定配管及选用恰当的壳体、阀芯及阀内件材质等，使设计过程标准化，提高设计质量。
    控制阀的智能化主要采用智能阀门定位器，眢能化表现在下列方面：
    ①控制阀的自诊断。运行状态的远程通信等智能功能，使控制阀的管理方便，故障诊断变得容易，也降低了对维护人员的技能要求。
    ②减少产品类型。减化生产流程，采用智能阀门定位器不仅可方便地改变控制阀的流量特性，也可以提高控制系统的控制品质。因此，对控制阀流量特性的要求可简化及标准化（如仅生产线性特性控制阀），用智能化功能模块实现与被控对象特性的匹配，使控制阀产品的类型和品种大大减少，使控制阀的制造过程得到减化．为减少控制阀的品种，国内亦有厂家生产全功能控制阀，这些智能化的方法将不断提高，并在生产和市场中经受考验和认可。
    ③数字通信c数字通信将在控制阀中获得广泛应用，以HART通信协议为基础，一些控制阀的阀门定位器将输入信号和阀位信号在同一传输线实现；以现场总线为基础，控制阀与阀门定位器，PID控制功能模块结合，使控制功能在现场实现，使危险分散，使控制更及时，更迅速。
    ④智能阀门定位器。智能阀门定位器具有阀门定位器的所有功能，同时能够改善控制阀的动态和静态特性，提高控制阀的控制精度，因此，智能阀门定位器将在今后一段时间内成为重要的控制阀辅助设备被广泛应用。
    (2)精小化
    为降低控制阀的亘量，便于运输、安装和维护，控制阀的精小化采用了下列措施：
    ①采用精小型执行机构。采用轻质材料，采用多组弹簧替代一组弹簧，降低执行机构高度，通常精小型气动薄膜执行机构组成的控制阀比同类型气动薄膜执行机构组成的控制阀高度要降低约30%，重量减少约30%．而流通能力可提高约30%.
    ②改变流路结构。如将阀芯的移动改变为阀座的移动，将直线位移改变为角位移，使控制阀积缩小．重量减轻：
    ③采用电动执行机构。不仅可减少采用气动执行机构所需的气源装置和辅助设备，也可减少执行机构的重量，如Fisher公司的9000系列电动执行机构。其20型的高度小于330 mm.使整个控制阈（带数字控制器和执行机构）质量降低到20 kg～32 kg.
    (3)旋转化
    由于旋转类控制阀，如球阀等，有相对体积较小．流路阻力较小，可调比较大、密封性较好、防堵性能较好、流通能力较大等优点，因此，在控制阀新品种中-旋转阀的比重在增大。特别是公称R寸DN较大的管道中，普遍采用球阀、蝶阀等类型控制阀，从国外近年的产品看．旋转阔直用的比例正逐年增长。

  安全化
    仪表控制系统的安全性已经得到各方面的重视，安全仪表系统( SIS)对控制阀的要求也越来越高，表现在以下几个方面：
    ①对控制阀故障信息诊断和处理要求提高，不仅要对控制阀进行故障发生后的被动性维护，而且要进行故障发生前的预防性维护和预见性维护。因此，对组成控制阀的有关组件进行统计和分析，及时提出维护建议等更为重要。
    ②对用于紧急停车系统或安全联锁系统的控制阀，提出及时、可靠、安全动作的要求。确保这些控制阀能够反应灵敏、准确。
    ③对用危险场所的控剞阀，应简化认证程序．如本安应用的现场总线仪表，可简化为采用FISCO现场总线本质安全概念，使对本安产品的认证过程简化。
    ④与其他现场仪表的安全性类似，对控制阀的安全性，可采用隔爆技术、防火技术、增安技术、本安技术、抗静电技术、无火花技术等；对现场总线仪表，还可采用实体概念、本安概念、FISC()概念和非易燃(FINCO)概念等。
    (5)节能
    降低能源消耗，提高能源利用率是控制阀的一个发展方向。主要有以下几个方面：
    ①采用低压降比的控制阀。使控制阀在整个系统压降中占的比例减少，从而降低能耗，因此，设计低压降比的控制阀是发展方向之一；另一个发展方向是采用低阻抗控制阀，如采用蝶阀，偏心旋转阀等。
    ②采用自力式控制阀。如直接采用阀后介质的压力组成自力式控制系统，用被控介质的能量实现阀后压力控制。
    ③采用电动执行机构的控制阀。气动执行机构在整个控制阀运行过程中都需要有一定的气压，虽然可采用消耗量小的放大器等。但日积月累．耗气量仍是巨大的，采用电动执行机构，在改变控制阀开度时，需要供电，在达到所需开度时，就可不再供电，因此，从节能角度看，电动执行机构比气动执行机构有明显的节能优点。
    ④采用压电控制阀。在智能阀n定位器中采用压电控制阀，只有当输出信号增加时才耗用气源。
    ⑤采用带平衡结构的阀芯。降低执行机构推力或转矩，缩小膜头气室，降低能源需要。
    ⑥采用变频调速技术代替控制阀。对高压降比的应用场合，如果能量消耗很大，可采用变频调速技术，采用变频调速器改变有关运转没备的转速，降低能源消耗。

 (6)保护环境
    环境污染已经成为公害，各级政府都非常重视，控制阀对环境的污染主要有控制阔噪声和控制阀的泄漏（内漏和外漏），其中．控制阀噪声对环境污染更是十分严重。
    ①降低控制阀噪声。研制各种降低控制阀噪声的方法，包括从控制阀流路设计到控制阀内件的设计．从噪声源的分析到降低噪声的措施等，主要有设计降噪控制阀和降噪控匍阀内件，合理分配压降，使用外部降噪措施，如增加隔离、采用消声器等。
    ②降低控制阀的外漏。控制阀的外漏是指控制阀从阀杆填料部位和中法兰垫片处的“跑”“冒”“滴”“漏”，这些泄漏物不仅造成物料或产品的浪费，而且对大气环境造成污染，有时，还会造成人员的伤亡或设备爆炸事故。因此，研制控制阀的阀杆密封结构和填料类型，使控制阀的逸散性检漏达到IS0 15848-2、API 622、GB/T 26181的要求，研制控制阀的密封将是控制阀今后一个重要的研究课题。

    计算机科学、控制理论和自动化仪表等高新科学技术的发展推动了控制阀的发展，例如，现场总线控制阀和智能阀门定位器的研制，数字通信在控制阀的实现等。控制阀的发展也推动了其他科学技术的发展。例如，对防腐蚀材料的研究，对消弱和降低噪声方法的研究．对抗硫化氧腐蚀材料的研究，对抗硫化氢喷涂技术的研究、对流体动力学的研究等。随着现场总线技术的发展，控制阀也将智能和更可靠，它将与其他自动化仪表和计算机控制装置一起，使工业生产过程的功能更完善，控制精度更高，控制的效果更明显，控制将更可靠，并为我国现代化建设发挥更重要的作用。与本产品相关论文：美标球阀维护