哈爾濱市汽化廠是一個運用煤充壓汽化加工工藝生產制造液化氣的化工廠，自動化技術水準比較高，在過程控制系統中，電動執行機構的調節質量與生產制造工作狀況的穩定性有緊密的關聯，因此對電動執行機構的挑選顯得格外關鍵，針對安全防爆規定較為強的化工廠，絕大部分電動執行機構選用是指自力式調節閥。

自力式調節閥的選用一般要從下列這幾個層面開展考慮到：

1)依據工藝條件，挑選適合自己的調節閥門構造和種類。

2)依據加工工藝目標，挑選適合自己的流量特性。

3)依據工藝參數，測算流量系數，選擇閥的規格。

4)依據工藝標準，選取材質和協助設備。

下邊對于上述4點進行闡述。

2 調節閥門的構造和種類

自力式調節閥是通過氣動執行器和閥兩部分構成的，氣動執行器是接受鍵入的供氣數據信號，造成相對應的推動力，使擺桿產生偏移，促進閘閥姿勢；而閥就是指與管道連接的電磁閥部件一部分，它受到執行器的擺桿推動力，變化閥座偏移，進而更改閥門開度，從而操縱液體總流量的轉變。

氣動調節閥按其過程可分成直行程安排和角行程二種，按其結構分直達單座閥、直達雙坐閥、高壓閥、角型閥、套筒閥、氣動蝶閥、碟閥、軸力旋轉閥等。在其中直通閥較為普遍，單座閥泄漏量較小，但閥先后壓力差不可以很大，而雙坐閥恰好與之相反的。高壓閥適用于高負壓和髙壓差的物質精確測量，但髙壓差前提下，液體對原材料沖洗和汽蝕比較嚴重，一般要了解閥心和閥塊的材料，以提升其使用期。在髙壓差、高粘度、含漂浮物和顆粒化學物質液體的操縱中可采用角型閥。氣動蝶閥更適用強堿、強酸等強腐蝕性物質的操控。閥門適用大流量、低電壓差的汽體物質。套筒閥選用平衡型閥心構造，有著低噪音的特性，是使用比較普遍的閥之一。

自力式調節閥有氣開與氣關二種種類。確認調節閥門電源開關方法的原則是：當數據信號工作壓力終斷時，應確保工藝技術和生產制造的安全性。倘若閘閥在信號中斷后處在打開位置，液體不終斷最安全，則采用氣關閥；倘若閘閥在數據信號工作壓力終斷后處在關掉部位，液體不通過最安全，則采用氣開閥。如熱處理爐的燃料氣或輕質燃料油管道路上的調節閥門，應取用氣開閥，當信號中斷后，閥自動關閉，能源被斷開，避免溫度控制過高而發生事故；加熱爐進水口道路上的調節閥門，應取天燃氣關閥，當信號中斷后，閥全自動開啟，仍舊向加熱爐內送餐，能夠防止加熱爐鍋糊。

3 調節閥門的流量特性

調節閥門的流量特性就是指物質穿過閥的相應總流量Q與閥心相對性行程安排己(閘閥的相對性開啟度)間的函數關系：

Q=f(L)

當調節閥門兩邊壓力差△P保持一致時，閥的流量特性稱之為原有流量特性。原有流量特性關鍵有平行線、等百分數(多數)、雙曲線和快開等4種種類，如下圖3—1所顯示：

在生產中閥的原有流量特性有平行線、等比例和快開3種。漸近線特點處于平行線和等百中間，一般用等百特點來替代。快開特點主要運用于二位式調節。

在一般情況下，閥兩邊壓力差不太可能始終保持一致，這時候閥的原有流量特性便會產生崎變，閥在具體工作條件下的特點稱作工作中流量特性。這時候在明確流量特性時要引進一個稱之為閥阻比的指數S。

S=△P/∑△P

∑△P為系統總壓力差，是閥、所有工藝技術和管道系統軟件里的各壓力差之和。

從下面3個層面具體內容對閥的工作中流量特性進行分析：

1)從系統控制的調節品質層面剖析

針對一個簡單自動控制系統，這是由控制對象、智能變送器、控制器和調節閥門好多個基本上階段構成的，體系的總放大系數K=K1K2K3K4K5

K1~K5各自表明智能變送器、控制器、執行器、閥、控制對象的放大系數。在負載變化的情況下，使得自動控制系統能保證預訂的控制指標，期待總放大系數在自動控制系統的全部實際操作范圍之內保持一致。一般來說，在一個確認的系統里，K1~K3的系數是固定不動不會改變的，僅有目標的放大系數X5隨負載的變動而轉變，因此選取合理的流量特性來豐I、償目標特點的改變，確保K4K5的相乘就是一個常量就確保了系統軟件的總放大系數K就是一個平穩值。

2)從加工工藝管路情況分析

調節閥門一直與管路、機器設備連在一起應用的，管路壓力的出現必定會讓閥的運行特點與固有特性不一樣。因此，應依據目標的特點，挑選合適的工作特點，再依據管路狀況挑選相對應閥的原有流量特性。考慮到加工工藝管路狀況時，可參考表3—1來選擇閥的固有特性。

從表3—1上看，當S=1~0．6時，選定原有流量特性和工作中流量特性一致。當S<0．3時，特性曲線崎變比較嚴重不適合操縱。

3)從負載轉變情況分析

垂直特點調節閥門在小月兒度時總流量相對性轉變量大，過度靈巧，易于造成震蕩，閥體高壓閘閥易毀壞，故在S值小、負載變化幅度大的場所不適合選用。等比例閥的放大系數隨閘閥行程安排擴大而增大，總流量相對性變化量穩定不會改變。

4 調節閥門的規格

調節閥門規格的確定是在預估閥流量系數CV的前提下開展的。流量系數的界定就是指在閘閥開全標準下，閥兩邊壓力差△P為100 kPa，流體密度ρ為1g／cm3時，根據閥的液體體積流量為Q(m3／h)，其節流閥公式計算為：

C是一個比例系數，它與流量系數的關聯是m倍，即CV=mC。當流量特性為直線式時m=1．63，當流量特性為等百分數型時m=1．97。

式(4--1)是當精確測量物質為液態時的計算方法，當精確測量物質為汽體時要考慮到環境溫度和工作壓力對物質容積的危害，其C值的測算分二種狀況：

當閥前后左右壓力差△P小于0．5倍的閥前工作壓力P1，即△P<0．5P1時

此外，當物質為飽和蒸汽時，測算C值能考慮到蒸氣的氫壓。

明確完CV值之后，會對調節閥門的開啟度開展檢算，規定最大流量時閥開啟度不得超過90％，最少總流量時開度不小于10％。在正常的工作狀況下，閥門開度應在15％~85％中間。最終依據CV值明確調節閥門規格。

5 調節閥門的原材料和協助設備

調節閥門的油路板一般采用生鐵材料，其耐壓等級、應用溫度范圍、耐腐蝕性等領域應高于對工藝管道的規定，但物質為易燃的液體時需作獨特考慮到。閥心、高壓閘閥材料的使用應充分考慮液體中能否有固態顆粒物造成的損壞和汽蝕功效對閥內件的沖擊性。一般對非侵蝕性液體，常采用不銹鋼板；對腐蝕比較強的液體，可采用雙相不銹鋼；針對沖擊性、震動、磨損嚴重的液體，可采用噴焊硬質合金刀具或噴漆材料。此外當實際操作物質環境溫度高過 200℃時，要選用帶散熱器的上單流閥。

調節閥門的協助設備關鍵有閥門定位器、繼電器、回訊電源開關、過慮氣體減壓閥、保位閥等。

閥門定位器是控制閥的一個關鍵配件，普遍的有氣動式閥門定位器和電氣設備閥門定位器二種。它主要運用于：

1)髙壓差的場所；

2)髙壓、高熱或超低溫物質的場所；

3)物質中帶有固態懸浮固體或粘性液體的場所；

4)調節閥門規格比較大的場所；

5)完成分程操縱；

6)改進調節閥門的流量特性。

電磁閥的作用是快速地斷開和接入氣動閥門，使閥處在徹底通、斷的部位，多用以安全性安全泄壓閥?；赜嶋娫撮_關是必須在主控室實時監測到閥位的信息才采用的。保位閥的選擇是依據加工工藝情況，當氣動閥門斷開時，閥位規定維持在一定的部位上，但這樣的事情不多見。

6 結語

調節閥門是控制系統中一個至關重要的階段，若挑選測算不準確，應用維護保養不可當，將直接關系自動控制系統的調節品質，以至于產生明顯的生產事故。因此，對調節閥門的準確采用、組裝和檢修等各項任務都需要十分重視。

由于工控自動化的發展趨勢，對氣動調節閥的需求越來越高，那些規定包含：新構造、新型材料、性能卓越、與電子計算機通信及其優異的動態性能等。因而，對新式調節閥門的探討和學習是一項艱難而關鍵的工作。

作者介紹：周雪冰(1973-)，女，技術工程師，主要是針對DCS及互聯網技術的科學研究