調節閥在化工廠選型使用中的注意事項

王鵬

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，對于化工的需求也越來越強，同時隨著科技的進步，計算機技術和自動控制技術極大的促進了工業的進步，通過加快化工行業自動化進程，使用調節閥對介質的流量進行控制已經應用的較為廣泛。在整個化工行業的自動化控制系統中，調節閥被廣泛應用于對過程介質的控制，在保障化工生產的安全性、穩定性以及設備的維護與檢修方面都有著重要的作用。文章就調節閥在化工行業中的一些應用進行介紹并對應用過程中需要注意的一些問題進行闡述。

關鍵詞：化工行業；調節閥；應用；注意事項

前言

調節閥是一種應用較為廣泛的控制裝置，其應用于介質控制的終端，在其有效調節的，同時也會產生節流能耗，隨著調節閥的長期使用，其面臨著磨損等問題影響調節閥的使用壽命。文章就調節閥在使用中容易出現的一些問題進行介紹。

1 調節閥簡介

調節閥是按照控制信號的方向與大小，通過改變閥芯的行程來改變閥的阻力系數，從而達到調節流量的目的。系統中調節閥除精確調節流量和控制壓差的同時，必須要通過豐富的閥芯結構來避免汽蝕和閃蒸情況的發生，降低噪音，以保證整個系統長期有效的安全運行。但是隨著調節閥的長期高負荷使用，調節閥容易產生閥芯腐蝕、沖刷、內部磨損以及振動、內漏等問題，極大的影響了調節閥的使用年限及可靠性，對化工行業的整體自動化運行造成了極大的安全隱患。當調節閥的問題較為嚴重時將會造成整個化工生產的停產，這就對企業生產的質量與速度造成了極大的影響。所以，做好化工行業中的調節閥的選用和安裝調試，確保調節閥能夠在一個較為良好的情況下工作，保障調節閥的使用壽命和可靠性是一個十分重要的問題。在進行調節閥的選用時，要對化工行業的流程充分的了解，需要對調節閥所需控制的介質的物理特性以及需要調節閥達到的開口量等都有一個較為明確的數據。所需掌握的介質的物理特性主要有：成分、溫度、粘度、密度、進出口壓力以及流量等。同時在調節閥的選用時還需要對調節閥的結構及其技術特性有一個充分的了解。

2 調節閥的流量特性

調節閥的流量特性主要是指調節閥所需控制的介質流經調節閥的相對流量與調節閥開口的相對位移之間的關系。調節閥流量特性選擇需要遵循的是：調節閥的流量特性需要與所需控制的對象以及調節器之間的特性相反，使得化工廠對于調節閥的控制是線性的，極大降低了控制的難度。在進行調節閥流量特性的選擇時需要參考很多影響因素。

（1）調節閥的直線性流量調節特性，此種特性是調節閥中閥芯的位移量與調節閥的相對流量之間的線性關系。此種閥門應用的范圍主要有：流通的介質壓差較為穩定，壓力變化波動范圍較小。化工工藝系統中對于流量的控制呈線性。系統內部的壓力損失主要是由于調節閥進行控制，調節閥工作時對外部的干擾變化較小，調節閥的可調節范圍較小。

（2）調節閥的百分比調節特性，此種特性主要是調節閥進行調節時是根據介質流量的大小按照一定的百分比進行調節的，不同于線性調節閥放大系數是一個固定的數，百分比調節閥的放大系數是一個變化的量，其大小變化與相對流量的變化相同。此種閥多應用于：調節閥調節的流量范圍較大場合以及作用于調節閥上的壓差變化范圍較大的區域。在自動化控制的過程中系統介質的壓力損失較大，同時在系統運行的過程中調節閥經常在較小的開度下進行工作。

3 調節閥的系統降壓特性

調節閥是應用化工廠自動控制系統中的終端控制組件，是一種執行結構，而整個控制系統對于調節閥的要求是：調節閥能夠在較低的能耗下工作，能夠保障系統的正常運行。但是以上這兩個特性無法在一個系統中同時存在。如果系統在流量相同的條件下選用一只開口較小的調節閥，盡管系統中的其他阻力不會增加但是系統中的總的阻力會加大，從而造成系統在調節閥上有一個較大的壓降。如果系統中的介質是使用泵來提供壓力的，則在系統壓力增大的情況下需要使用大功率的泵和電機，使調節閥產生了較大的損耗。而當化工廠管道中的流速增加時，會造成原先一些管道系統中的阻力部件所產生的壓降也隨之增加。因此，我們在選用調節閥的過程中需要進行綜合考慮，不但需要從調節閥本身的特性出發還需要考慮其壓降對于整個化工廠系統所產生的影響[2]。

4 調節閥的閃蒸和氣蝕現象

通過對調節閥的使用發現，在調節閥中流動的介質常常存在著閃蒸和氣蝕兩種影響調節閥正常使用的現象，一旦發生此種現象將會對調節閥開口口徑的選擇和計算帶來極大的影響，此兩種現象所帶來的噪聲、振動都會對調節閥中的彈簧等調節機構產生嚴重破壞，從而造成調節閥的使用壽命大幅下降。因此，在進行調節閥的選擇過程中需要對這兩種現象引起足夠的重視。閃蒸是一種液體噴沙現象，其主要發生在調節閥的閥體和化工廠的流體管線下游部分，會對調節閥和化工廠管線的內表面造成極為嚴重沖蝕問題，同時也降低了調節閥的流通能力。而氣蝕則是一種液體狀態的介質，在流經調節閥中的縮流孔處時，由于流體的壓力較大使其產生一定的氣化，從而使得流經調節閥的液態介質轉變成為氣態介質。由于氣蝕在形成的過程中會發生明顯的嘶嘶聲，而當氣蝕發展到較為嚴重的狀態時就會在調節閥中產生嘎嘎的聲音，為判斷氣蝕帶來了方便。由于氣蝕所產生的壓力是變化的且伴隨著劇烈的振動，這會對調節閥內的閥體組件造成極大的破壞，而且，在產生這些振動的同時還對介質的流通性能造成了極大的影響，所以，氣蝕與閃蒸都是化工廠中調節閥使用時應當避免的現象，為此我們可以通過采用以下措施來對其進行控制，在進行系統設計時需要盡量將調節閥設計在系統的最低位置，從而增加調節閥的進出口壓力，通過在調節閥的上下游位置安裝截止閥或者是節流孔板的方式來改變調節閥原有安裝壓降特性。也可以在調節閥上加裝專門的反氣蝕內件來提高其抗擊以上兩種不良現象的能力。同時在選用調節閥的過程中需要盡量選用材質硬度較高的調節閥來增加其抗沖擊和腐蝕的能力。這樣在氣蝕發生的情況下也可以保證調節閥正常使用[1]。

5 對于調節閥的噪聲分析

氣蝕與噪聲是調節閥在對高壓差介質進行控制時的主要影響因素，其中閥門噪聲更是化工生產中的重要噪聲源。因此，在化工廠的系統設計過程中除了需要選用噪聲較低的調節閥外還需要對閥的操作條件進行一定的調節來降低噪聲產生的影響。因此，在化工廠調節閥的系統工作中，需要對其噪聲產生的原因以及噪聲產生的影響采取針對性的措施。噪聲的產生主要有機械類的振動、固有頻率的振動以及閥芯不穩定等。因此，在進行化工廠調節閥的選用，需要結合閥的本身特性及其所處的系統等進行綜合考慮，從而確保調節閥能夠在化工系統中穩定的工作[3]。

6 結束語

調節閥是一個在工業中廣泛使用的調節裝置，在化工系統的使用過程中，對于調節閥的選用是一個專業性較強的復雜系統工程，尤其是在化工領域更是需要對調節閥選用引起足夠的重視。文章主要對化工廠中的調節閥選用中需要注意的一些問題進行了介紹。

參考文獻

[1]郭風忠.煤化工用黑水調節閥的研制[J].閥門，2011，3.

[2]謝海金.控制閥在氯堿化工生產中的選用[J].石油化工自動化，2008，44.

[3]張玲，等.化工生產過程控制中氣動薄膜調節閥的選擇[J].廣東化工，2003，30.