化工企业气动调节阀选型要点探究

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1、化工企业气动调节阀选型要点探究【摘要】从化工企业生产要求角度，对气动调节阀的流量特性、结构形式、材质口径和附件4个方面阐述化工企业气动调节阀选型中的考量要素。【关键词】气动调节阀；流量特性；结构形式；材质口径；辅助装置1、引言化工企业的自动化生产过程控制要求精度高，安全可靠性严，其终端控制元件的准确、快速调节是不可或缺的重要一环，控制结果必须保证工艺指标要求，衰减比、超调量不超出工艺允许范围。对此，如何选择适用的气动调节阀类型,使之在工艺控制回路中安全可靠、经济适用，是仪控设计和管理人员普遍关心的问题。气动调节阀的选择一般从以下四个方面考虑

2、：1）调节阀结构和类型。2）流量特性。3）流量系数与阀的口径。4）材料和辅助装置。2、气动调节阀的结构和类型气动调节阀由执行机构和阀门组成，执行机构接收输入气源信号，产生推力，使推杆位移，推动阀门开关动作；阀门是与管路联接的阀体组件，它接受执行机构的推杆推力，改变阀杆位移，改变阀门开度，控制流量的变化。调节阀的产品类型很多，结构多种多样，选择时应综合考虑调节功能、泄漏等级、耐压能力、切断压差、腐蚀性、冲蚀和汽蚀、性价比、维护保养方便程度。从经验而言，选择顺序应为：单(双)座控制阀、笼式控制阀、偏心旋转阀、蝶阀、角阀、球阀。气动调节阀有气开与

3、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，流体不中断最安全，则选用气关阀；如果阀门在信号压力中断后处于关闭位置，流体不通过最安全，则选用气开阀。3、气动调节阀的流量特性介质流过阀的相对流量Q与阀芯相对行程L之间的函数关系：Q=f(L)当调节阀两端压差保持不变时，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、抛物线和快开等四种类型。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与等百分比之间，一般用等百分比特性来代替。快开

4、特性主要用于二位式控制，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发生畸变，阀在工作条件下的特性称为工作流量特性。这时在确定流量特性时要引入一个称为阀阻比的系数S=AP/EAPZAP为系统总压差，是阀、全部工艺设备和管路系统上的各压差之和。从以下3个方面内容对阀的工作流量特性进行分析：1）从控制系统的控制质量方面分析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=K1K2K3K4K5K1-K5分别表示变送器、调节器、执行器、执行机构、阀、控制对象的放大系数。在负荷变动

5、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K随负荷的变化而变，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）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。表3-1配管状况表配管状况S=l-O.6S=0.6-0.3S<

6、0.3阀的工作特性直线等百分比直线等百分比不宜控制阀的固有特性直线等百分比直线等百分比不宜控制从表3-1看，当S=l-O.6时，所选固有流量特性和工作流量特性一致。当S<0.3时，特性曲线畸变严重不宜控制。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。4、气动调节阀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。流量系数是指在阀门全开条件下，阀两端压差为lOOKpa

7、,流体密度p为1g/cm3时，通过阀的流体体积流量为Q（m3/h）,其节流公式为：Q=C（4一1）C是一个比例系数，它与流量系数的关系是m倍，即C=mCo当流量特性为直线型时m=1.63,当流量特性为等百分比型时m=l.97o式（4-1）是当测量介质为液体时的计算方法,当测量介质为气体时应考虑温度和压力对介质体积的影响，其C值的计算分两种情况：当阀前后压差AP小于0.5倍的阀前压力P1,即APV0.5P1时C=(Q/4.72)XI(4—2)式(4—2)中P2为阀后压力。a)P20.5P1时C=(Q/2.9)X/P1(4—3)另外，当介质为过

8、热蒸汽时，计算C值要考虑蒸汽的过热度。确定完Cv值以后，要对调节阀的开度进行验算，要求最大流量时阀开度不大于90%,最小流量时开度不小于10%,在正常工况下，阀门开度应在1.5%