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发表人：lujiangxi |
发表时间：2015/11/22 16:16:00 |
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| 本栏论题： |
调节阀的选型经验及选型注意事项 [3565] |
一、选型经验
选择调节阀门 关键是要评估动态特性
多年来人们在选择调节阀时考虑的一直是若干传统因素，例如压力额定值、压力降、流动介质、温度和成本等。然而，过去10年中情况发生了很大变化，阀门设计取得了不少进展，生产流程的成本效益特性与以前相比已大不相同，这使许多以前在选择阀门时必须考虑的传统因素的重要性已经大大削弱了。
动态特性
虽然有些传统因素仍很重要，但它们仅仅偏重于阀的“静态”性能。实际上它们是在“工作台”上对阀进行测量所获得的结果，但这样的结果很难说明阀门在实际运行条件下将会表现出什么样的性能。阀的传统理论认为，仔细调节静态因素将会使阀（从而也使整个回路）获得良好的性能。然而，现在我们认识到情况并非总是如此。
研究人员和生产商进行的成千上万次性能检查证明，多达50%的在用阀(其中有许多是通过考虑传统因素而选择的)对于优化控制回路性能未能产 生多大效果。后继研究表明，阀的动态特性对于降低流程易变性起了很重要的作用。在许多关键的流程中，不同的阀门降低流程易变性的幅度即使相差1%也能够大幅度提高生产效率并减少废物，从而可取得超过100万美元的经济效益。很显然，这样的经济效益使我们完全可以否定传统的做法，即只根据阀的最初购买价格来 决定是否购买。
其次，传统的看法总是认为，流程优化的改进总是来自于控制室控制仪表的升级。但是，测试数据表明，在使用相同控制仪表的条件下，阀的动态特性能够对回路性能产生显著的影响。如果调节阀的精度只能达到5%，那么，花费大量的钱去配置一套其控制精度可达到0.5%的高级控制仪表系统并不能起到多大作用。
阀门类型
在寻找一种与使用场合相匹配的阀门时，首先应考察一下4种基本型式的节流调节阀，即笼式球阀、旋转浮球阀、偏心阀与蝶形阀。
笼式球阀的调整片形式的种类非常广泛，因此能够满足大多数应用场合的需求，从而使它成为各种阀中的首选。笼式球阀调整片有很多种，包括平衡 调整片、非平衡调整片、弹性座调整片、受约束调整片及全尺寸调整片等。在许多情况下，一种阀体的各种调整片配置是可以互换的。
笼式球阀也有若干缺点。一是该阀的尺寸受到限制（通常为16英寸）;二是与同等规格的视线阀（如浮球阀或蝶形阀）相比，其容量比较低;三是售价较高，特别是大口径的笼式球阀。然而，在降低流程易变性方面，笼式球阀具有优异的性能，常常足以弥补这些缺陷。
偏心阀比浮球阀的摩擦更小，价格更低。特有的结构设计使其对于流程易变性的控制更精确。这一点从Fisher公司的新产品BV500可见一斑。除此之外，偏心阀的优缺点与浮球阀相差不大。
按阀的性能来衡量，蝶形阀属于低档阀。蝶形阀的流量大，价格最便宜，而且有多种不同的口径。但是，蝶形阀的特性曲线只有等比例特性曲线一种，这就大大限制了蝶形阀降低流程易变性的性能。由于这一原因，蝶形阀只能用于负载固定不变的场合中。虽然蝶形阀有多种不同的口径，并且可以用大多数铸合 金来制造，但蝶形阀不符合ANSI关于面对面尺寸的要求，也不适用于易起空泡的流体或噪声较大等场合。
二、注意事项
调节阀型的选择：
(1)确定公称压力，不是用Pmax去套PN，而是由温度、压力、材质三个条件从表中找出相应的PN并满足于所选阀之PN值。
(2)确定的阀型，其泄漏量满足工艺要求。
(3)确定的阀型，其工作压差应小于阀的允许压差，如不行，则须从特殊角度考虑或另选它阀。
(4)介质的温度在阀的工作温度范围内，环境温度符合要求。
(5)根据介质的不干净情况考虑阀的防堵问题。
(6)根据介质的化学性能考虑阀的耐腐蚀问题。
(7)根据压差和含硬物介质，考虑阀的冲蚀及耐磨损问题。
(8)综合经济效果考虑的性能、价格比。需考虑三个问题：
a．结构简单(越简单可靠性越高)、维护方便、备件有来源；
b．使用寿命；
c．价格。
(9)优选秩序。
蝶阀－单座阀－双座阀－套筒阀－角形阀－三通阀－球阀－偏心旋转阀－隔膜阀。
调节阀执行机构的选择：
(1)最简单的是气动薄膜式调节阀，其次是活塞式，最后是电动式。
(2)电动执行机构主要优点是驱动源(电源)方便，但价格高，可靠性、防水防爆不如气动执行机构，所以应优先选用气动式。
(3)老电动执行机构笨重，我们已有电子式精小型高可靠性的电动执行机构提供(价格相应高)。
(4)老的ZMA、ZMB薄膜执行机构可以淘汰，由多弹簧轻型执行机构代之（性能提高，重量、高度下降约30％)。
(5)活塞执行机构品种规格较多，老的、又大又笨的建议不再选用，而选用轻的新的结构。
调节阀材料的选择：
(1)阀体耐压等级、使用温度和耐腐蚀性能等方面应不低于工艺连接管道的要求，并应优先选用制造厂定型产品。
(2)水蒸汽或含水较多的湿气体和易燃易爆介质，不宜选用铸铁阀。
(3)环境温度低于－20℃时(尤其是北方)，不宜选用铸铁阀。
(4)对汽蚀、冲蚀较为严重的介质温度与压差构成的直角坐标中，其温度为300℃，压差为1．5MPa两点连线以外的区域时，对节流密封面应选用耐磨材料，如钴基合金或表面堆焊司特莱合金等。
(5)对强腐蚀性介质，选用耐蚀合金必须根据介质的种类、浓度、温度、压力的不同，选择合适的耐腐蚀材料。
(6)阀体与节流件分别对待，阀体内壁节流速度小并允许有一定的腐蚀，其腐蚀率可以在lmm／年左右；节流件受到高速冲刷、腐蚀会弓[起泄漏增大，其腐蚀率应小于0.1mm／年。
(7)对衬里材料(橡胶、塑料)的选择时该工作介质的温度、压力、浓度都必须满足该材料的使用范围，并考虑阀动作时对它物理、机械的破坏(如剪切破坏)。
(8)真空阀不宜选用阀体内衬橡胶、塑料结构。
(9)水处理系统的两位切断阀不宜选用衬橡胶材料。
(10)典型介质的典型耐蚀合金材料选择：
a．硫酸：316L，哈氏合金，20号合金。
b．硝酸：铝，C4钢，C6钢。
c．盐酸：哈氏B。
d．氢氟酸：蒙乃尔。
e．醋酸、甲酸：316L、哈氏合金。
f．磷酸：因可镍尔、哈氏合金。
g．尿素：316L。
h．烧碱：蒙乃尔。
i．氯气：哈氏C。
j. 海水：因可镍尔，316L。
(11)到目前为止，最万能的耐腐蚀材料是四氟，称为“耐蚀王”。因此，应首先选用四氟耐腐蚀阀，不得已的情况下(如温度>180℃，PN>1．6)才选用合金。
调节阀流量特性的选择：
下面提供的是初步的选择，详细的选择见专门资料：
(1)S>0.6时选对数特性。
(2)小开度工作、不平衡力变化大时选对数特性。
(3)要求的被调参数反映速度快时选直线，慢时选对数。
(4)压力调节系统可选直线特性。
(5)液位调节系统可选直线特性。
调节阀作用方式选择：
(1)国外常用故障下开或关来表示，即故障开、故障关，与我国的气开、气闭表示正好相反，故障开对应气闭阀，故障关对应气开阀。
(2)新的轻型阀、精小型阀已不强调执行机械的正作用、反作用了，因而必须在尾注上标明。 B(气闭)K(气开)
调节阀弹簧范围的选择：
(1)首先是选择弹簧范围，还要确定工作弹簧范围。
(2)确定工作弹簧范围涉及计算输出力去克服不平衡力。若有困难，应将条件(主要是阀关闭时的压差)告诉制造厂，协助计算并调好弹簧和工作范围出厂(目前，不少厂家根本不做计算)。
调节阀流向的选择：
(1)在节流口，介质对着阀芯开方向流为流开，向关方向流为流闭。
(2)流向的选择主要是单密封类调节阀，有单座阀类、角阀类、单密封套筒阀三个大类。基它为规定流向(如双座阀、V球)和任意流动(如O球)。
(3)当dg＞15时，通常选流开，当dg≤15的小口径阀，尤其是高压阀可选流闭，以提高寿命。
(4)对两位开关阀可选流闭。
(5)若流闭型阀产生振荡，改过来，流开型即可消除。
调节阀填料的选择：
(1)调节阀常用的是四氟“V”形填料和石墨“O”形填料。
(2)四氟填料摩擦小，但耐温差，寿命短；石墨填料摩擦大，但耐温好，寿命长；高温下和带定位器的阀建议选石墨填料。
(3)若四氟填料常换，可以考虑用石墨填料。
附件的选择：
(1)调节阀的附件主要有：定位器、转换器、继动器、增压阀、保位阀、减压阀、过滤器、油雾器、行程开关、位置发讯器、电磁阀、手轮机构。
(2)附件起补充功能和保证阀运行的作用。必要的就增加，不必要的不增加。不必要时增加附件会提高价格并降低可靠性。
(3)定位器的主要功能是提高输出力和动作速度，不需要这些功能时，可不带，不是带了定位器就好。
(4)对快速响应系统，不要阀动作快，可选转换器。
(5)严格的防爆场合，可选：电气转换器＋气动定位器。
(6)电磁阀应选择可靠的产品，防止要它动作时不动作。
(7)重要场合建议不用手轮机构，防止人为误动作。
(8)最好由生产厂家提供并总成在阀上供货，以保证系统和总成联接的可靠性。
(10)再重申：请注意这些“小东西”的重要性，尤其是可靠性，若必要时，可配套气动元件，如电磁阀。 |
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