調(diào)節(jié)閥選型調(diào)節(jié)閥選型中的動(dòng)態(tài)特性

傳統(tǒng)理論認(rèn)為，仔細(xì)調(diào)節(jié)靜態(tài)因素將會(huì)使閥（從而也使整個(gè)回路）獲得良好的性能。然而，我們認(rèn)識(shí)到情況并非總是如此。

研究人員和生產(chǎn)商進(jìn)行的成千上萬次性能檢查證明，多達(dá)50%的調(diào)節(jié)閥(其中有許多是通過考慮傳統(tǒng)因素而選擇的)對(duì)于優(yōu)化控制回路性能未能產(chǎn)生多大效果。后繼研究表明，閥的動(dòng)態(tài)特性對(duì)于降低流程易變性起了很重要的作用。在許多關(guān)鍵的流程中，不同的閥門降低流程易變性的幅度即使相差1%也能夠大幅度提高生產(chǎn)效率并減少廢物，從而可取得很大的經(jīng)濟(jì)效益。

其次，傳統(tǒng)的看法總是認(rèn)為，流程優(yōu)化的改進(jìn)總是來自于控制室控制儀表的升級(jí)。但是，測(cè)試數(shù)據(jù)表明，在使用相同控制儀表的條件下，閥的動(dòng)態(tài)特性能夠?qū)芈沸阅墚a(chǎn)生顯著的影響。如果控制閥的精度只能達(dá)到5%，那么，花費(fèi)大量的錢去配置一套其控制精度可達(dá)到0.5%的高級(jí)控制儀表系統(tǒng)并不能起到多大作用。

在尋找一種與使用場(chǎng)合相匹配的閥門時(shí)，首先應(yīng)考察一下4種基本型式的節(jié)流控制閥，即籠式球閥、旋轉(zhuǎn)浮球閥、偏心閥與蝶形閥。

籠式球閥的調(diào)整片形式的種類非常廣泛，因此能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合的需求，從而使它成為各種閥中的首選。籠式球閥調(diào)整片有很多種，包括平衡調(diào)整片、非平衡調(diào)整片、彈性座調(diào)整片、受約束調(diào)整片及全尺寸調(diào)整片等。在許多情況下，一種閥體的各種調(diào)整片配置是可以互換的。

籠式球閥也有若干缺點(diǎn)。

一是該閥的尺寸受到限制（通常為16英寸）;

二是與同等規(guī)格的視線閥（如浮球閥或蝶形閥）相比，其容量比較低;

三是售價(jià)較高，特別是大口徑的籠式球閥。

然而，在降低流程易變性方面，籠式球閥具有優(yōu)異的性能，常常足以彌補(bǔ)這些缺陷。

旋轉(zhuǎn)浮球閥的流量比同等口徑的籠式球閥大。雖然旋轉(zhuǎn)浮球閥的控制范圍大于籠式球閥，但仍然優(yōu)于大多數(shù)其他類型的閥。旋轉(zhuǎn)浮球閥的允許壓力降和允許溫度范圍比籠式球閥小。通常它們的壓力降上限為7.0x105kg/m2，適合于在溫度低于398℃的場(chǎng)合使用。浮球閥不適用于易起空泡的液體，而且在用于壓力降較高的氣體中時(shí)，常常可能發(fā)出較大的噪聲。

偏心閥比浮球閥的摩擦更小，價(jià)格更低。特有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使其對(duì)于流程易變性的控制更精確。除此之外，偏心閥的優(yōu)缺點(diǎn)與浮球閥相差不大。

按閥的性能來衡量，蝶形閥屬于低檔閥。蝶形閥的流量大，價(jià)格最便宜，而且有多種不同的口徑。但是，蝶形閥的特性曲線只有等比例特性曲線一種，這就大大限制了蝶形閥降低流程易變性的性能。由于這一原因，蝶形閥只能用于負(fù)載固定不變的場(chǎng)合中。雖然蝶形閥有多種不同的口徑，并且可以用大多數(shù)鑄合金來制造，但蝶形閥不符合ANSI關(guān)于面對(duì)面尺寸的要求，也不適用于易起空泡的流體或噪聲較大等場(chǎng)合。

綜上所述，調(diào)節(jié)閥的動(dòng)態(tài)特性其實(shí)和靜態(tài)特性同等重要，甚至比靜態(tài)特性更重要，因?yàn)樗艽_定這種調(diào)節(jié)閥是否適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)工況的要求，從而為我們選出更適合現(xiàn)場(chǎng)工況的調(diào)節(jié)閥來，這需要生產(chǎn)商和用戶的密切溝通才能實(shí)現(xiàn)。

調(diào)節(jié)閥的閥體種類很多，常用的閥體種類有直通單座、直通雙座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋轉(zhuǎn)、蝶形、套筒式、球形等。在具體選擇時(shí)，可做如下考慮:

(1) 閥芯形狀結(jié)構(gòu)

主要根據(jù)所選擇的流量特性和不平衡力等因素考慮。

(2) 耐磨損性

當(dāng)流體介質(zhì)是含有高濃度磨損性顆粒的懸浮液時(shí)，閥的內(nèi)部材料要堅(jiān)硬。

(3) 耐腐蝕性

由于介質(zhì)具有腐蝕性，盡量選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單閥門。

(4) 介質(zhì)的溫度、壓力

當(dāng)介質(zhì)的溫度、壓力高且變化大時(shí)，應(yīng)選用閥芯和閥座的材料受溫度、壓力變化小的閥門。

(5) 防止閃蒸和空化

閃蒸和空化只產(chǎn)生在液體介質(zhì)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，閃蒸和空化會(huì)形成振動(dòng)和噪聲，縮短閥門的使用壽命，因此在選擇閥門時(shí)應(yīng)防止閥門產(chǎn)生閃蒸和空化。

調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇

為了使調(diào)節(jié)閥正常工作，配用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)要能產(chǎn)生足夠的輸出力來保證高度密封和閥門的開啟。

對(duì)于雙作用的氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一般都沒有復(fù)位彈簧。作用力的大小與它的運(yùn)行方向無關(guān)，因此，選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵在于弄清最大的輸出力和電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。對(duì)于單作用的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，輸出力與閥門的開度有關(guān)，調(diào)節(jié)閥上的出現(xiàn)的力也將影響運(yùn)動(dòng)特性，因此要求在整個(gè)調(diào)節(jié)閥的開度范圍建立力平衡。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型的確定

對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力確定后，根據(jù)工藝使用環(huán)境要求，選擇相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)有防爆要求時(shí)，應(yīng)選用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。從節(jié)能方面考慮，應(yīng)盡量選用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。若調(diào)節(jié)精度高，可選擇液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如發(fā)電廠透明機(jī)的速度調(diào)節(jié)、煉油廠的催化裝置反應(yīng)器的溫度調(diào)節(jié)控制等。

調(diào)節(jié)閥的作用方式選擇

調(diào)節(jié)閥的作用方式只是在選用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)才有，其作用方式通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)正反作用和閥門的正反作用組合形成。組合形式有4種即正正(氣關(guān)型)、正反(氣開型)、反正(氣開型)、反反(氣關(guān)型)，通過這四種組合形成的調(diào)節(jié)閥作用方式有氣開和氣關(guān)兩種。對(duì)于調(diào)節(jié)閥作用方式的選擇，主要從三方面考慮:

a)工藝生產(chǎn)安全;

b)介質(zhì)的特性;

c)保證產(chǎn)品質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)損失最小

調(diào)節(jié)閥的閥體類型選擇調(diào)節(jié)閥的閥體種類很多，常用的閥體種類有直通單座、直通雙座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋轉(zhuǎn)、蝶形、套筒式、球形等。在具體選擇時(shí)，可做如下考慮

(1) 閥芯形狀結(jié)構(gòu)主要根據(jù)所選擇的流量特性和不平衡力等因素考慮。

(2) 耐磨損性當(dāng)流體介質(zhì)是含有高濃度磨損性顆粒的懸浮液時(shí)，閥的內(nèi)部材料要堅(jiān)硬。

(3) 耐腐蝕性由于介質(zhì)具有腐蝕性，盡量選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單閥門。

(4) 介質(zhì)的溫度、壓力當(dāng)介質(zhì)的溫度、壓力高且變化大時(shí)，應(yīng)選用閥芯和閥座的材料受溫度、壓力變化小的閥門。

(5) 防止閃蒸和空化閃蒸和空化只產(chǎn)生在液體介質(zhì)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，閃蒸和空化會(huì)形成振動(dòng)和噪聲，縮短閥門的使用壽命，因此在選擇閥門時(shí)應(yīng)防止閥門產(chǎn)生閃蒸和空化。

調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇為了使調(diào)節(jié)閥正常工作，配用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)要能產(chǎn)生足夠的輸出力來保證高度密封和閥門的開啟。

對(duì)于雙作用的氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一般都沒有復(fù)位彈簧。作用力的大小與它的運(yùn)行方向無關(guān)，因此，選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵在于弄清最大的輸出力和電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。對(duì)于單作用的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，輸出力與閥門的開度有關(guān)，調(diào)節(jié)閥上的出現(xiàn)的力也將影響運(yùn)動(dòng)特性，因此要求在整個(gè)調(diào)節(jié)閥的開度范圍建立力平衡。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型的確定對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力確定后，根據(jù)工藝使用環(huán)境要求，選擇相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)有防爆要求時(shí)，應(yīng)選用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。從節(jié)能方面考慮，應(yīng)盡量選用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。若調(diào)節(jié)精度高，可選擇液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如發(fā)電廠透明機(jī)的速度調(diào)節(jié)、煉油廠的催化裝置反應(yīng)器的溫度調(diào)節(jié)控制等。

調(diào)節(jié)閥的作用方式選擇調(diào)節(jié)閥的作用方式只是在選用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)才有，其作用方式通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)正反作用和閥門的正反作用組合形成。組合形式有4種即正正(氣關(guān)型)、正反(氣開型)、反正(氣開型)、反反(氣關(guān)型)，通過這四種組合形成的調(diào)節(jié)閥作用方式有氣開和氣關(guān)兩種。對(duì)于調(diào)節(jié)閥作用方式的選擇，主要從三方面考慮①工藝生產(chǎn)安全②介質(zhì)的特性③保證產(chǎn)品質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)損失最小。

可根據(jù)管道等徑選用?？筛鶕?jù)最大流量和閥門的流量范圍選用。