化工设计中调节阀选型策略

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1引言

调节阀实际是一种执行器，是自动化仪表控制系统当中的执行机构。对于系统的调节品质好坏来说，它相当于是一个“晴雨表”。在调节阀应用质量方面，其直接影响因素是以下三个方面：一是系统设计人员是否做到了正确选型；二是调节阀质量是否达标；三是在其安装、使用及维护环节是否做到正确无误。

2调节阀的常见种类及特点

调节阀的种类很多，分类方式也不同。作为设计人员，必须对各类型产品的基本特点、使用注意事项及存在哪些变型产品心中有数，熟练掌握。（1）直通单座调节阀：这种阀的特点主要是：“介质泄漏量小，允许用的压差值小、流路较为复杂、结构较为简单”，这种特点，它的应用范围比较广泛，一般来说，它主要适用于在泄漏量方面要求严格，工作压力差小的场合，同时，其对介质方面要求比较干净的介质。但如其规格较小（如DN15～25间）的阀，在压力较大的场合应用也是可以的。（2）直通双座调节阀：这种阀，虽然也是属于直通类型的，也是应用最广泛的阀种类之一。但是它的特点相比于单座阀，正好相反，即，这种阀的“泄漏量大、许用的压差也大”，这种特点，适应的场合是“对泄漏要求方面不严格”、“工作的压力差大”，同样，它也要求使用它的介质是干净介质场合。（3）套筒阀：这种阀包括有“单”和“双”两种密封型结构。对于这种阀来说，前面所说的“单密封”结构，相当于“单座阀”，“双密封结构”则相当于“双座阀”，分别适用于各自的“单座及双座”阀场合。最主要的是，这种阀的特点主要包括两点，即一是稳定性好，二是装卸起来比较方便。这种阀缺点是价格相对较单双座阀来说，其价格要高于其50%～200%左右。而且，较为麻烦的是，它的密封垫为专用的缠绕型密封垫。与单、双座阀相比，其应用范围仅次之，也是较广的。（4）角形阀：这种阀从其节流型式来说，与单座阀是相当的。但是，它的特点是：阀体的“流路简单”，其在适用场合上要求，一是泄漏量要小；二是压力不能太大。对介质没有干净性要求，即适合不干净的介质使用，同时，还要求直角配管。（5）三通阀：顾名思议，这种阀有3个通道，它以一个阀，可以同时代替两个直通单座阀，进行“分流及合流”不包括两相流温度差在150℃以内的场合（≤150℃的场合），而且，其要求还包括在DN<80mm时，用于仪表工程方面的应用设计。（6）隔膜阀：这种阀主要特点是流路比较简单，它的隔膜可以耐蚀的作用，这种耐蚀性能使这种阀在介质不干净和弱腐蚀性质介质的切断场合可以适用。（7）蝶阀：这种阀的特点是阀体与阀座可以理解为一体的，可相当于以一段直管，来直接作为阀的阀体。它的主要优点是：自洁方面的性能好，而且，它的体积小又具有较轻的重量。它的适用场合主要是：不干净介质场合，也包括口径大、流量大，压力差较低的场合。一般以在DN>300mm的，多选用蝶阀。（8）球阀：这种阀的阀芯可以理解为一个空心球。在“O”形球阀处于全开的状态时，实现“无阻力调节”，这种阀从它的自洁性能来说是最好的，它主要适合用于“特别不干净”和“含纤维介质”的场合。“V”形球阀的调节特性，类似于百分比，主要适用的场合要求是：①介质不干净；②含纤维介质；③可调范围比较大。（9）偏心旋转阀：该阀的特点是在蝶阀和球阀两种阀之间，它有较好的自洁性能和调节性能，也可以进行切断性操作，主要适用场合是：①不干净的介质；②泄漏要求小。

3调节阀选型时的注意事项

（1）如何选择调节阀的类型

从调节阀选择来说，其依据包括以下方面：①介质的特点；②控制要求；③安装环境等。此外，还要考虑到调节阀本身具有什么样的流量特性，它具有什么样的结构来综合防治性确定选择什么样的阀。实际设计及使用中，以普通单座及双座调节阀、套筒式调节阀和蝶阀，采用的较多。一般而言，对于“流量、压差、要求泄漏量”这三个指标均较小的场合，选择单座调节阀即可以，因其结构简单、装配方便，同时，在经济上也非常地实惠。对于“流量和压差”均比较大、而且对于泄漏量方面没有严格要求的场合，在选择上应以双座调节阀来进行优先考虑；对套筒调节阀来说，应是“压差和振动”较大，介质是“高温高粘度，而且它内部含颗粒结构”的工作场合首选阀种；再以蝶阀为例，它对于低压力、大流量，且大流量的工艺调节；隔膜阀在适用场上来说，以“强腐蚀性、粘度高、带纤维”，但非高温和高压为特点的介质是其首选；角形阀，它的阀体由于受到流体冲击较小，所以它的阀体内很难接污，而且其具有较好的稳定性，所以特别适用于“粘度高、存在悬浮物和颗粒物”的流体。

（2）如何选择调节阀材质

选择材质调节阀，其主要是指以下两个方面如何进行选择。一是如何选择阀体和阀盖材质。这方面，主要要求包括：阀体在耐压等级方面，在使用温度允许范围和它的耐腐蚀性能等方面，都应该高于或等于工艺连接管道在这几个方面的要求，而且，对于已经使用的定型产品，应该进行优先选用。对于有水蒸汽的情况，对于含水量较大的湿性气体，对于易燃易爆的介质，对于环境温度低于-30℃时，铸铁阀都不宜进行选用。二是如何选择阀内组件材质。阀内组件一般包括阀杆、阀芯、阀座这些内容。一般来说，对于非腐蚀性的介质，选用1Cr18Ni9Ti或者是其它类型的不锈钢即可。对于存在严重汽蚀、冲蚀的场合，对于介质温度与压差，一起构成为“直角坐标”的情况；对于“温度为300℃以及压差值在1.5MPa的两点连线”之外的区域，选用材料应以耐磨材料为宜，如人们常用的“①钻基合金；②表面堆焊史泰莱合金”。阀体、阀盖可于其受压力较大，可以将其等同于压力容器，所以，阀体和阀盖必须要具备所受介质的温度、压力和腐蚀方面的要求，对阀内件来说，因其作用主要是节流，所以，对其要求应突出反应在耐腐蚀和耐冲刷。同样，这也是选择调节阀材质的根本出发点。总之，在化工设计中选择合适的调节阀，对于保证企业的安全生产来说至关重要，需要进行全方位通盘考虑，并不断总结其经验教训，以期不断提升设计能力和水平，并满足企业实际需要。

【参考文献】

[1]吴勤勤，控制仪表及装置，北京：化学工业出版社，1997.

[2]杨豪虎，方刚，调节阀的维护与故障分析[J]，机电信息，2011年24期.

作者简介：张博（1983-），男，汉族：陕西华县人，本科学历，工程师，研究方向：仪表自动化管理；张宝宝（1984-），男，汉族：山西平遥人，本科学历，工程师，研究方向：仪表自动化维护。