控制电路中自力式调节阀的采用

哈尔滨市汽化厂是一个运用煤充压汽化加工工艺生产制造天然气的化工厂，自动化技术程度较高，在过程控制中，电动执行器的调节质量与生产制造工作状况的稳定性有着紧密的联络，因此对执行机构的挑选看起来特别关键，针对安全防护防爆型规定非常高的化工厂，绝大部分电动执行器选用的是自力式调节阀。

气动调节阀的选用一般要从下列一些层面做好考虑到：

1)依据技术标准，挑选适宜的调节阀门构造和种类。

2)依据加工工艺目标，挑选适宜的总流量特点。

3)依据加工工艺主要参数，测算流量系数，挑选阀的规格。

4)依据技术规定，挑选原材料和协助设备。

下边对于以上4点进行阐述。

2 调节阀门的结构特征和种类

自力式调节阀是由气动执行器和阀两部份组合而成的，气动执行器是接受键入的气动阀门数据信号，造成对应的推动力，使摆杆产生偏移，促进闸阀姿势；而阀就是指与管道连接的阀座部件一部分，它受到执行器的摆杆推动力，更改阀座偏移，进而更改闸阀开启度，最后调节液体总流量的转变。

自力式调节阀按其过程可分成直行程安排和角行程二种，按其结构特征分直达单阀阀、直达双坐阀、高压阀、角型阀、套筒阀、气动蝶阀、碟阀、轴力旋转阀等。在其中直达阀较为普遍，单阀阀泄露量较小，但阀前后左右压力差不可以很大，而双坐阀恰好与之反过来。高压阀合适于高负压和髙压差的物质精确测量，但在髙压差状况下，液体对原材料冲洗和汽蚀比较严重，一般要考虑到阀心和高压闸阀的材料，以增强其使用期限。在髙压差、高粘度、含漂浮物和颗粒化学物质液体的操纵中可采用角型阀。气动蝶阀更适用强碱、强酸等强腐蚀物质的操纵。碟阀适用大流量、低电压差的空气物质。套筒阀选用均衡型阀心构造，具备低噪音的特性，是运用比较普遍的阀之一。

自力式调节阀有气开与气关二种种类。明确调节阀门电源开关方法的标准是：当数据信号工作压力终断时，应确保工艺技术和制造的安全性。假如闸阀在信号中断后处在开启部位，液体不终断最安全性，则采用气关阀；假如闸阀在数据信号工作压力终断后处在关掉部位，液体不通过最安全性，则采用气开阀。如热处理炉的然料气或轻质燃料油管道上的调节阀门，应取用气开阀，当信号中断后，阀自行关掉，然料被断开，以防温度控制过高而出现安全事故；加热炉进水口道路上的调节阀门，应取用气关阀，当信号中断后，阀全自动开启，依然向加热炉内桶装水配送，可以防止加热炉烧干。

3 调节阀门的总流量特点

调节阀门的总流量特点就是指物质穿过阀的相对性总流量Q与阀心相对性行程安排己(闸阀的相对性开启度)中间的函数关系：

Q=f(L)

当调节阀门两边压力差△P保持一致时，阀的总流量特点称之为原有总流量特点。原有总流量特点具体有平行线、等百分数(对数)、双曲线和快开等4种种类，如下图3—1所显示：

在生产制造中阀的原有总流量特点有平行线、等百分数和快开3种。双曲线特点处于平行线和等百中间，一般用等百特点来替代。快开特点主要运用于二位式操纵。

在一般情形下，阀两头压力差不太可能始终保持一致，这时阀的原有总流量特点便会产生失真，阀在具体运行情况下的性能称为工作中总流量特点。这时在明确总流量特征时要引进一个称之为阀阻比的指数S。

S=△P/∑△P

∑△P为系统软件总压力差，是阀、所有工艺技术和管道系统软件上的各压力差之和。

从下面3个层面具体内容对阀的工作中总流量特点开展剖析：

1)从自动控制系统的调节品质层面剖析

针对一个简便的自动控制系统，它是由操纵目标、智能变送器、控制器和调节阀门好多个基本上阶段构成的，系统软件的总放大系数K=K1K2K3K4K5

K1~K5各自表明智能变送器、控制器、执行器、阀、操纵目标的放大系数。在负载变化的情形下，要使自动控制系统能维持预约的操控指标值，期待总放大系数在自动控制系统的整体实际操作区域内保持一致。一般来说，在一个明确的体系里，K1~K3的指数是稳定一致的，仅有目标的放大系数X5随负载的变动而转变，因此挑选恰当的总流量特点来丰I、偿目标特点的转变，确保K4K5的相乘是个参量就确保了操作系统的总放大系数K是个平稳值。

2)从加工工艺管路状况剖析

调节阀门一直与管路、机器设备连在一起应用的，管路摩擦阻力的出现肯定会使阀的工作特点与原有特点不一样。因此，应依据目标的特点，挑选适宜的工作特点，再依据管路状况选用相对应阀的原有总流量特点。考虑到加工工艺管路状况时，可参考表3—1来挑选阀的本身特点。

从表3—1上看，当S=1~0．6时，选定原有总流量特点和工作中总流量特点一致。当S<0．3时，特性曲线图失真比较严重不适合操纵。

3)从负载转变状况剖析

平行线特征调节阀门在小开启度时总流量相对性变化量大，过度灵巧，非常容易造成震荡，阀心高压闸阀易毁坏，故在S值小、负载变化幅度大的场所不可以选用。等百分数阀的放大系数随闸阀行程安排扩大而增大，总流量相对性变化量稳定不会改变。

4 调节阀门的规格

调节阀门规格的确认是在预估阀流量系数CV的基本上实现的。总流量系数的定义就是指在闸阀开全标准下，阀两头压力差△P为100 kPa，流体密度ρ为1g／cm3时，根据阀的液体容积总流量为Q(m3／h)，其节流阀公式计算为：

C是一个比例系数，它与流量系数的相互关系是m倍，即CV=mC。当总流量特征为直线式时m=1．63，当总流量特征为等百分数型时m=1．97。

式(4--1)是当精确测量物质为液态时的计算方式，当精确测量物质为汽体时要考虑到气温和工作压力对物质容积的危害，其C值的测算分两类状况：

当阀前后左右压力差△P低于0．5倍的阀前工作压力P1，即△P<0．5P1时

此外，当物质为过热蒸汽时，测算C值能考虑到蒸气的氢压。

明确完CV值之后，要对调节阀门的开启度开展检算，规定较大总流量时阀开启度不得超过90％，最少总流量时开启度不小于10％。在正常的负荷下，闸阀开启度应在15％~85％中间。最终依据CV值明确调节阀门规格。

5 调节阀门的原材料和协助设备

调节阀门的油路板一般采用生铁材料，其抗压级别、应用温度范围、抗腐蚀等领域应不低于对加工工艺管线的规定，但在物质为易燃易爆物品的液体时需作独特考虑到。阀心、高压闸阀材料的使用应充分考虑液体中能否有固态颗粒物形成的损坏和汽蚀功效对阀主件的冲击性。一般针对非腐蚀液体，常采用不锈钢板；针对腐蚀很强的液体，可采用哈氏合金；针对冲击性、震动、损坏比较严重的液体，可采用喷焊硬质合金刀具或喷漆材料。此外当实际操作物质溫度高过 200℃时，要选用带散热器的上单流阀。

调节阀门的协助设备关键有阀门定位器、真空电磁阀、回讯电源开关、过虑气体减压阀、保位阀等。

阀门定位器是调节阀门的一个关键配件，普遍的有气动式阀门定位器和电气设备阀门定位器二种。它主要运用于：

1)髙压差的场所；

2)髙压、持续高温或超低温物质的场所；

3)物质中带有固态悬浮固体或粘性液体的场所；

4)调节阀门规格很大的场所；

5)完成分程操纵；

6)改进调节阀门的总流量特点。

电磁阀的作用是迅速地断开和接入气动阀门，使阀处在彻底通、断的部位，多用以安全性安全泄压阀。回讯电源开关是必须在主控室实时监测到阀位的信息才采用的。保位阀的选取是依据加工工艺情况，当气动阀门断开时，阀位规定保证在一定的位子上，但这样的事情不常见。

6 结语

调节阀门是控制系统中一个主要的阶段，若挑选测算不精确，应用维护保养不可当，将同时危害控制技术的调节品质，乃至导致明显的生产制造安全事故。因此，对调节阀门的恰当采用、组装和检修等各项工作都需要十分重视。

伴随着自动化技术的发展趋势，对自力式调节阀的需求愈来愈高，这种标准包含：新构造、新型材料、性能卓越、与电脑通信及其优异的信息特性等。因而，对新式调节阀门的探讨和学习是一项严峻而关键的每日任务。

作者介绍：周雪冰(1973-)，女，技术工程师，主要是针对DCS及互联网技术的科学研究