化工設計中調節閥選型策略

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1引言

調節閥實際是一種執行器，是自動化儀表控制系統當中的執行機構。對于系統的調節品質好壞來說，它相當于是一個“晴雨表”。在調節閥應用質量方面，其直接影響因素是以下三個方面：一是系統設計人員是否做到了正確選型；二是調節閥質量是否達標；三是在其安裝、使用及維護環節是否做到正確無誤。

2調節閥的常見種類及特點

調節閥的種類很多，分類方式也不同。作為設計人員，必須對各類型產品的基本特點、使用注意事項及存在哪些變型產品心中有數，熟練掌握。（1）直通單座調節閥：這種閥的特點主要是：“介質泄漏量小，允許用的壓差值小、流路較為復雜、結構較為簡單”，這種特點，它的應用范圍比較廣泛，一般來說，它主要適用于在泄漏量方面要求嚴格，工作壓力差小的場合，同時，其對介質方面要求比較干凈的介質。但如其規格較小（如DN15～25間）的閥，在壓力較大的場合應用也是可以的。（2）直通雙座調節閥：這種閥，雖然也是屬于直通類型的，也是應用最廣泛的閥種類之一。但是它的特點相比于單座閥，正好相反，即，這種閥的“泄漏量大、許用的壓差也大”，這種特點，適應的場合是“對泄漏要求方面不嚴格”、“工作的壓力差大”，同樣，它也要求使用它的介質是干凈介質場合。（3）套筒閥：這種閥包括有“單”和“雙”兩種密封型結構。對于這種閥來說，前面所說的“單密封”結構，相當于“單座閥”，“雙密封結構”則相當于“雙座閥”，分別適用于各自的“單座及雙座”閥場合。最主要的是，這種閥的特點主要包括兩點，即一是穩定性好，二是裝卸起來比較方便。這種閥缺點是價格相對較單雙座閥來說，其價格要高于其50%～200%左右。而且，較為麻煩的是，它的密封墊為專用的纏繞型密封墊。與單、雙座閥相比，其應用范圍僅次之，也是較廣的。（4）角形閥：這種閥從其節流型式來說，與單座閥是相當的。但是，它的特點是：閥體的“流路簡單”，其在適用場合上要求，一是泄漏量要小；二是壓力不能太大。對介質沒有干凈性要求，即適合不干凈的介質使用，同時，還要求直角配管。（5）三通閥：顧名思議，這種閥有3個通道，它以一個閥，可以同時代替兩個直通單座閥，進行“分流及合流”不包括兩相流溫度差在150℃以內的場合（≤150℃的場合），而且，其要求還包括在DN<80mm時，用于儀表工程方面的應用設計。（6）隔膜閥：這種閥主要特點是流路比較簡單，它的隔膜可以耐蝕的作用，這種耐蝕性能使這種閥在介質不干凈和弱腐蝕性質介質的切斷場合可以適用。（7）蝶閥：這種閥的特點是閥體與閥座可以理解為一體的，可相當于以一段直管，來直接作為閥的閥體。它的主要優點是：自潔方面的性能好，而且，它的體積小又具有較輕的重量。它的適用場合主要是：不干凈介質場合，也包括口徑大、流量大，壓力差較低的場合。一般以在DN>300mm的，多選用蝶閥。（8）球閥：這種閥的閥芯可以理解為一個空心球。在“O”形球閥處于全開的狀態時，實現“無阻力調節”，這種閥從它的自潔性能來說是最好的，它主要適合用于“特別不干凈”和“含纖維介質”的場合。“V”形球閥的調節特性，類似于百分比，主要適用的場合要求是：①介質不干凈；②含纖維介質；③可調范圍比較大。（9）偏心旋轉閥：該閥的特點是在蝶閥和球閥兩種閥之間，它有較好的自潔性能和調節性能，也可以進行切斷性操作，主要適用場合是：①不干凈的介質；②泄漏要求小。

3調節閥選型時的注意事項

（1）如何選擇調節閥的類型

從調節閥選擇來說，其依據包括以下方面：①介質的特點；②控制要求；③安裝環境等。此外，還要考慮到調節閥本身具有什么樣的流量特性，它具有什么樣的結構來綜合防治性確定選擇什么樣的閥。實際設計及使用中，以普通單座及雙座調節閥、套筒式調節閥和蝶閥，采用的較多。一般而言，對于“流量、壓差、要求泄漏量”這三個指標均較小的場合，選擇單座調節閥即可以，因其結構簡單、裝配方便，同時，在經濟上也非常地實惠。對于“流量和壓差”均比較大、而且對于泄漏量方面沒有嚴格要求的場合，在選擇上應以雙座調節閥來進行優先考慮；對套筒調節閥來說，應是“壓差和振動”較大，介質是“高溫高粘度，而且它內部含顆粒結構”的工作場合首選閥種；再以蝶閥為例，它對于低壓力、大流量，且大流量的工藝調節；隔膜閥在適用場上來說，以“強腐蝕性、粘度高、帶纖維”，但非高溫和高壓為特點的介質是其首選；角形閥，它的閥體由于受到流體沖擊較小，所以它的閥體內很難接污，而且其具有較好的穩定性，所以特別適用于“粘度高、存在懸浮物和顆粒物”的流體。

（2）如何選擇調節閥材質

選擇材質調節閥，其主要是指以下兩個方面如何進行選擇。一是如何選擇閥體和閥蓋材質。這方面，主要要求包括：閥體在耐壓等級方面，在使用溫度允許范圍和它的耐腐蝕性能等方面，都應該高于或等于工藝連接管道在這幾個方面的要求，而且，對于已經使用的定型產品，應該進行優先選用。對于有水蒸汽的情況，對于含水量較大的濕性氣體，對于易燃易爆的介質，對于環境溫度低于-30℃時，鑄鐵閥都不宜進行選用。二是如何選擇閥內組件材質。閥內組件一般包括閥桿、閥芯、閥座這些內容。一般來說，對于非腐蝕性的介質，選用1Cr18Ni9Ti或者是其它類型的不銹鋼即可。對于存在嚴重汽蝕、沖蝕的場合，對于介質溫度與壓差，一起構成為“直角坐標”的情況；對于“溫度為300℃以及壓差值在1.5MPa的兩點連線”之外的區域，選用材料應以耐磨材料為宜，如人們常用的“①鉆基合金；②表面堆焊史泰萊合金”。閥體、閥蓋可于其受壓力較大，可以將其等同于壓力容器，所以，閥體和閥蓋必須要具備所受介質的溫度、壓力和腐蝕方面的要求，對閥內件來說，因其作用主要是節流，所以，對其要求應突出反應在耐腐蝕和耐沖刷。同樣，這也是選擇調節閥材質的根本出發點。總之，在化工設計中選擇合適的調節閥，對于保證企業的安全生產來說至關重要，需要進行全方位通盤考慮，并不斷總結其經驗教訓，以期不斷提升設計能力和水平，并滿足企業實際需要。

【參考文獻】

[1]吳勤勤，控制儀表及裝置，北京：化學工業出版社，1997.

[2]楊豪虎，方剛，調節閥的維護與故障分析[J]，機電信息，2011年24期.

作者簡介：張博（1983-），男，漢族：陜西華縣人，本科學歷，工程師，研究方向：儀表自動化管理；張寶寶（1984-），男，漢族：山西平遙人，本科學歷，工程師，研究方向：儀表自動化維護。