調節閥
控制閥
調節閥又名控制閥，在工業自動化過程式控制制領域中，通過接受調節控制單元輸出的控制信號，藉助動力操作去改變介質流量、壓力、溫度、液位等工藝參數的最終控制元件。一般由執行機構和閥門組成。如果按行程特點，調節閥可分為直行程和角行程；按其所配執行機構使用的動力，可以分為氣動調節閥、電動調節閥、液動調節閥三種；按其功能和特性分為線性特性，等百分比特性及拋物線特性三種。調節閥適用於空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質、泥漿、油品等介質。英文名：control valve，位號通常FV開頭。調節閥常用分類：氣動調節閥，電動調節閥，液動調節閥，自力式調節閥。
在現代化工廠的自動控制中，調節閥起著十分重要的作用，這些工廠的生產取決於流動著的介質正確分配和控制。這些控制無論是能量的交換、壓力的降低或者是簡單的容器加料，都需要某些最終控制元件去完成。
調節閥在管道中起可變阻力的作用。它改變工藝流體
調節閥
手動調節閥
的紊流度或者在 層流情況下提供一個壓力降，壓力降是由改變閥門阻力或“摩擦”所引起的。這一壓力降低過程通常稱為“節流”。對於氣體，它接近於等溫絕熱狀態，偏差取決於氣體的非理想程度（焦耳一湯姆遜效應）。在液體的情況下，壓力則為紊流或粘滯摩擦所消耗，這兩種情況都把壓力轉化為熱能，導致溫度略為升高。
常見的控制迴路包括三個主要部分，第一部分是敏感元件，它通常是一個變送器。它是一個能夠用來測量被調工藝參數的裝置，這類參數如壓力、液位或溫度。變送器的輸出被送到調節儀錶——調節器，它確定並測量給定值或期望值與工藝參數的實際值之間的偏差，一個接一個地把校正信號送出給最終控制元件——調節閥。閥門改變了流體的流量，使工藝參數達到了期望值。
調節閥屬於控制閥系列，主要作用是調節介質的壓力、流量、溫度等參數，是工藝環路中最終的控制元件。
調節閥又名 控制閥，通過接受調節控制單元輸出的控制信號，藉助動力操作去改變流體流量。調節閥一般由執行機構和閥門組成。如果按其所配執行機構使用的動力，調節閥可以分為氣動調節閥、電動調節閥、液動調節閥三種，另外，按其功能和特性分，線性特性，等百分比特性及拋物線特性三種。
閥體類型
調節閥的閥體種類很多，常用的閥體種類有直通單座、直通雙座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋轉、蝶形、套筒式、球形等。
在 具體選擇時，可做如下考慮：
(1) 閥芯形狀結構
主要根據所選擇的流量特性和不平衡力等因素考慮。
(2) 耐磨損性
當流體介質是含有高濃度磨損性顆粒的懸浮液時，閥的內部材料要堅硬。
(3) 耐腐蝕性
由於介質具有腐蝕性，盡量選擇結構簡單閥門。
(4) 介質的溫度、壓力
當介質的溫度、壓力高且變化大時，應選用閥芯和閥座的材料受溫度、壓力變化小的閥門，當溫度≥250℃時應加散熱器。
(5) 防止閃蒸和空化
閃蒸和空化只產生在液體介質。在實際生產過程中，閃蒸和空化會形成振動和雜訊，縮短閥門的使用壽命，因此在選擇閥門時應防止閥門產生閃蒸和空化。
調節閥執行機構
調節閥
對於雙作用的氣動、液動、電動執行機構，一般都沒有複位彈簧。作用力的大小與它的運行方向無關，因此，選擇執行機構的關鍵在於弄清最大的輸出力和電機的轉動力矩。對於單作用的氣動執行機構，輸出力與閥門的開度有關，調節閥上的出現的力也將影響運動特性，因此要求在整個調節閥的開度範圍建立力平衡。
對執行機構輸出力確定后，根據工藝使用環境要求，選擇相應的執行機構。對於現場有防爆要求時，應選用氣動執行機構。從節能方面考慮，應盡量選用電動執行機構。若調節精度高，可選擇液動執行機構。如發電廠透明機的速度調節、煉油廠的催化裝置反應器的溫度調節控制等。
調節閥的作用方式只是在選用氣動執行機構時才有，其作用方式通過執行機構正反作用和閥門的正反作用組合形成。組合形式有4種即正正（氣關型）、正反（氣開型）、反正（氣開型）、反反（氣關型），通過這四種組合形成的調節閥作用方式有氣開和氣關兩種。
對於調節閥作用方式的選擇，主要從三方面考慮：a）工藝生產安全；b）介質的特性；c）保證產品質量，經濟損失最小。
電動調節閥、壓力調節閥、單座調節閥、氣動調節閥、套筒調節閥、雙座調節閥、三通調節閥、溫度調節閥、風量調節閥、自力式調節閥、防火調節閥、分流調節閥、手動調節閥、籠式調節閥、微壓調節閥、精小型調節閥、角形調節閥、迴轉式調節閥、多葉調節閥、差壓調節閥、直通調節閥、電子式調節閥、合流調節閥、密封調節閥、蒸汽調節閥、給水調節閥、溫控調節閥、防爆調節閥、自動調節閥、不鏽鋼調節閥、襯塑調節閥、鎖閉調節閥、恆流量調節閥、瓣式調節閥、黃銅調節閥、升降式調節閥、單向調節閥、波紋管調節閥、鍋爐給水調節閥、現場匯流排型調節閥等。
調節閥按驅動方式可分為：手動調節閥、氣動調節閥、電動調節閥和液動調節閥，即以壓縮空氣為動力源的氣動調節閥，以電為動力源的電動調節閥，以液體介質（如油等）壓力為動力的液動調節閥；
按調節形式可分為：調節型、切斷型、調節切斷型；
按流量特性可分為：線性、對數型（百分比）、拋物線、快開。
調節閥
20年代：原始的穩定壓力用的調節閥問世。
30年代：以“V”型缺口的雙座閥和單座閥為代表產品V型調節球閥問世。
40年代：出現定位器，調節閥新品種進一步產生，出現隔膜閥、角型閥、蝶閥、球閥等。
50年代：球閥得到較大的推廣使用，三通閥代替兩台單座閥投入系統。
60年代：在國內對上述產品進行了系列化的改進設計和標準化、規範化后，國內才才有了完整系列產品。我們還在大量使用的單座閥、雙座閥、角型閥、三通閥、隔膜閥、蝶閥、球閥七種產品仍然是六十年代水平的產品。這時，國外開始推出了第八種結構調節閥——套筒閥。
70年代：又一種新結構的產品——偏心旋轉閥問世（第九大類結構的調節閥品種）。這一時期套筒閥在國外被廣泛應用。70年代末，國內聯合設計了套筒閥，使中國有了自己的套筒閥產品系列。
80年代：改革開放期間，中國成功引進了石化裝置和調節閥技術，使套筒閥、偏心旋轉閥得到了推廣使用，尤其是套筒閥，大有取代單、雙座閥之勢，其使用越來越廣。80年代末，調節閥又一重大進展是日本的Cv3000和精小型調節閥，它們在結構方面，將單彈簧的氣動薄膜執行機構改為多彈簧式薄膜執行機構，閥的結構只是改進，不是改變。它的突出特點是使調節閥的重量和高度下降30%，流量係數提高30%。
90年代：90年代的調節閥重點是在可靠性、特殊疑難產品的攻關、改進、提高上。到了90年代末，由華林公司推出了第十種結構的產品——全功能超輕型閥。它突出的特點是在可靠性上、功能上和重量上的突破。功能上的突破——唯一具備全功能的產品，故此，可由一種產品代替眾多功能上不齊全的產品，使選型簡化、使用簡化、品種簡化；在重量上的突破——比主導產品單座閥、雙座閥、套筒閥輕70～80%，比精小型閥還輕40～50%；可靠性的突破——解決了傳統調節閥等各種不可靠性因素，如密封的可靠性、定位的可靠性、動作的可靠性等。該產品的問世，使中國的調節閥技術和應用水平達到了九十年代末先進水平；它是對調節閥的重大突破；尤其是電子式全功能超輕型閥，必將成為下世紀調節閥的主流。
調節閥正常運行后要進行維護和保養。調節閥作為自動化控制系統的一部分，其維護應與自動化儀錶和其他設備同時進行。
調節閥的維護與一般儀錶的維護類似，可分為被動性維護、預防性維護和預見性維護。被動性維護是當調節閥等設備出現故障時才進行維護的一種維護方法。由於設備發生故障才維護，因此常常造成生產過程停車，嚴重時甚至出現設備損壞或人員傷亡等。被動性維護是生產過程所不希望的維護，預防性維護是根據過去的運行經驗，按時間進行維護的一種維護方法。例如，常用的定期維護就是預防性維護，它根據不同設備的運行情況制定相應的維護時間表，在設備還沒有出現故障時就進行維護。由於故障沒有發生就進行維護，因此，可大大降低故障發生概率。但這種維護方法並沒有將當前使用的該調節閥實際情況進行分析，常常對還可以使用一定時間的調節閥進行拆裝和檢查，浪費了時間和資源。預見性維護從當前使用的調節閥數據分析出發，預見該調節閥的狀態，從而使調節閥得到最大限度的利用。
一、調節閥日常維護工作內容
調節閥日常維護工作內容分為巡迴檢查和定期維護兩部分，巡迴檢查工作內容如下。
1、向當班工藝操作人員了解調節閥的運行情況。
2、查看調節閥和有關附件的供給能源(氣源、液壓油或電源)
3、檢查液壓油系統運行情況。
4、檢查調節閥的各靜、動密封點有無泄漏。
5、檢查調節閥連接管線和接頭有無鬆動或腐蝕。
6、檢查調節閥有無異常聲音和較大振動，檢查供給情況。
7、檢查調節閥的動作是否靈活，在控制信號變化時是否及時變化
8、偵聽閥芯、閥座有無異常振動或雜音。
9、發現問題及時聯繫處理。
10、做好巡迴檢查的記錄，並歸檔。
定期維護工作內容如下：
1、定期對調節閥外部進行清潔工作。
2、定期對調節閥填料函和其他密封部件進行調整，必要時應更換密封部件，保持靜、動密封點的密封性。
3、定期對需潤滑的部件添加潤滑油。
4、定期對氣源或液壓過濾系統進行排污和清潔工作。
5、定期檢查各連接點的連接情況，腐蝕情況，必要時應更換連接件。
二、調節閥的定期校驗
調節閥預見性維護工作尚未開展的單位，應對調節閥進行定期校驗。定期校驗工作是預防性維護工作。
根據不同工藝生產過程，調節閥的定期校驗應有不同的校驗周期。可結合製造商提供的資料確定各調節閥定期校驗的周期。通常可在工藝生產過程進行大修的同時進行。一些調節閥應用在高壓、高壓降或腐蝕性較強的場合時，檢驗周期要縮短。
檢驗的內容主要是調節閥靜態性能測試，必要時可增加相應的測試項目，例如調節閥流量特性的測試等。定期校驗需要有關測試設備和儀器，還需要有更換的部件，因此，通常可委託製造廠商完成。
三、調節閥的維修
調節閥維修分應急維修、定期維修和預見性維修。應急維修是調節閥出現故障，不能滿足工藝操作要求時的維修。定期維修通常包括日常維修和與工藝停車大修同時進行的維修。預見性維修是根據預見性維護的分析結果，有針對性地對有關調節閥部件的維修。應急維修是調節閥發生故障后的維修，定期維修和預見性維修是調節閥發生故障前的維修。通常，調節閥的日常維修由儀錶維修人員進行，與大修同時進行的定期維修由製造技術人員進行。
一）調節閥日常檢查和保養工作包括下列內容：
1、消除應力。由於安裝或組合不當造成各種應力。例如，高溫介質產生熱應力，安裝時緊．固力不平衡造成應力等。應力的不平衡作用在調節閥上，使調節閥閥桿、導向件變形，不能正確與閥座對中造成泄漏，變差增大等。因此，在日常維修中應進行消除應力的維修工作。
2、清除鐵鏽和污物。經常檢查調節閥連接管道內有無鐵鏽、焊渣、污物等，發現后應及時清除。因為這些污物會造成調節閥閥芯和閥座的磨損，影響調節閥的正常運行。通常，可在調節閥前加裝過濾網等過濾裝置，並定期清洗。
3、檢查調節閥支撐。調節閥支撐使調節閥的各部件處於不受重力等影響的位置。如果支撐不當會造成調節閥閥桿與閥座不能對中，使變差增大，密封性能下降。因此，應檢查調節閥支撐是否合適。
4、清除氣源、液壓油等供應能源的污物。氣源、液壓源是調節閥運行的能量來源。儀用壓縮空氣、液壓油中所含的雜質會堵塞節流孔和管道，造成故障。因此，定期檢查氣源、液壓油，定期對過濾裝置進行排污十分重要。
5、齒輪傳動裝置的檢查。對手輪機構、電動執行器和液動執行器的齒輪傳動裝置應定期檢查，添加潤滑劑，防止咬卡現象發生。應檢查制動和限位裝置是否靈活好用。
6、填料函檢查。應檢查填料的磨損情況和壓緊力，定期更換填料函，保證填料能夠在起到密封的同時，減少其摩擦力的影口向。對無油潤滑的填料函不應添加潤滑油。
7、安全運行的檢查。對在爆炸性危險場所使用的調節閥和有關附件應檢查其安全運行情況例如，密封蓋是否擰緊，安全柵的運行情況，電源供應情況等，保證調節閥及有關附件能夠安全運行。
8、運輸和保管。調節閥在運輸和保管期間，應用專用支架固定，防止鬆動；安裝在調節閥上的有關附件，如閥門定位器、手輪機構等應牢固，應防止與調節閥連接的反饋桿等部件受到外力損傷；各連接介面應用塑料膜封套，防止外物侵入；調節閥的連介面可用配套法蘭和盲板密封，也可採用黏性紙密封，防止外物侵入。運輸時應 加裝牢固的木箱，並採取防風沙、雨水和粉塵等惡劣運輸環境條件的影響。運輸和保管的環境條件應滿足產品說明書要求。
二）調節閥和附件日常維修的主要內容如下：
1、氣動執行機構膜片的更換。氣動薄膜執行機構的膜片在運行過程中受到伸縮，因此，容易疲勞損壞。更換時應採用同規格的橡膠膜片，固緊時應使膜片受力均勻，防止泄漏和壓壞膜片。
2、研磨。閥芯與閥座之間在運行一定時間后造成泄漏，汽缸的活塞與缸體之間也會造成內部泄漏，這時應進行研磨。可進行手工研磨、機械磨削、鍍層處理和鑲套等方法，研磨用的金剛砂粒度應合適，研磨力應均勻和合適。經研磨后，應進行拋光，並滿足所需光潔度和精度要求，滿足閥芯與閥座的對中要求等，在總裝后需進行密封性測試。
3、填料函更換。。填料函更換時應採用同類型的填料函，更換時應小心將填料勾出，正確拆除填料，防止對閥桿造成損傷。新填料函的安裝應按照說明書要求，切口應錯位，防止閥桿的螺紋對填料的刮傷，填料的壓緊力應均勻和合適，防止造成應力和增大摩擦力。
4、傳動部件的更換。調節閥和附件中的傳動部件如果部分磨損可進行部件更換、修復等。在更換和修復后應保證傳動靈活，傳動間隙盡量小。
5、氣動放大器的清洗。因儀用壓縮空氣內的污物造成氣動放大器的節流孔堵塞時應對節流孔進行清洗，可採用合適的鋼絲進行疏通和清洗。回裝時，放大器膜片應受力均勻，防止造成堵塞或泄漏。可通過調節鋼珠的壓緊力調整放大器增益，防止共振。
從20世紀初以後的近百年時間裡，調節閥還處於第一代產品的水平上。其調節閥的特徵是：
①以20世紀六七十年代水平的單座閥、雙座閥、套筒閥為主導產品；
②這代產品功能不齊全，不得不依靠擴充產品品種、變型來適應各種不同的場合，造成了品種規格繁多，對調節閥使用、計算、選型、調校、維護、備件等要求特別高；
③可靠性差，使用時出現的問題多；
④十分笨重。
現今，比較盛行的CV3000、精小型閥與傳統老產品相比多了三個30%：重量下降30%；高度下降30%；流量係數提高30%。但它們沒帶來質的突破，只是對傳統產品作了改進而已。
第二代產品從可靠性、功能、重量上應有質的突破。其調節閥的特徵是：
①全功能超輕型調節閥代替了眾多可靠性差、功能不齊全、又十分笨重的產品，代替了第一代的主導產品單座閥、雙座閥、套筒閥，成為第二代主導產品；
從外觀上看，第二代產品應具備輕型化、小型化、儀錶化的特徵。
其突出特徵是智能化，並滿足現場匯流排的要求，在應用上的特點是：
①與計算機介面；
②自診斷使可靠性更加提高，故障率進一步下降；
③改良閥的特性曲線，從而改變閥的調節品質；
④調節閥的品種以及對調節閥的使用要求進一步的簡化；
⑤指標上，滿足現代工業要求達到新的性能水平，例如一些工業部門推出的新的流程與系統對調節閥提出的一些苛刻的要求。
調節閥通常由電動執行機構或氣動執行機構與閥體兩部分共同組成。直行程主要有直通單座式和直通雙座式兩種，後者具有流通能力大、不平衡力小和操作穩定的特點，所以通常特別適用於大流量、高壓降和泄漏量大的場合。角行程主要有：V型電動調節球閥、電動蝶閥、通風調節閥、偏心蝶閥等。
調節閥用於調節介質的流量、壓力和液位。根據調節部位信號，自動控制閥門的開度，從而達到介質流量、壓力和液位的調節。調節閥分電動調節閥、氣動調節閥和液動調節閥等。
調節閥由電動執行機構或氣動執行機構和調節閥兩部分組成。調節閥通常分為直通單座式調節閥和直通雙座式調節閥兩種，後者具有流通能力大、不平衡辦小和操作穩定的特點，所以通常特別適用於大流量、高壓降和泄漏少的場合。
電動調節閥
a.兩位閥：主要用於關閉或接通介質；
b.調節閥：主要用於調節系統。選閥時，需要確定調節閥的流量特性；
c.分流閥：用於分配或混合介質；
d.切斷閥：通常指泄漏率小於十萬分之一的閥。
1 按壓力分類
(1）真空閥：工作壓力低於標準大氣壓；
(2)低壓閥：公稱壓力PN≤1.6MPa；
(3）中壓閥：PN2.5～6.4MPa；
(4)高壓閥：PN10.0～80.0MPa，通常為PN22、PN32；
(5）超高壓閥：PN≥100MPa。
2 按介質工作溫度分類
(1)高溫閥：t>450℃；
(2）中溫閥：220℃≤t≤450℃；
(3)常溫閥：－40℃≤t≤220℃；④低溫閥：－200℃≤t≤－40℃。
這種分類方法既按原理、作用又按結構劃分，是國內、國際最常用的分類方法。一般分為九個大類：
直行程氣動調節閥
(2)雙座調節閥；
(3)套筒調節閥；
(4）角形調節閥；
(5)三通調節閥；
(6）隔膜閥；
(7）蝶閥；
(8）球閥；
(9）偏心旋轉閥。前6種為直行程，后三種為角行程。
這九種產品亦是最基本的產品，也稱為普通產品、基型產品或標準產品。各種各樣的特殊產品、專用產品都是在這九類產品的基礎上改進變型出來的。
(1）軟密封切斷閥；
(2）硬密封切斷閥；
(3）耐磨調節閥；
(4）耐腐蝕調節閥；
(5）全四氟耐蝕調節閥
(6）全耐蝕合金調節閥；
(7）緊急動作切斷或放空閥；
(8）防堵調節閥；
(9）耐蝕防堵切斷閥；
(10）保溫夾套閥；
(11）大壓降切斷閥；
(12）小流量調節閥；
(13）大口徑調節閥；
(14）大可調比調節閥；
(15）低S節能調節閥；
(16）低噪音閥；
(17）精小型調節閥；
(18）襯裡（橡膠、四氟、陶瓷）調節閥；
(19）水處理專用球閥；
(20）燒鹼專用閥；
(21）磷銨專用閥；
(22）氯氣調節閥；
(23）波紋管密封閥……
（1)氣動調節閥；
(2)電動調節閥；
(3）液動調節閥。
流通能力Cv值（）是調節閥選型的主要參數之一，調節閥的流通能力的定義為：當調節閥全開時，閥兩端壓差為0.1MPa，流體密度為1g/cm3時，每小時流徑調節閥的流量數，稱為流通能力，也稱流量係數，以Cv表示，單位為t/h，液體的Cv值按下式計算。
根據流通能力Cv值大小查表，就可以確定調節閥的公稱通徑DN。
（1）氣動調節閥
① 按氣動執行機構的形式分類
（a）薄膜執行機構。又分直裝式（正作用和反作用）及側裝式（正作用和作用）
（b）活塞執行機構，又分比例式（正作用和反作用和二位式。
（c）長行程執行機構
（d）滾動薄膜執行機構。
② 按調節形式分類：（a）調節型；（b）切斷型；（c）調節切斷型。
③ 按移動型式分類：（a）直行程；（b）角行程。
④ 按閥芯形狀分類：（a）平板形閥芯；（b）柱塞形閥芯；（c)窗口形閥芯；（d）套筒形閥芯；（e）多級形閥芯；（f）偏旋形閥芯；（g）蝶形閥芯；（h）球形閥芯。
⑤ 按流量特性分類：（a）直線；（b）等百分比；（c)拋物線；（d）快開。
⑥ 按上閥蓋形式分類：（a）普通型；（b）散（吸）熱型；（c)長頸型；（d）波紋管密封型。
（2) 電動調節閥
① 按電動職稱機構的形式分類：（a）角行程；（b）直行程；（c)多迴轉式。
③按流量特性分類：（a）直線；（b）等百分比；（c)拋物線；（d）快開。
④按上蓋形式分類：（a）普通型；（b）散（吸）熱型；（c)長頸型；（d）波紋管密封型。
（3）手動調節閥。按閥芯性狀分類：圓錐形；柱塞形；套筒形；多級形；偏旋形；蝶形；球形或半球形。
（4）（電）液動調節閥。
（5）智能調機閥。
調節閥的流量特性，是在閥兩端壓差保持恆定的條件下，介質流經調節閥的相對流量與它的開度之間關係。調節閥的流量特性有線性特性，等百分比特性及拋物線特性三種。三種注量特性的意義如下：
調節閥流量特性
等百分比特性的相對行程和相對流量不成直線關係，在行程的每一點上單位行程變化所引起的流量的變化與此點的流量成正比，流量變化的百分比是相等的。所以它的優點是流量小時，流量變化小，流量大時，則流量變化大，也就是在不同開度上，具有相同的調節精度。
線性特性的相對行程和相對流量成直線關係。單位行程的變化所引起的流量變化是不變的。流量大時，流量相對值變化小，流量小時，則流量相對值變化大。
流量按行程的二方成比例變化，大體具有線性和等百分比特性的中間特性。
從上述三種特性的分析可以看出，就其調節性能上講，以等百分比特性為最優，其調節穩定，調節性能好。而拋物線特性又比線性特性的調節性能好，可根據使用場合的要求不同，挑選其中任何一種流量特性。
在現代化工廠的自動控制中，調節閥起著十分重要的作用，這些工廠的生產取決於流動著的液體和氣體的正確分配和控制。這些控制無論是能量的交換、壓力的降低或者是簡單的容器加料，都需要*某些最終控制元件去完成。最終控制元件可以認為是自動控制的“體力”。在調節器的低能量級和執行流動流體控制所需的高能級功能之間，最終控制元件完成了必要的功率放大作用。
調節閥是最終控制元件的最廣泛使用的型式。其他的最終控制元件包括計量泵、調節擋板和百葉窗式擋板（一種蝶閥的變型）、可變斜度的風扇葉片、電流調節裝置以及不同於閥門的電動機定位裝置。
儘管調節閥得到廣泛的使用，調節系統中的其它單元大概都沒有像它那樣少的維護工作量。在許多系統中，調節閥經受的工作條件如溫度、壓力、腐蝕和污染都要比其它部件更為嚴重，然而，當它控制工藝流體的流動時，它必須令人滿意地運行及最少的維修量。
在氣動調節系統中，調節器輸出的氣動信號可以直接驅動彈簧一薄膜式執行機構或者活塞式執行機構，使閥門動作。在這種情況下，確定閥位所需的能量是由壓縮空氣提供的，壓縮空氣應當在室外的設備中加以乾燥，以防止凍結，並應凈化和過濾。
當一個氣動調節閥和電動調節器配套使用時，可採用電一氣閥門定位器或電一氣轉換器。壓縮空氣的供氣系統可以和用於全氣動的調節系統一樣來考慮。
在調節理論的術語中，調節閥既有靜態特性，又有動態特性，因而它影響整個控制迴路成敗。靜態特性或增益項是閥的流量特性，它取決於閥門的尺寸、閥芯和閥座的組合結構、執行機構的類型、閥門定位器、閥前和閥后的壓力以及流體的性質。第5章中將詳細地介紹這些內容。
動態特性是由執行機構或閥門定位器一執行機構組合決定的。對於較慢的生產過程，如溫度控制或液位控制，閥的動態特性在可控性方面一般不是限制因素。對於較快的系統，如液體的流量控制，調節閥可能有明顯的滯后，在迴路的可控性方面一定要有所考慮。一般只有控制系統的專家才需要關心調節閥的動態持性，關於應用閥門定位器的正規考慮如第9章中所討論的，將滿足大多數調節閥裝置的需要。
自動調節閥的歷史可追溯到自力式調壓閥，它包括一個帶有重物桿的球形閥，重物用來平衡閥芯力，從而得到某種程度的調節，另一種早期的自力式調壓閿的形式是壓力平衡式調壓閥。工藝過程的壓力用管線接到彈簧薄膜調壓閥的薄膜氣室上。無論是減壓閥、閥后壓力式調壓閥或是差壓調壓閥都筆夠從這種基型閥門的變更而製造出來。
氣動變送器和調節器的出現，就必然地導致氣動詞節閥的應用。它們本質上是減壓閥或閥后壓力式調壓閥，改用儀錶壓縮空氣來代替工藝過程的流體。許多生產減壓閥的公司已經發展成為調節閥製造廠。調節閥的應用從數量上和複雜性方面繼續不斷地得到發展，許多閥門的閥體和附件的改進可以用來解決各種各樣的問題。本手冊的意圖是使工程們熟悉調節閥的結紙醉金迷和因素，幫助儀錶工程師在應用中選用最好的閥體、執行機構和附件。
調節閥按行程特點可分為：直行程和角行程。直行程包括：單座閥、雙座閥、套筒閥、角形閥、三通閥、隔膜閥；角行程包括：蝶閥、球閥、偏心旋轉閥、全功能超輕型調節閥。調節閥按驅動方式可分為：氣動調節閥、電動調節閥和液動調節閥；按調節形式可分為：調節型、切斷型、調節切斷型；按流量特性可分為：線性、等百分比、拋物線、快開。調節閥適用於空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質、泥漿、油品等介質。
調節閥的流量係數Kv，是調節閥的重要參數，它反映調節閥通過流體的能力，也就是調節閥的容量。根據調節閥流量係數Kv的計算，就可以確定選擇調節閥的口徑。為了正確選擇調節閥的口徑，必須正確計算出調節閥的額定流量係數Kv值。調節閥額定流量係數Kv的定義是：在規定條件下，即閥的兩端壓差為10Pa，流體的密度為lg/cm，額定行程時流經調節閥以m/h或t/h的流量數。
1． 一般液體的Kv值計算
a． 非阻塞流
判別式：△P
FF－流體臨界壓力比係數，FF=0.96－0.28
計算公式：Kv=10QL
式中：FL－壓力恢復係數，見附表
調節閥
PV－閥入口溫度下，介質的飽和蒸汽壓（絕對壓力），kPa
PC－流體熱力學臨界壓力（絕對壓力），kPa
QL－液體流量m/h
ρ－液體密度g/cm
P1－閥前壓力（絕對壓力）kPa
P2－閥后壓力（絕對壓力）kPa
b． 阻塞流
判別式：△P≥FL（P1－FFPV）
計算公式：Kv=10QL
式中：各字元含義及單位同前
2． 氣體的Kv值計算
a． 一般氣體
當P2>0.5P1時
當P2≤0.5P1時
式中：Qg－標準狀態下氣體流量Nm/h
Pm-(P1+P2)/2(P1、P2為絕對壓力）kPa
△P=P1－P2
G －氣體比重（空氣G=1）
t －氣體溫度℃
b．高壓氣體（PN>10MPa）
當P2>0.5P1時
當P2≤0.5P1時
式中：Z-氣體壓縮係數，可查GB/T 2624-81《流量測量節流裝置的設計安裝和使用》
3． 低雷諾數修正（高粘度液體KV值的計算）
液體粘度過高或流速過低時，由於雷諾數下降，改變了流經調節閥流體的流動狀態，在Rev<2300時流體處於低速層流，這樣按原來公式計算出的KV值，誤差較大，必須進行修正。此時計算公式應為：
式中：Φ―粘度修正係數，由Rev查FR－Rev曲線求得；QL－液體流量 m/h
對於單座閥、套筒閥、角閥等只有一個流路的閥
對於雙座閥、蝶閥等具有二個平行流路的閥
式中：Kv′―不考慮粘度修正時計算的流量系
ν ―流體運動粘度mm/s
FR －Rev關係曲線
FR-Rev關係圖
4． 水蒸氣的Kv值的計算
a． 飽和蒸汽
當P2>0.5P1時
當P2≤0.5P1時
式中：G―蒸汽流量kg/h，P1、P2含義及單位同前，K－蒸汽修正係數，部分蒸汽的K值如下：水蒸汽：K=19.4；氨蒸汽：K=25；氟里昂11：K=68.5；甲烷、乙烯蒸汽：K=37；丙烷、丙烯蒸汽：K=41.5；丁烷、異丁烷蒸汽：K=43.5。
b． 過熱水蒸汽
當P2>0.5P1時
當P2≤0.5P1時
式中：△t―水蒸汽過熱度℃，Gs、P1、P2含義及單位同前。
管路中的焊渣、鐵鏽、渣子等在節流口、導向部位、下閥蓋平衡孔內造成堵塞或卡住使閥芯曲面、導向面產生拉傷和划痕、密封面上產生壓痕等。這經常發生於新投運系統和大修后投運初期。這是最常見的故障。遇此情況，必須卸開進行清洗，除掉渣物，如密封面受到損傷還應研磨；同時將底塞打開，以衝掉從平衡孔掉入下閥蓋內的渣物，並對管路進行沖洗。投運前，讓調節閥全開，介質流動一段時間后再納入正常運行。
對一些易沉澱、含有固體顆粒的介質採用普通閥調節時，經常在節流口、導向處堵塞，可在下閥蓋底塞處外接沖刷氣體和蒸汽。當閥產生堵塞或卡住時，打開外接的氣體或蒸氣閥門，即可在不動調節閥的情況下完成沖洗工作，使閥正常運行。
對小口徑的調節閥，尤其是超小流量調節閥，其節流間隙特小，介質中不能有一點點渣物。遇此情況堵塞，最好在閥前管道上安裝一個過濾器，以保證介質順利通過。帶定位器使用的調節閥，定位器工作不正常，其氣路節流口堵塞是最常見的故障。因此，帶定位器工作時，必須處理好氣源，通常採用的辦法是在定位器前氣源管線上安裝空氣過濾減壓閥。
如介質中的固體顆粒或管道中被沖刷掉的焊渣和銹物等因過不了節流口造成堵塞、卡住等故障，可改用節流間隙大的節流件—節流面積為開窗、開口類的閥芯、套筒，因其節流面積集中而不是圓周分佈的，故障就能很容易地被排除。如果是單、雙座閥就可將柱塞形閥芯改為“V”形口的閥芯，或改成套筒閥等。例如某化工廠有一台雙座閥經常卡住，推薦改用套筒閥后，問題馬上得到解決。
利用介質自身的沖刷能量，沖刷和帶走易沉澱、易堵塞的東西，從而提高閥的防堵功能。常見的方法有：①改作流閉型使用；②採用流線型閥體；③將節流口置於沖刷最厲害處，採用此法要注意提高節流件材料的耐沖蝕能力。
直通為倒S流動，流路複雜，上、下容腔死區多，為介質的沉澱提供了地方。角形連接，介質猶如流過90彎頭，沖刷性能好，死區小，易設計成流線型。因此，使用直通的調節閥產生輕微堵塞時可改成角形閥使℃用。
用於蒸汽管道上的套筒調節閥，如果閥芯和套筒間隙過小，或使用不同材質，很可能會因為膨脹係數的不同而受熱卡死。可以在加工時適當加大間隙（以滿足流量控制要求為前提），以防止類似情況的發生。
1）研磨法
細的研磨，消除痕迹，減小或消除密封間隙，提高密封面的光潔度，以提高密封性能。
2）利用不平衡力增加密封比壓法
執行機構對閥芯產生的密封壓力一定，不平衡力對閥芯產生頂開趨勢時，閥芯的密封力為兩力相減，反之，對閥芯產生壓閉趨勢，閥芯的密封力為兩力相加，這樣就大大地增加了密封比壓，密封效果可以比前者提高5～10倍以上。一般dg≥20的單密封類閥為前一種情況，通常為流開型，若認為密封效果不滿意時，改為流閉型，密封性能將成倍增加。尤其是兩位型的切斷調節閥，一般均應按流閉型使用。
3）提高執行機構密封力法
提高執行機構對閥芯的密封力，也是保證閥關閉，增加密封比壓，提高密封性能的常見方法。常用的方法有：
①移動彈簧工作範圍；
②改用小剛度彈簧；
③增加附件，如帶定位器；
④增加氣源壓力；
⑤改用具有更大推力的執行機構。
4）採用單密封、軟密封法
對雙密封使用的調節閥，可改用單密封，通常可提高10倍以上的密封效果，若不平衡力較大，應增加相應措施，對硬密封的閥可改用軟密封，又可提高10倍以上密封效果。
5）改用密封性能好的閥
在不得已的情況下，可考慮改用具有更好的密封性能的閥。如將普通蝶閥改用橢圓蝶閥，進而還可改用切斷型蝶閥、偏心旋轉閥、球閥和為之專門設計的切斷閥。
1）增加密封油脂法
對未使用密封油脂的閥，可考慮增加密封油脂來提高閥桿密封性能。
2）增加填料法
為提高填料對閥桿的密封性能，可採用增加填料的方法。通常是採用雙層、多層混合填料形式，單純增加數量，如將3片增到5片，效果並不明顯。
3）更換石墨填料法
大量使用的四氟填料，因其工作溫度在－20～+200範圍內，當溫度在上、下限，變化較大時，其密封性便明顯下降，老化快，壽命短。柔性石墨填料可克服這些缺點且使用壽命長。因而有的工廠全部將四氟填料改為石墨填料，甚至新購回的調節閥也將其中的四氟填料換成石墨填料后使用。但使用石墨填料的回差大，初時有的還產生爬行現象，對此必須有所考慮。
4）改變流向，置P2在閥桿端法
當△P較大，P1又較大時，密封P1顯然比密封P2困難。因此，可採取改變流向的方法，將P1在閥桿端改為P2在閥桿端，這對壓力高、壓差大的閥是較有效的。如波紋管閥就通常應考慮密封P2。
5）採用透鏡墊密封法
對於上、下蓋的密封，閥座與上、下閥體的密封。若為平面密封，在高溫高壓下，密封性差，引起外泄，可以改用透鏡墊密封，能得到滿意的效果。
6）更換密封墊片
大部分密封墊片仍採用石棉板，在高溫下，密封性能較差，壽命也短，引起外泄。遇到這種情況，可改用纏繞墊片，“O”形環等，許多廠已採用。
1）增加剛度法
對振蕩和輕微振動，可增大剛度來消除或減弱，如選用大剛度的彈簧，改用活塞執行機構等辦法都是可行的。
2）增加阻尼法
增加阻尼即增加對振動的摩擦，如套筒閥的閥塞可採用“O”形圈密封，採用具有較大摩擦力的石墨填料等，這對消除或減弱輕微的振動還是有一定作用的。
3）增大導向尺寸，減小配合間隙法
軸塞形閥一般導向尺寸都較小，所有閥配合間隙一般都較大，有0.4～lmm，這對產生機械振動是有幫助。因此，在發生輕微的機械振動時，可通過增大導向尺寸，減小配合間隙來削弱振動。
4）改變節流件形狀，消除共振法
因調節閥的所謂振源發生在高速流動、壓力急劇變化的節流口，改變節流件的形狀即可改變振源頻率，在共振不強烈時比較容易解決。具體辦法是將在振動開度範圍內閥芯曲面車削0.5～1.0mm。如某廠家屬區附近安裝了一台自力式壓力調節閥，因共振產生嘯叫影響職工休息，我們將閥芯曲面車掉0.5mm后，共振嘯叫聲消失。
1）安裝位置、高度、進出口方向必須符合設計要求，連接應牢固緊密。
2）安裝在保溫管道上的各類手動閥門，手柄均不得向下。
3）閥門安裝前必須進行外觀檢查，閥門的銘牌應符合現行國家標準《通用閥門標誌》GB 12220的規定。對於工作壓力大於1.0 MPa 及在主幹管上起到切斷作用的閥門，安裝前應進行強度和嚴密性能試驗，合格後方准使用。強度試驗時，試驗壓力為公稱壓力的1.5倍，持續時間不少於5min，閥門殼體、填料應無滲漏為合格。嚴密性試驗時，試驗壓力為公稱壓力的1.1倍；試驗壓力在試驗持續的時間應符合GB 50243標準要求，以閥瓣密封面無滲漏為合格。
自力式壓力調節閥因為不需要其它外來能源如電源、氣源，僅靠介質自身的能量來驅動，既節能又環保，使用方便，安裝完畢後設定好壓力值即可投入自動運行，所以在對控制精度要求不高，又缺乏電源、氣源的場合，得到了越來越廣泛的使用。但在使用過程中，一定要注意選型的特殊性，否則容易引起事故。在使用過程中，要注意使用的選型和安裝環境，因此，詳細了解自力式壓力調節閥的工作原理和結構是非常重要的。
自力式壓力調節閥（以下簡稱壓力閥）是一種無需外來能源而只依靠調介質自身的壓力變化進行自動調節壓力的節能型產品。具有測量、執行、控制的綜合功能。廣泛適用於石油、化工、冶金、輕工等工業部門及城市供熱、供噯系統。可用於非腐蝕性〔最高溫度350℃〕的液體、氣體和蒸汽等介質的壓力控制裝置。
1、本閥應存放在乾燥的室內，通路兩端必須堵塞，不準堆置存放。
2、長期存放的調節閥應定期檢查，清除污垢，在各運動部分及加工面上應塗以防鏽油，防止生鏽。
3、本閥應安裝在水平管道上，必修垂直安裝。閥桿向上。
4、必修按圖示箭頭所指士介質進行安裝。
在生產過程自動化調節系統中，調節閥是一個重要的、必不可少的環節，被稱之為生產過程自動化的“手腳”，是自動控制系統的終端控制元件之一。
調節閥流路簡單、阻力小，一般情況下適用於正向使用(安裝)。然而在高壓降場合調節閥反向使用，以改善不平衡力和減少對閥芯的損傷，同時也有利於介質的流動、避免調節閥結焦和堵塞。調節閥在反向使用時，特別應該避免長時期小開度開啟的情況，以防引起強烈振蕩而損壞閥芯。特別在化工裝置試生產階段，由於試生產時負荷較低、設計工藝條件不可能很快達到要求，反向使用的調節閥應儘可能避免較長時間的小開度開啟狀況，以防調節閥損壞。
調節閥是由執行機構和閥兩部分組成。從水力學觀點來看，調節閥是一個局部阻力可以變化的節流元件，調節閥是按照輸入信號通過改變行程來改變阻力係數，從而達到調節流量的目的。
1調節閥的結構
調節閥除閥體為角型外，其他結構均和單座閥相似，其特點決定了它的流路簡單，阻力小，特別有利於高壓降、高粘度、含有懸浮物和顆粒狀物質流體的調節。它可以避免結焦，粘結和堵塞等現象發生，也便於清洗和自凈。
2調節閥正、反向使用比較
一般情況下，調節閥均採用正向安裝，即底進側出。只有在高壓差場合和高粘度、易結焦、含懸浮顆粒物介質的情況下，才推薦反向安裝，即物料側進底出。調節閥反向使用的目的是為了改善不平衡力和減少對閥芯的磨損，同時也有利於高粘度、易結焦和含懸浮顆粒物介質的流動，避免結焦和堵塞。
調節閥在高壓降的工藝條件下，推薦反向使用。在試車時，調節閥產生強烈振蕩，且發出刺耳的雜訊，試車4h后閥芯就斷裂了。但此並非質量問題，而是由於使用不合理所致。下面就其斷裂原因進行分析。
除了蝶閥和隔膜閥在結構上完全對稱外，所有其他結構的調節閥都是不對稱的。當調節閥改變流動方向時，由於流路的變化會引起)值變化。各類調節閥的正常流向均為使閥芯打開的方向(正向使用)，生產廠也只提供正常流向時的流通能力)值和流量特性。當調節閥反向使用時，既流體沿著使閥芯關閉的方向流動時，調節閥的流通能力會增大。水聯動試車時，模擬工藝條件不可能很快達到正常狀態，調節閥在較長時間內處於小開度狀態下使用，由於不平衡力的作用，會出現嚴重的不穩定。所以調節閥會產生強烈的震蕩併發出刺耳的雜訊，因而導致閥芯很快斷裂。而在正常工藝條件下，調節閥的開度是適中的，即使小開度也是短暫的，所以調節閥可正常安全使用。
一般情況下，調節閥均不推薦反向使用，只有在高壓差、高粘度、易結焦和含懸浮顆粒介質才推薦反向使用。反向使用時，應避免長期小開度情況下運行，尤其在試車時更應注意。
影響調節閥正常運行的因素及對策
1、前言
在自動化程度較高的化工控制系統，調節閥作為自動調節系統的終端執行裝置，接受控制信號實現對化工流程的調節。它的動作靈敏度直接關係著調節系統的質量。據現場實際統計有70%左右的故障出自調節閥。因此在日常維護中總結分析影響調節閥安全運行的因素及其對策。
2、卡堵
調節閥經常出現的問題是卡堵，出現在新投運系統和大修投運初期，由於管道內焊渣、鐵鏽等在節流口、導向部位造成堵塞使介質流通不暢，或調節閥檢修中填料過緊，造成摩擦力增大，導致小信號不動作大信號動作過頭的現象。
故障處理：可迅速開、關副線或調節閥，讓臟物從副線或調節閥處被介質沖跑。另一辦法用管鉗夾緊閥桿，在外加信號壓力情況下，正反用力旋動閥桿，讓閥芯閃過卡處。若不能則增加氣源壓力增加驅動功率反覆上下移動幾次，即可解決問題。如若仍不動作，則需解體處理。
3、泄漏
3.1閥內漏，閥桿長短不適。氣開閥，閥桿太長閥桿向上的（或向下）的距離不夠，造成閥芯和閥座之間有空隙，不能充分接觸，導致關不嚴而內漏。同樣氣關閥閥桿太短，導致閥芯和閥座之間有空隙，不能充分接觸，導致關不嚴而內漏。
解決辦法：應縮短（或延長）調節閥閥桿使調節閥長度合適，使其不再內漏。
3.2填料泄漏。填料裝入填料函以後，經壓蓋對其施加軸向壓力。由於填料的塑性，使其產生徑向力，並與閥桿緊密接觸，但這種接觸是並不是非常均勻的。有些部位接觸的松，有些部位接觸的緊，甚至有些部位沒有接觸上。調節閥在使用過程中，閥桿同填料之間存在著相對運動，這個運動叫軸向運動。在使用過程中，隨著高溫、高壓和滲透性強的流體介質的影響，調節閥填料函也是發生泄漏現象較多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏，對於紡織填料還會出現滲漏（壓力介質沿著填料纖維之間的微小縫隙向外泄漏）。閥桿與填料間的界面泄漏是由於填料接觸壓力的逐漸衰減，填料自身老化等原因引起的，這時壓力介質就會沿著填料與閥桿之間的接觸間隙向外泄漏。
解決對策：為使填料裝入方便，在填料函頂端倒角，在填料函底部放置耐沖蝕的間隙較小的金屬保護環（與填料的接觸面不能為斜面），以防止填料被介質壓力推出。填料函各部與填料接觸部分的金屬表面要精加工，以提高表面光潔度，減少填料磨損。填料選用柔性石墨，因其具有氣密性好，摩擦力小，長期使用后變化小，磨損的燒損小，維修容易，壓蓋螺栓重新擰緊后摩擦力不發生變化，耐壓性和耐熱性良好，不受內部介質的侵蝕，與閥桿和填料函內部接觸的金屬不發生點蝕或腐蝕。這樣，有效地保護了閥桿填料函的密封，保證了填料的密封的可靠性和長期性。
3.3閥芯、閥座變形泄漏。芯、閥座泄漏的主要原因是由於調節閥生產過程中的鑄造或鍛造缺陷可導致腐蝕的加強。而腐蝕介質的通過，流體介質的沖刷也可造成調節閥的泄漏。腐蝕主要以侵蝕或氣蝕的形式存在。當腐蝕性介質在通過調節閥時，便會產生對閥芯、閥座材料的侵蝕和衝擊使閥芯、閥座成橢圓形或其他形狀，隨著時間的推移，導致閥芯、閥座不配套，存在間隙，關不嚴發生泄漏。
解決方法：關鍵把好閥芯、閥座的材質的選型關、質量關。選擇耐腐蝕材料，對麻點、沙眼等缺陷的產品堅決剔除。若閥芯、閥座變形不太嚴重，可經過細砂紙研磨，消除痕迹，提高密封光潔度，以提高密封性能。若損壞嚴重，則應重新更換新閥。
4、振蕩
調節閥的彈簧剛度不足，調節閥輸出信號不穩定而急劇變動易引起調節閥振蕩。還有說選閥的頻率與系統頻率相同或管道、基座劇烈振動，使調節閥隨之振動。選型不當，調節閥工作在小開度存在著急劇的流阻、流速、壓力的變化，當超過閥剛度，穩定性變差，嚴重時產生振蕩。
解決對策：由於產生振蕩的原因是多方面的，因此具體問題具體分析。對振動輕微的振動，可增加剛度來消除。如選用大剛度彈簧，改用活塞執行結構。管道、基座劇烈震動通過增加支撐消除振動干擾；選閥的頻率與系統頻率相同，則更換不同結構的閥；工作在小開度造成的振蕩，則是選型不當流通能力C值選大，必須重新選型流通能力C值較小的或採用分程式控制制或子母閥以克服調節閥工作在小開度。
5、閥門定位器故障
5.1普通定位器採用機械式力平衡原理工作，即噴嘴擋板技術，主要存在以下故障類型：
1）因採用機械式力平衡原理工作，其可動部件較多，容易受溫度，振動的影響，造成調節閥的波動；
2）採用噴嘴擋板技術，由於噴嘴孔很小，易被灰塵或不幹凈的氣源堵住，是定位器不能正常工作；
3）採用力的平衡原理，彈簧的彈性係數在惡劣現場下發生改變，造成調節閥非線性導致控制質量下降。
5.2智能定位器由微處理器（cpu）、A/D,D/A轉換器及等部件組成，其工作原理與普通定位器截然不同。給定值和實際值的比較純是電動信號，不再是力平衡。因此能夠克服常規定位器的力平衡的缺點。但在用於緊急停車場合時，如緊急切斷閥、緊急放空閥等。這些閥門要求靜止在某一位置，只有緊急情況出現時，才需要可靠地動作。長時間停留在某一位置容易使電氣轉換器失控造成小信號不動作的危險情況。此外用於閥門的位置感測電位器由於工作在現場，電阻值易發生變化造成小信號不動作，大信號全開的危險情況。因此為了確保智能定位器的可靠性和可利用性，必須對它們進行頻繁的測試。
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