調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)性能與應(yīng)用
調(diào)節(jié)閥是工業(yè)生產(chǎn)過程中一種常用的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，它的作用就是按照調(diào)節(jié)器發(fā)出的控制信號(hào)的大小和方向，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)來改變閥門的開度以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)流體流量的功能，從而把生產(chǎn)過程中被調(diào)參數(shù)控制在工藝所要求的范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的白動(dòng)化。調(diào)節(jié)閥是自動(dòng)化控制系統(tǒng)中一個(gè)十分重要且*的組成部分，正確的選擇和使用調(diào)節(jié)閥，直接關(guān)系到整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量，直接影響生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。然而，自動(dòng)控制系統(tǒng)不能正常有許多是由于調(diào)節(jié)閥的選型不當(dāng)造成的，因此，如何正確選擇合適的調(diào)節(jié)閥，必須引起我們每一位自動(dòng)化控制技術(shù)人員的高度重視。調(diào)節(jié)閥所反應(yīng)出來的問題大多集中在調(diào)節(jié)閥的工作特性和結(jié)構(gòu)參數(shù)上，公稱通徑及流量特性等。在這些參數(shù)中，流通能力更重要，它的大小直接反映調(diào)節(jié)閥的容覺，它是設(shè)計(jì)選型中的主要參數(shù)。因此，調(diào)節(jié)閥的選擇主要從以上幾個(gè)因素進(jìn)行考慮。根據(jù)工作中調(diào)節(jié)閥的選型經(jīng)驗(yàn)簡(jiǎn)單介紹一下調(diào)節(jié)閥的選型原則及注意事項(xiàng)。
一：調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式的選擇
調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式的選擇，應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中工藝條件（溫度、壓力、流量等）、工藝介質(zhì)的性質(zhì)（如粘度、腐蝕性、有無毒害等）、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求（調(diào)節(jié)范圍、泄漏量、噪音）以及防止調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象等因素綜合加以考慮。在流量大、壓差大、泄漏量要求不嚴(yán)格的場(chǎng)合，應(yīng)優(yōu)先考慮雙座調(diào)節(jié)閥；套筒調(diào)節(jié)閥zui適宜用在介質(zhì)壓差大、振動(dòng)大的場(chǎng)合；蝶閥適宜用于低壓狀態(tài)的空氣或其它氣體的壓力、流zui調(diào)節(jié)。
二：調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇
控制閥的流量特性是指流體流過閥門的相對(duì)流量和閥門的相對(duì)開度之間的關(guān)系，即：
Q/Q100=f（L/L100）
式中，Q/Q100——閥門在某一開度下的流量與全開時(shí)流量的比；L/L100——閥門在某一開度下的行程與全開時(shí)行程的比。
調(diào)節(jié)閥的流量特性一般常用的有如下四種：
（l）等百分比特性
等百分比特性也稱為對(duì)數(shù)特性，是指閥門的開度增加同樣的值時(shí)，通過的調(diào)節(jié)閥的流zui按照等百分比增加。調(diào)節(jié)閥在同樣開度變化值下，流量小時(shí)流量的變化也小，調(diào)節(jié)作用緩和平穩(wěn)；流量大時(shí)．流量的變化也大，調(diào)節(jié)作用靈敏而有效。等百分比特性的閥門在全行程閥門內(nèi)的控制精度時(shí)不變的。
（2）直線特性
直線特性是指調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量和相對(duì)開度的比值為常數(shù)。調(diào)節(jié)閥在同樣開度變化值下，流量小時(shí)流量的變化值相對(duì)較大，凋節(jié)作用較強(qiáng)，容易產(chǎn)生超調(diào)和引起振蕩；流量大時(shí)，流量的變化值相對(duì)較小，調(diào)節(jié)作用不夠靈敏。
（3）拋物線特性
拋物線特性是指調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)開度的二次方根成正比。拋物線特性介于直線特性和等百分比特性之間，改善了直線特性在小開度時(shí)調(diào)節(jié)性能差的缺點(diǎn)。
（4）快開特性
快開特性是指調(diào)節(jié)閥在開度很小時(shí)流量就已經(jīng)較大，隨著開度增加，流量很快達(dá)到zui大值。
從調(diào)節(jié)閥的流量特性可以看出，調(diào)節(jié)閥的流量特性對(duì)選用調(diào)節(jié)閥有非常重要的意義，直接影響到自動(dòng)控制系統(tǒng)的質(zhì)量和穩(wěn)定性，因此必須正確合理選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性。在工程應(yīng)用中，我們選用zui多的是等百分比特性，對(duì)于壓差變化小、可調(diào)范圍小、開度變化小的場(chǎng)合，也可以選用直線特性的調(diào)節(jié)閥，V 型球閥一般選用拋物線特性。
三： 調(diào)節(jié)閥口徑的選定
計(jì)算選定調(diào)節(jié)閥口徑的方法在工程中常用 C 值法，即流通能力法。首先根據(jù)工藝條件和調(diào)節(jié)要求選定閥門的結(jié)構(gòu)型式和流量特性，并且確定流量系數(shù) C 的計(jì)算方法和計(jì)算公式，然后把各項(xiàng)數(shù)值帶人計(jì)算公式計(jì)算出zui大流量下調(diào)節(jié)閥流量系數(shù) Cmax 值，然后在標(biāo)準(zhǔn)閥門額定 Cv 值表中選擇與 1.2Cmax 相近的 Cv值，其對(duì)應(yīng)的為所選擇調(diào)節(jié)閥的閥徑，zui后進(jìn)行噪聲和開度驗(yàn)算，在zui大流zui下一般調(diào)節(jié)閥的開度不超過 85%，zui小流量下開度不小于 20%，若驗(yàn)算結(jié)果滿意，閥門口徑就選定了，若驗(yàn)算結(jié)果不滿意，則應(yīng)從新選擇額定 Cv 值，再進(jìn)行驗(yàn)算，直到得到滿意的結(jié)果。
四： 調(diào)節(jié)閥材質(zhì)的選擇
調(diào)節(jié)閥材質(zhì)的選擇主要是指兩個(gè)方面：一是閥體、閥蓋材質(zhì)的選擇，二組件（閥桿、閥芯、閥座）材質(zhì)的選擇。閥體、閥蓋相當(dāng)于壓力容器，因此要求其必須能承受介質(zhì)的溫度、壓力和腐蝕，組件主要起節(jié)流作用，對(duì)它的基本耍求是耐腐蝕、耐沖刷，這是調(diào)節(jié)閥材質(zhì)選擇的出發(fā)點(diǎn)。選擇調(diào)節(jié)閥的材質(zhì)必須把握兩個(gè)大的原則：一是要保證安全可靠，也就是根據(jù)工藝特性，選擇諸如耐高溫、耐低溫、耐高壓、耐汽蝕以及耐腐蝕的材質(zhì)；二是在滿足使用要求的前提下，還要考慮其性能、使用壽命和經(jīng)濟(jì)性。
選用注意事項(xiàng)
（1）調(diào)節(jié)閥直接按照接管管徑選取是不合理的。閥門的調(diào)節(jié)品質(zhì)與接管流速或管徑?jīng)]有關(guān)系，閥門的調(diào)節(jié)品質(zhì)僅與水的阻力及流量有關(guān)。亦即一旦系統(tǒng)設(shè)備確定之后，理論上適合該系統(tǒng)的閥門只有一種理想的口徑，而不會(huì)出現(xiàn)多種選擇。
（2）調(diào)節(jié)閥口徑不能過小。選擇的閥門口徑過小，一方面會(huì)增加系統(tǒng)的阻力，甚至?xí)霈F(xiàn)閥門口徑 * 開啟時(shí)，系統(tǒng)仍無法達(dá)到設(shè)定的容量要求，導(dǎo)致嚴(yán)重后果。另一方面閥門將需要通過系統(tǒng)提供較大的壓差以維持足夠的流量，加重泵的負(fù)荷，閥門易受損害，對(duì)閥門的壽命影響很大。
（3）調(diào)節(jié)閥口徑不能過大。選擇的閥門口徑過大，不僅增加工程成本，而且還會(huì)引起閥門經(jīng)常運(yùn)行在低百分比范圍內(nèi)，引起調(diào)節(jié)精度降低，使控制性能變差，而且易使系統(tǒng)受沖擊和振蕩。
（4）為了保證系統(tǒng)控制品質(zhì)，的方法是在系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)選擇能獲得較大壓力降的閥門口徑，使閥門在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中壓力降的變化值盡可能小。閥門全開狀態(tài)下的壓力降占全泵壓百分比越高，則閥門壓力降相對(duì)變化值越小，閥門的安裝特性就越接近其內(nèi)在特性。
（5）控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥應(yīng)盡可能工作于恒定的壓力降條件下，因?yàn)殚y門是否匹配盤管依賴于它的內(nèi)在特性和流量因子，而這些閥門參數(shù)取決于恒定的閥門壓力降。
設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)閥時(shí)，要求對(duì)調(diào)節(jié)閥的組成、分類和特性有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)，并在此基礎(chǔ)上掌握正確的選擇方法。而且，對(duì)于一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)配置調(diào)節(jié)閥時(shí)，還需要進(jìn)行詳盡的分析，綜合考慮各種因素。只有這樣，才能正確地選擇調(diào)節(jié)閥，保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制質(zhì)量。
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