調節閥選型與安裝

在現代化工廠(chǎng)的自動(dòng)控制中，調節閥非常重要。通過(guò)接受控制單元輸出的控制信號，從而去改變介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數，可以這么說(shuō)：調節閥是工藝環(huán)路中最后一道閘！因此，如何正確的選用調節閥，以達到最好的控制效果?就成了一個(gè)最關(guān)鍵的問(wèn)題。
一、調節閥固有流量特性
「選擇原則」
調節閥的選擇應按調節系統特性、干擾源和S（閥阻比）值三方面綜合考慮。
一般選擇原則
1.閥上壓差變化小，給定值變化小，工藝過(guò)程的主要變量的變化小，以及S＞0.75的控制對象，宜選用直線(xiàn)流量特性。
2.慢速的生產(chǎn)過(guò)程，當S＞0.4時(shí)，宜選用直線(xiàn)流量特性。
3.要求大的可調范圍，管道系統壓力損失大，開(kāi)度變化及閥上壓差變化相對較大的場(chǎng)合，宜選用等百分比流量特性。
4.快速的生產(chǎn)過(guò)程，當對系統動(dòng)態(tài)過(guò)程不太了解時(shí)，宜選用等百分比流量特性。
5.根據以往經(jīng)驗也可按下表選擇流量特性。
注：ΔPn ——表示正常流量下的閥兩端壓差。
ΔPQun1——表示閥關(guān)閉的閥兩端的壓差。
6.快開(kāi)特性：適用于兩位動(dòng)作的場(chǎng)合或當需要迅速獲得調節閥的最大流通能力的場(chǎng)合。當調節器必須設定在寬比例帶時(shí)，其調節閥也可選用快開(kāi)特性。
2閥型式選擇
1.根據工藝變量（溫度、壓力、壓降和流速等）、流體特性（粘度、腐蝕性、毒性、含懸浮物或纖維等）以及調節系統的要求（可調比、泄漏量和噪音等）、調節閥管道連結形式來(lái)綜合選擇調節閥型式。
2.一般情況下優(yōu)先選用體積小，通過(guò)能力大，技術(shù)先進(jìn)的直通單、雙座調節閥和普通套筒閥。也可以選用低S值節能閥和精小型調節閥。
3.根據不同場(chǎng)合，可選用下列型式調節閥。
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(chǎng)合。但口徑小于20mm的閥也廣泛用于較大差壓的場(chǎng)合；
不適用于高粘度或含懸浮顆粒流體的場(chǎng)合。
2）直通雙座閥
一般適用于對泄漏量要求不嚴、流量大和閥前后壓差較大的場(chǎng)合；
但不適用于高粘度或含懸浮顆粒流體的場(chǎng)合。
3）套筒閥
一般適用于流體潔凈，不含固體顆粒的場(chǎng)合。
閥前后壓差大和液體可能出現閃蒸或空化的場(chǎng)合。
4）球型閥
適用于高粘度、含纖維、顆粒狀和污穢流體的場(chǎng)合。
調節系統要求可調范圍很寬（R可達200∶1；300∶1）的場(chǎng)合。
閥座密封墊采用軟質(zhì)材料時(shí)，適用于要求嚴密封的場(chǎng)合。
“O”型球閥一般適用兩位式切斷的場(chǎng)合。
“V”型球閥一般適用于連續調節系統，其流量特性近似于等百分比。
5）角型閥
一般適用于下列場(chǎng)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；
管道要求直角配管的場(chǎng)合。
6）高壓角型閥
除適用5）中各種場(chǎng)合外，還適用于高靜壓、大壓差的場(chǎng)合。但一定要合理選擇閥內件的材質(zhì)和結構形式以延長(cháng)使用壽命。
7）閥體分離型調節閥
一般適用于高粘度、含顆粒、結晶以及纖維流體的場(chǎng)合；
用于強酸、強堿或強腐蝕流體的場(chǎng)合時(shí)，閥體應選用耐腐蝕襯里，閥蓋、閥芯和閥座應采用耐腐蝕壓墊或相應的耐腐蝕材料。其流量特性比隔膜閥好。
8）偏心旋轉閥
適用于流通能力較大，可調比寬（R可達50∶1或100∶1）和大壓差，嚴密封的場(chǎng)合。
9）蝶型閥
適用于大口徑、大流量和低壓差的場(chǎng)合；
一般適用于濃濁液及含懸浮顆粒的流體場(chǎng)合；
用于要求嚴密封的場(chǎng)合，應采用橡膠或聚四氟乙烯軟密封結構；對腐蝕性流體，需要使用相應的耐蝕襯里。
10）三通閥
適用于流體溫度為300℃以下的分流和合流場(chǎng)合，用于簡(jiǎn)單配比調節。兩流體的溫差應不大于150℃。
11）隔膜閥
適用于強腐蝕、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的場(chǎng)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(chǎng)合。
12）波紋管密封閥
適用于真空系統和流體為劇毒、易揮發(fā)及稀有貴重流體的場(chǎng)合。
13）低溫調節閥
適用于低溫工況以及深度冷凍的場(chǎng)合。
介質(zhì)溫度在－100～40℃時(shí)，可選帶散熱片（此處為吸熱）加柔性石墨填料閥。
介質(zhì)溫度在－200～－100℃時(shí)，宜選用長(cháng)頸型低溫閥。
14）低S值節能調節閥
適合于工藝負荷變化大或當S值小于0.3的場(chǎng)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估噪音超過(guò)95dB（A）的場(chǎng)合。
16）快速切斷閥
適用于兩位式調節系統和工藝過(guò)程發(fā)生故障時(shí)，需要閥緊急打開(kāi)或關(guān)閉的場(chǎng)合。
17）自力式調節閥
適用于流量變化小，調節精度要求不高或儀表氣源供應困難的場(chǎng)合。
特殊工藝生產(chǎn)過(guò)程，應根據使用經(jīng)驗選擇專(zhuān)用調節閥。
二、調節閥材料
「選擇」
1一般選擇原則
1.閥體耐壓等級、使用溫度范圍和耐腐蝕性能和材質(zhì)都不應低于工藝連接管道材質(zhì)的要求。并應優(yōu)先選用制造廠(chǎng)定型產(chǎn)品。一般情況選用鑄鋼或鍛鋼閥體。
2.水蒸汽或含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(chǎng)合不應選用鑄鐵閥體。
4.閥內件應能耐腐蝕、耐流體沖蝕以及耐流體經(jīng)節流產(chǎn)生空化、閃蒸時(shí)閥內件的氣蝕損壞。
2閥內件材料選擇
1.非腐蝕性流體一般選用1Crl8Ni9、1Crl8Ni9Ti或其它不銹鋼。
2.腐蝕性流體應根據流體的種類(lèi)、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、沖刷嚴重的工況應選用耐磨材料。如經(jīng)過(guò)熱處理的9Crl8及17-7PH和具有緊固氧化層、韌質(zhì)及疲勞強度大的鉻鉬鋼、G6X等材料。
4.嚴重磨損場(chǎng)合的材料選擇
出現閃蒸、空化和含有顆粒的流體場(chǎng)合，閥芯、閥座表面進(jìn)行硬化處理。
當流體的溫度過(guò)高及壓差過(guò)大時(shí)，其閥芯、閥座應進(jìn)行表面硬化處理。如表面堆焊司太萊合金。
三、調節閥泄漏量及流量的
根據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小于或等于額定C值的0.01％，雙座閥的泄漏量應小于或等于額定C值的0.1％。
流向的選擇：
1.球閥、普通蝶閥對流向沒(méi)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定了某一流向，一般不能改變。
3.單座閥、角形閥、高壓閥、無(wú)平衡孔的單密封套筒閥、小流量調節閥等應根據不同的工作條件，來(lái)選擇調節閥的流向。
1）對于DN≤20的高壓閥，由于靜壓高，壓差大，氣蝕沖刷嚴重，應選用流閉型；當DN＞20時(shí)，應選穩定性好為條件來(lái)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)，應選用流閉型。
3）單座閥、小流量調節閥一般選用流開(kāi)型，當沖刷嚴重時(shí)，可選用流閉型。
4）單密封套筒閥一般選用流開(kāi)型；有“自潔”要求時(shí)，可選用流閉型。
5）兩位式調節閥（單座閥、角形閥、套筒閥、快開(kāi)流量特性），應選用流閉型；當出現水擊、喘振時(shí)，應改選用流開(kāi)型。
6）當選用流閉型且ds＜d時(shí)（ds——閥桿直徑；d——閥座直徑），閥的穩定性差時(shí)，應注意以下幾點(diǎn)：
最小工作開(kāi)度大于20％～30％以上；
選用剛度大的彈簧；
選用等百分比的流量特性。
調節閥附件的選擇
1閥門(mén)定位器適用場(chǎng)合
1.用于克服摩擦力或需要提高調節閥動(dòng)作速度的場(chǎng)合。
2.分程控制和調節閥需要改變氣開(kāi)、氣關(guān)形式的場(chǎng)合。
3.需要改變調節流量特性的場(chǎng)合。
4.調節器比例帶很寬，但又要求閥對小信號有響應的場(chǎng)合。
5.無(wú)彈簧執行機構或活塞執行機構要實(shí)現比例動(dòng)作的場(chǎng)合。
6.用標準信號、操作非標準彈簧的執行機構（20～100kPa以外的彈簧范圍）的場(chǎng)合。
2氣動(dòng)繼動(dòng)器適用場(chǎng)合
1.快速過(guò)程需要提高調節閥響應速度的場(chǎng)合，調節閥與調節器之間距離大于100m的場(chǎng)合。
2.需要提高氣動(dòng)調節器輸出信號的場(chǎng)合。
電磁閥
1.適用于遙控、程序控制、聯(lián)鎖系統、實(shí)現氣路自動(dòng)關(guān)閉，使調節閥開(kāi)或關(guān)的場(chǎng)合。
直通型電磁閥用于雙位調節和遠程控制，根據程序控制的邏輯關(guān)系可選擇“常閉式”或“常開(kāi)式”電磁閥。
二位三通電磁閥：一般用于控制單作用氣缸執行機構、氣動(dòng)薄膜執行機構、氣動(dòng)調節閥及其它控制系統進(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行機構的調節閥，以及使用切斷球閥的自控系統中實(shí)現自動(dòng)切換和程序控制。
2.當要求大容量來(lái)縮短動(dòng)作時(shí)間，把電磁閥作為先導閥與大容量氣動(dòng)繼動(dòng)器組合使用。
3.在爆炸危險場(chǎng)所中，應選用防爆型電磁閥、本安型電磁閥或選用開(kāi)關(guān)型電氣轉換器。
保位閥
適用于當氣源壓力低于給定值時(shí)，要求調節閥保持在某一位置上的場(chǎng)合。
電氣轉換器
1.控制系統采用電動(dòng)儀表和氣動(dòng)調節閥組成的場(chǎng)合。
2.將電信號轉變?yōu)闅庑盘枴?br /> 3.快速調節系統，宜選用電氣轉換器。
閥位傳送器
1.重要場(chǎng)合，宜選用閥位傳送器。
2.電動(dòng)執行機構應配用閥位傳送器。
手輪機構
1.未設置旁路的調節閥，下列情況應設置手輪機構；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)入的危險區內的調節閥，則不應設置手輪機構。
2.需要限制閥開(kāi)度的場(chǎng)合。
3.對于大口徑和選用貴金屬管道的場(chǎng)合。
氣動(dòng)三通控制閥
適用于遙控或程序控制系統，使其調節閥或氣動(dòng)閘板閥開(kāi)或關(guān)的場(chǎng)合。
調節閥附設的電氣元件，如電氣閥門(mén)定位器、電磁閥和電氣轉換器等，用于防爆場(chǎng)合時(shí)，其防爆等級應符合有關(guān)防爆設計規定。
調節閥氣開(kāi)、氣關(guān)選擇原則：儀表供氣系統發(fā)生故障或控制信號突然中斷時(shí)，調節閥的開(kāi)度應處于使生產(chǎn)裝置安全的位置。
調節閥「安裝」
1一般要求
1.調節閥宜垂直、正立安裝在水平管道上。公稱(chēng)通徑DN≥80mm的調節閥，其閥前后管道上應設有永久性支架。
2.調節閥安裝位置應方便操作和維修。必要時(shí)應設置平臺。
3.調節閥組配管應組合緊湊，便于操作、維修和排液。
4.調節閥的上、下部分應留有足夠的空間，以便在維修時(shí)取下執行機構和閥內件以及閥的下法蘭和堵頭。
5.調節閥用于高粘度、易結晶、易汽化以及低溫流體時(shí)，應采取保溫和防凍措施。
6.調節閥使用環(huán)境溫度一般不高于60℃，不低于－40℃的場(chǎng)合。
7.當閥安裝在有振動(dòng)場(chǎng)合時(shí)，應考慮防振措施。
8.凡未裝閥門(mén)定位器的調節閥，膜頭上應安裝指示控制信號的小型壓力表。
9.調節閥用于含有懸浮物和粘度較高流體時(shí)，應配沖洗管線(xiàn)。
10.調節閥安裝時(shí)應注意使介質(zhì)按閥體標定箭頭方向流過(guò)。
11.調節閥應先檢查校驗，并在管道吹掃后安裝。
調節閥旁路
1.下列情況應設置旁路：
腐蝕性流體；
嚴重磨損閥內件的場(chǎng)合；
其它重要場(chǎng)合，例如鍋爐給水調節閥。
2.下列情況可不設置旁路：
清凈流體；
公稱(chēng)通徑DN＞80mm的場(chǎng)合；
調節閥發(fā)生故障或檢修時(shí)，不致引起工藝事故的場(chǎng)合；
工藝過(guò)程不允許或無(wú)法利用旁路閥操作的場(chǎng)合。例如：緊急聯(lián)鎖放空閥以及漿狀和易結晶的流體等。
3.調節閥連接形式應符合制造廠(chǎng)產(chǎn)品說(shuō)明用書(shū)的規定。
4.調節閥漸擴（縮）管，同心和偏心漸擴（縮）管，宜選用偏心漸擴（縮）管。
5.調節閥配管和配線(xiàn)
調節閥的配管和配線(xiàn)方案應滿(mǎn)足調節系統的要求。
調節閥配管宜采用φ6×1紫銅管或PVC護套紫銅管，大膜頭調節閥和氣動(dòng)閘閥宜采用φ8×1紫銅管或帶PVC護套紫銅管。
防爆區域內調節閥配用的電氣部件的配線(xiàn)應符合《爆炸和火災危險場(chǎng)所電力裝置設計規范》（GBJ 58-83）的有關(guān)規定。
6.調節閥用壓縮空氣壓力等級應符合產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的要求。壓縮空氣的質(zhì)量應符合國家標準《工業(yè)自動(dòng)化儀表氣源壓力范圍和質(zhì)量》（GB 4830-84））的要求。
7.自力式調節閥安裝注意事項
帶指揮閥的壓力式壓力調節閥，閥前應安裝過(guò)濾器。取壓點(diǎn)與調節閥之間距離不小于10倍管徑。
溫度調節閥，檢測器為雙金屬時(shí)，檢測器應垂直安裝在水平管道上。
檢測器為溫包時(shí)，盡可能垂直安裝。如果條件不允許，也可傾斜安裝，但與水平管道的夾角應大于45°
自力式調節閥原則上不安裝旁路閥，如果要設置旁路閥。