1、化工企业气动薄膜式调节阀选型分析引言

   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。是一种顶导向单阀座调节阀，具 有结构简单、密封性能好、流量大、使用可靠等特点。有效而足够的顶部导向系统克服小开度时的震动，有效使用寿命更长。可选择多弹簧气动簿膜机构或电动执行机构等。

ZJHP气动薄膜调节阀由气动多弹簧薄膜执行机构和低流阻单座阀组成，新型执行机构高底低、重量轻、装校简便，新型阀体结构紧凑、流道通畅，具有大的流量系数。气动薄膜调节阀操作稳定，具有动作特性可靠，精确的流量特性，可调范围大等优点。在广泛应用中取得高质量的控制效果。

气动调节阀的选择一般从以下四个方面考虑：

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、化工企业气动薄膜式调节阀选型分析的结构和类型

   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。

    气动调节阀有气开与气关两种类型。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，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，则选用气开阀。

其中，执行机构是气动薄膜调节阀的推动装置，它按信号压力的大小产生相应的推力，使推杆产生相应的位移，从而带动气动薄膜调节阀的阀芯动作；阀体部件是气动薄膜调节阀的调节部份，它直接与介质接触，通过执行机构推杆的位移，改变气动薄膜调节阀的节流面积，达到调节的目的。调节阀按其能源方式不同主要分为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀三大类。它们的差别在于所配的执行机构上。前者配的是气动执行机构，中间一种配的是电动执行机构，后者配的是液动执行机构。

化工企业气动薄膜式调节阀选型分析功能

1 、调节功能

1) 流量特性

流量特性是反映气动薄膜调节阀的开度与流量的变化关系，以适应不同的系统特性要求，如对流量调节系统反应速度快需对数特性；对温度调节系统反应速度慢，需直线流量特性。流量特性反映了气动薄膜调节阀的调节品质。

2) 可调范围R

可调范围反映气动薄膜调节阀可控制的流量范围，用R＝Qmax：Qmin之比表示。R越大，调节流量的范围越宽，性能指标就越好。通常阀的R＝30，好的阀，如V型球阀、全功能超轻型气动薄膜调节阀，R可达100～200。

3) 小开度工作性能

有些阀受到结构的限制，小开度工作性能差，产生启跳、振荡，R变得很小 (即Qmin很大)，如双座阀、衬胶蝶阀。好的阀小开度应有微调功能，即可满足很小流量的调节，且工作又要求十分平衡，这类阀如V型球阀、偏心旋转阀、全功能超轻型气动薄膜调节阀。

4) 流量系数Cv或Kv

流量系数表示通过流量的能力，同口径Kv值越大越好，它们的Cv/Kv值是单座阀、双座阀、套筒阀的2～3倍。

5) 调节速度

满足系统对阀动作的速度要求。

2 、切断功能

切断功能由阀的泄漏量指标来表示，切断通常指泄漏量小于0.001％，它反映阀的内在的质量。在阀的使用中，对国产阀泄漏量大的呼声反映很大。

3 、克服压差功能

它通常用阀关闭时的允许压差来表示，允许压差越大，此功能也就越好。如果考虑不周到，阀芯就会被压差顶开，造成阀关不到位，泄漏量超标。因此，保证阀切断就必须克服阀关闭时的工作压差。

4、 防堵功能

对不干净介质的调节或者即使是干净介质，管道中的焊渣等杂物都可能造成阀堵塞或被卡住，因此要求阀应有较好的防堵功能，使之正常调节。防堵性是流路的单座角阀和旋转类阀，如球阀、蝶阀、偏心阀；流路复杂的阀、上下衬套导向的阀，迷宫式多级降压阀易造成堵卡。

5、 耐蚀功能

抵抗介质的腐蚀和冲蚀和气蚀，以提高阀的使用寿命。阀的腐蚀是由介质的化学性能引起的材质腐蚀问题，通常选用耐腐蚀的材料来解决；冲蚀是由高速流动的介质、含颗粒的 介质所致。解决的途径是选用耐磨的材料，如堆焊斯泰莱合金或碳化钨。气蚀则要在机构结构上采用反汽蚀措施，对高压阀、大压差工作的气动薄膜调节阀 要采用多级降压的形式。

6 、耐压功能

它反映阀的强度和安全指标，即介质不能通过密封处和阀体缺陷处向外渗漏。出厂时通常用1.5倍公称压力作试验来检验。对高压介质最好是采用锻件结构；铸铁阀的耐压强度是的，通常应选铸钢阀。

7 、耐温功能

满足不同温度条件下阀的强度和性能，温度的较大变化会使阀体材质的强度降低，因此阀必须满足介质的温度变化范围的要求，使阀在工作温度下有较好的强度和安全保证。

8 、外观和重量

反映阀的外观质量且要求仪表化、轻型化、小型化。其重量应越轻越好，以方便使用，如起吊、安装、维护等。3、化工企业气动薄膜式调节阀选型分析的流量特性

  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：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=△Р/∑△Р

    ∑△Р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=K1K2K3K4K5

    K1-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。当S=1-0.6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、化工企业气动薄膜式调节阀选型分析的口径

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△Р为100Kpa，流体密度  另外，当介质为过热蒸汽时，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%-85%之间.最后根据C值确定调节阀口径。

技术参数及性能：

阀体部分：

阀内部件：

5、化工企业气动薄膜式调节阀选型分析的材料和辅助装置

   调节阀的阀体选用铸铁材质，耐压等级，使用温度范围、耐腐蚀等方面应不低于对工艺管道的要求，但在介质为易燃易爆的流体时应作特殊考虑。阀芯、阀座材质的选用应考虑到流体中是否有固体颗粒产生的磨损和气蚀作用对阀内件的冲击。一般对于非腐蚀性流体，常选用不锈钢；对于腐蚀性较强的流体，可选用堆焊硬质合金或喷涂材质。另外当操作介质高于+200℃时，要选择带散热片的上阀盖。调节阀的辅助装置主要有阀门定位器、电磁阀、回讯开关、过滤减压器、保位阀等。阀门定位器是调节阀的一个重要附件，常见的有气动阀门定位器和电气阀门定位器两种。它主要用于：高压差的场合；高压、高温或低温介质的场合；介质中含有固体悬浮物或黏性流体的场合；调节阀口径较大的场合；实现分程控制；改善调节阀的流量特性。

    电磁阀的作用是快速地切断和接通气源，使阀处于*通、断的位置，多用于安全放空阀。回讯开关是需要在控制室实时监测到阀位的信号才选用的。保位阀的选择是根据工艺状况，当气源切断时，阀位要求保持在一定的位置上，但这种情况不多见。

化工企业气动薄膜式调节阀选型分析表1．可提供的用户选择

6、化工企业气动薄膜式调节阀选型分析结束语

  况时，可参来选择阀的固有特性调节阀是自动控制系统中一个重要的环节，若选择计算不准确，使用维护不得当，将直接影响控制系统的控制质量，甚至造成严重的生产事故，为此，对调节阀的正确选用，安装和维修等各项工作都必须高度重视。调节阀的选型和应用是一个专业性强、涉及的技术领域广的系统工作，要做好这个工作，不仅要在理论上充分了解它的各种特性，而且要结合实际使用经验来综合分析判断，做到理论和实践科学地结合起来。