化工自動控制過程中氣動調節閥的選擇與應用

朱萍(浙江工程設計有限公司 浙江 杭州)

在我國科技水平的進步之下，我國化工生產自動化也得到了迅速的推廣，能夠實現對流量、壓力、液位與溫度的精確控制，在化工自動控制系統之中，調節閥屬于一個重要的執行器，其型號與安裝質量對于調節回路的調節品質有著重要的影響，如果調節閥的選擇和應用不當，就會嚴重威脅到調節閥的使用壽命，情況嚴重時甚至會導致系統發生停車事故。

在工業自動化程度的發展下，氣動調節閥作為一種良好的執行機構也得到了廣泛的使用，該種調節閥有著動作可靠、結構簡單的特征，對于保障系統安全運行有著十分重要的意義，下面就針對化工自動控制過程中氣動調節閥的選擇與應用進行深入的分析。

一、化工自動控制過程中氣動調節閥的選擇

1.調節閥類型與結構的選擇

根據其行程的不同，氣動調節閥能夠分為兩種不同的類型，即直行程與角行程，根據結構來分，氣動調節閥能夠分為蝶閥、角形閥、套筒閥、球閥、隔膜閥、直通單座閥等類型。

其中，直通單座調節閥是使用過程中泄漏量最小的調節閥，流量性能理想，結構簡單，能夠用于泄漏要求嚴格的區域中，但是其流路卻相對復雜，這也在一定程度上限制了其使用范圍。

直通雙座調節閥是與直通單座調節閥相反的一種調節閥，對于泄漏并無嚴格的要求，適宜用在工作壓差大的區域中，目前，直通雙座調節是我國應用范圍最為廣泛的一種調節閥。

套筒閥能夠分成兩種類型，即雙密封套筒閥與單密封套筒閥，套筒閥有著良好的穩定性，噪聲低、拆裝方便，但是其價格相對較高，維修要求也較高，因此，使用范圍也受到了一些限制。

隔膜閥的流路簡單，其生產使用的也是耐腐蝕性較高的PTFE與PFA，很適合應用在強堿或者強酸環境中，但是調節性能相對較差。

2.調節閥材質的選擇

調節閥的使用對于耐腐蝕性能、耐壓等級與溫度都有著近乎苛刻的要求，因此，目前的調節閥多使用鑄鐵材質，這就能夠有效提升調節閥的耐腐蝕性能與抗壓強度；在調節閥內部元件材質上，多使用不銹鋼材質，如果系統對于泄漏量的要求不大，則可以選擇軟密封，如果系統對于泄漏量的要求較高，就需要使用哈氏合金。

在耐腐蝕材料的選擇上，需要綜合考慮液體濃度、溫度與壓力，并結合機械沖擊進行選擇。

3.氣動調節閥的工作原理與優勢

（1）氣動調節閥的工作原理分析

氣動調節閥的動力源是壓縮控制，執行器為氣缸，能夠借助電氣閥門的電磁閥、轉換器、定位器、保位閥等部件來實現驅動閥門的作用，也可以實現對于開關的比例式調節，繼而利用各類控制信號來完成管道介質溫度、壓力、流量及其他參數的設置。氣動調節閥有著反應迅速、控制簡單、本質安全的特征，不需要再另外設置防爆裝置。在氣室有一定的壓力信號后，薄膜就會出現推力，拉動推力盤、閥桿、推桿、壓縮彈簧、閥芯的移動，在閥芯離開閥座之后，壓縮空氣就會流通起來，在信號壓力到了某個定值之后，閥門就會維持在相應開度上。

氣動調節閥使用可靠性高、結構簡單，在運行的過程中也不會出現電火花，因此，其應用范圍十分的廣泛，也能夠應用在有防爆需求的輸油站中。

二、調節閥流量特性分析

調節閥的流量特性包括工作流量與理想流量兩種狀態，在進口與出口壓差一直的狀態下，經過調解閥的流量就是理想流量，這種理想流量有著直線、拋物線、快開、百分比的特征。

在調節質量方面，化工自動控制過程主要依賴特性補償原理進行生產，系統的生產對于調節閥的特性有嚴苛的規定，基于這一因素，在進行選擇時，必須要詳細的分析調節閥放大系數，防止調節系數出現變化。

在流量特性方面，調節閥在使用過程中會出現流量的變化，這就很容易引發震蕩問題，在實施大開度操作時，調節閥會出現緩慢狀態，很容易出現調節不及時與調節不靈敏的情況，考慮到這一因素，直線流量調節閥不宜用于變化大的系統中。

三、調節閥安裝時的注意事項

在安裝調節閥前，需要對調節閥進行仔細、詳盡的分析，在管道完全清理干凈之后，方可進行安裝，在安裝過程中，需要保持垂直或者直立狀態，同時，還需要在調節閥前后位置中設置好支架，保證調節閥工作的安全性與穩定性。此外，在安裝的過程中，還需要分析流向問題，為了保障安裝質量，應該在應力較小的情況下安裝，若安裝環境惡劣，就必須要做好相關的防塵措施與防水措施，同時，還要保障入口位置直管段長度符合標準需求，若安裝需要小口徑閥門，就需要嚴格的遵照設計標準規范進行，一般情況下，出口位置直管段需要比閥門直徑大3到5倍。在安裝時，還要留出足夠的空間，以便利于后續的維護與操作，并控制好管道通徑，在選擇管道連接方式時，應該綜合分析到各類影響因素。

結語

總而言之，調節閥是化工自控控制回路的重要部件，調節閥的選型、安裝以及維護工作都會影響到化工系統的運轉，因此，工作人員必須要嚴格遵循相關的安裝制度，綜合分析各類因素來選擇調節閥。在科技水平的發展之下，化工自動控制對于調節閥也提出了更高的要求，這就需要對調節閥進行深入的研究，不斷提升調節閥使用的可靠性與穩定性。

[1]高進.化工自動控制過程中氣動調節閥的選擇與應用[J].化工自動化及儀表,1997(02).

[2]蘭林,陳朝,崔新輝,邊朝朝,龍冕,梁金武,胡震,張云貴,夏松生,蔣慶,齊軍.調節閥檢修重點及故障處理[J].自動化應用.2011(07).

[3]王惠芳,李智光,張愛輝,劉慧敏,張二征.技能大賽中氣動薄膜控制閥的組裝與校驗[J].河北化工.2010(02).

[4]劉瑞慶,黃興國.淺談LB2000型電液執行機構液壓系統的污染控制[J].甘肅科技縱橫.2009(05).