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第十五章调节阀第一节调节阀的基本特性在使用调节间的控制系统中。
都免不了要涉及阀门的特性。
因此,控制系统的设计人员和选用操作及维护控制设备的人员都必须懂得阀门的基本原理和特性。
正确应用这些基本理论将能保证最佳的系统性能。
一、控制回路在现有的各种控制回路中,存在着巨大的差异、认为控制回路都相同的观点是错误的,然而它们确有某些相似处.图2-1所示的气体压力控制回路,表示一个典型系统的一般原理。
图2-1典型的气体压力控制回路每一个控制回路都有几个被控制的过程。
过程的内容必须包括容器的几何条件,流体特性、流体作用的动态特性和容器与其外界之间的关系。
在图2-1的情况下,用包含在调节阀和负荷阀之间的管内的气体压力表示过程。
说明该过程的一些重要参数是连接管的长度与口径,内含气体的种类、温度、比热容和流量,调节阀特性。
回路中的另一些元件用来测量被控变量,将其与整定值进行比较,并为校正任何偏差提供某种预定的控制作用。
最常用的一种元件是能够完成上述三种功能的控制器。
当然还要有几种独立的器件来完成这些功能,例如传感器、发送器和接收-控制器。
控制器的输出信号被输送到为操作调节阀提供机械动力的驱动装置内。
有时,控制器要用辅助装置,例如增压器或定位器与驱动装置连接。
增压器是一个不常用的专用阻抗配套装置,它与阀门的特性有关。
定位器应用非常广泛,其动力特性与驱动装置的性能密切相关。
回路中最主要的控制元件是调节阀。
驱动装置调节调节阀内的节流元件以供给由控制器确定的流量。
现在市场上的阀门种类很多,每一种都有自己的独特性能。
但是在这里所研究的最有意义的特性是节流元件的运动或位移与由此产生的流量之间的关系,这种关系叫做阀门的特性。
回路里任何元件的特性取决于正确的选择或设计该特性。
它只涉及到建立各种元件的输出和输入之间的特殊关系,而阀门的流量特性是指建立阀门流量与阀门开度之间的关系。
图2-2的程序图中简单地表明了控制回路中规定的4种基本元件。
调节阀综述1 调节阀的发展历程2 调节阀在系统中的作用与重要性3 调节阀的使用功能4 十大类调节阀的功能优劣比较5 调节阀标准与性能6 调节阀泄漏标准的细分7 调节阀在使用中存在的主要问题8 九十年代调节阀的新发展9 调节阀三代产品的初步划分10 电动调节阀的应用前景调节阀计算1流量系数KV的来历2 流量系数定义3 原流量系数Kv计算公式4 KV值计算新公式5 调节阀口径计算6 国际电工委员会推荐的新公式简介不平衡力计算及校核1 不平衡力和不平衡力距计算2 输出力定义及计算3 不平衡力的校核4 执行机构的刚度与调节阀的稳定性校核调节阀结构1 调节阀的构成2 气动薄膜执行机构3 气动活塞执行机构4 电动执行机构5 阀盖与填料6 调节阀主要阀型及结构特点7 特殊阀调节阀选型指南1 调节阀结构型式的选择2 执行机构的选择3 材料的选择4 作用方式的选择5 弹簧范围的选择6 流量特性的选择7 流向的选择8 填料的选择9 附件的选择10 型号决定11 订货须知12 调节阀选型的详细审定内容（115问）13 调节阀选型的简化（提示）调节阀的安装与维护1 调节阀的主要性能及测试2 调节阀的安装3 调节阀的维护4 调节阀常见故障处理60法一、调节阀综述1.1 调节阀的发展历程1 调节阀的发展历程调节阀的发展自20世纪初始至今已有七、八十年的历史，先后产生了十个大类的调节阀产品、自力式阀和定位器等，其发展历程如下：20年代：原始的稳定压力用的调节阀问世。
30年代：以“V”型缺口的双座阀和单座阀为代表产品问世。
40年代：出现定位器，调节阀新品种进一步产生，出现隔膜阀、角型阀、蝶阀、球阀等。
50年代：球阀得到较大的推广使用，三通阀代替两台单座阀投入系统。
60年代：在国内对上述产品进行了系列化的改进设计和标准化、规范化后，国内才才有了自己完整系列的产品。
现在我们还在大量使用的单座阀、双座阀、角型阀、三通阀、隔膜阀、蝶阀、球阀七种产品仍然是六十年代水平的产品。
调节阀技术培训讲座调节阀技术培训讲座是针对工业、化工、石化、冶金、电力、热力等领域的工程师和技术人员进行的一项技术培训，目的是提高参与人员的调节阀知识、操作技能和维护保养能力。
本文档将从以下几个方面对调节阀技术培训讲座进行详细介绍。
一、讲座内容调节阀技术培训讲座的内容主要包括调节阀原理、结构、选择、安装、调试、维护保养等方面。
其中，调节阀原理是技术培训的基础，讲解调节阀的内部构造和工作原理，以便工程师和技术人员能够深入了解调节阀的工作机制，理解调节阀的应用场景以及潜在问题的处理方法。
结构是调节阀设计的独特之处，通过介绍调节阀的常见结构，工程师和技术人员更好地了解不同种类调节阀的特点和应用范围。
选择则是调节阀技术培训讲座的重点，这部分通常根据应用领域和应用场景的不同，讲解调节阀的选择技巧、性能指标、特殊要求、系统比较等方面。
安装、调试和维护保养则是调节阀日常应用中重要的内容，讲解调节阀的安装方式、调试方法和维护保养措施，以便工程师和技术人员更好地实现调节阀的正常运行和保养，维护调节阀的长期稳定运行。
二、讲座形式调节阀技术培训讲座的形式多为上课授课和现场模拟操作相结合，通常由资深的调节阀技术人员和工程师亲自授课。
授课内容根据调节阀技术的不同分项授课，由于调节阀技术培训讲座的广泛性、复杂性和技术深度，采用多次讲解的形式，每个部分的学习要逐步深入，将相应的实时案例分享给学员并与学员互动交流以证明所学内容的正确和实用性。
除了授课外，通过现场模拟操作帮助工程师和技术人员更好地理解调节阀的工作原理，提高应用技能。
三、讲座成果调节阀技术培训讲座的最终目标是帮助工程师和技术人员更好地了解和应用调节阀技术，提高其调节阀技术水平和操作技巧。
通过学习课程，获得的实际应用经验不仅会对个人职业发展带来正向影响，还将为企业提供高质量的技术人才和维护服务。
讲座成果的表现也会因实际应用场景而有差异，重要的是培养学员在实际工作中的应用技能，熟悉调节阀各类操作中可能出现的问题，并掌握相关应对方法，降低工业生产和自然资源浪费的比率，提高经济效益和社会效益。
调节阀基础知识讲座调节阀又称控制阀，是执行器的主要类型，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变流体流量。
什么是执行器✧是自动控制系统中的操作环节是根据控制器送来的控制信号改变所操作介质的大小，将被控变量维持在所要求的数值上。
调节阀的重要性处于控制环路的最终位臵，因此也称为最终元件。
调节阀（执行器）于接收控制器的输出信号，并控制操纵变量变化。
检测元件和变送器的作用类似于人的眼睛，控制器的作用类似于人的大脑，调节阀（执行器）的作用类似于人的手脚执行器的形式✧包括自动调节阀、电磁阀、电压调整装臵、电流控制器件、控制电机变频器等调节阀的组成✧调节阀一般由执行机构和阀门组成。
执行机构✧执行机构是调节阀的动力机构，它按调节信号的大小产生相应的推力。
使阀杆产生响应的位移，从而带动调节阀的阀芯动作。
推力和位移的大小代表调节阀执行机构的能力。
调节机构✧调节机构是调节阀的调节部分，它直接和介质接触，阀芯的动作改变介质的流通面积，达到调节的目的。
从一方面讲，流通面积改变的大小也代表调节阀的调节能力。
执行机构分类✧如果按其所配执行机构使用的动力，调节阀可以分为气动、电动、液动三种✧以压缩空气为动力源的气动调节阀，以电为动力源的电动调节阀，以液体介质(如油等)压力为动力的电液动调节阀✧按其功能和特性分，还有电磁阀、电子式、智能式、现场总线型调节阀调节阀类型的选择✧调节阀的阀体类型选择阀体的选择是调节阀选择中最重要的环节。
调节阀阀体种类很多，常用的有直通单座、直通双座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋转、蝶形、套筒式、球形等10种常用分类法✧这种分类方法既按原理、作用又按结构划分，是目前国内、国际最常用的分类方法。
一般分为九个大类：(1)单座调节阀；(2)双座调节阀；(3)套筒调节阀；(4)角形调节阀；(5)三通调节阀；(6)隔膜阀；(7)蝶阀；(8)球阀；(9)偏心旋转阀按用途和作用分类✧a.两位阀：主要用于关闭或接通介质；b.调节阀：主要用于调节系统。
选阀时，需要确定调节阀的流量特性；c.分流阀：用于分配或混合介质；d.切断阀：通常指泄漏率小于十万分之一的阀。
应用范围✧120万吨加工厂工程共有各类阀门582台。
其中有调节阀87台，气动切断碟阀152台，气动切断球阀50台，气动切断刀闸阀44台，电动切断刀闸阀190台，电动切断球阀36台，电动执行机构12台，电磁阀10台。
✧调节阀主要采用无锡工装（KOSO)的蝶阀 ( 710E ) ，偏心角行程调节阀(220E ) ，顶部导向型单座调节阀（501T），气动低负载蝶阀(600S),同心角行程型调节阀(220C),气动开关球阀(310K)气动耐酸型球阀(301R) 执行机构7300系列5200系列 6300系列。
✧气动切断碟阀采用德国依波罗（EBRO)Z011-A,执行机构EB-DW系列✧气动切断刀闸阀采用法国TECOFI VG4440-031-01系列✧电动切断刀闸阀采用德国依波罗（EBRO) MV系列，执行机构采用德国 AUMA 系列✧电动切断球阀采用台湾进典JBF-C1-02-AE系列，执行机构采用天津百利二通SMC系列✧风门电动执行机构采用天津百利二通SMC系列✧电磁阀采用美国ASCO 8210G087系列调节阀部件的识别调节阀部件的定义执行机构弹簧(Actuafor spring)：引起执行机构推杆移动的方向与膜片压力引起执行机构推杆移动的方向相反的弹簧。
✧执行机构推杆(Actuafor stern)：连在膜片板上的棒状伸出杆，可方便地与外部连接。
✧球阀(Ball Valve)：利用一个可以旋转的球形截流件的调节阀，在球上开中心孔，V形口或等高窗口，以获得各种各样的流量特性。
把该零件旋转到适当的位臵．可以开、关或控制流量。
✧气缸（Cylinder)：供活塞移动的气室。
✧膜片（Diaphragm）：是一种挠性的压力敏感元件，它把力付给膜片板和执行机构的推杆。
✧膜片板（Diaphragm Plate）：膜片上的同心板，用于向执行机构的推杆传递推力。
✧填料函组合件(Packing Box Assembly)：用于密封，防止沿着阀芯杆泄漏的上阀盖组合件的一部分，填料函组合件a，填料b．填料螺母c。
填料压盖d。
套环e．填料弹簧f．填料法兰g。
填料法兰用双头螺栓或螺栓h．填料法兰用螺母i．填料环j．填料垫环k。
毡垫环✧薄膜式执行机构（Diaphragm Actuator）：利用流体的压力作用在膜片上所产生的力去推动执行机构推相的一个组合件，为了定位和执行机构推杆的返回，它可以有弹簧，也可以没有弹簧。
✧薄膜调节阀（Diaphragm Control Valve ）：由膜片或弹簧——膜片执行机构驱动的调节阀。
✧活塞(Piston)：可移动的、对压力易起反应的元件，它把力传递给执行机构的推杆。
✧活塞式执行饥构(Piston Actuator)：流体压力操作活塞和气缸组合件，执行机构的推杆位臵与操作流体的压力成比例。
✧正作用执行机构（Direct Actuator)：一种薄膜式执行机构。
其膜片上的压力增加时，执行机构推杆向外伸出。
✧反作用执行机构(Reverse Actuator)：当摸片上的压力增加时，执行机掏上的推杆向里面缩回的薄膜式执行机构。
✧阀座(Seat)：阀座环或阀体的一部分，一个阀芯与其接触，使阀关闭。
✧阀座环(Seat Ring)：放臵在阀体中用以形成阀体流通口的一个独立零件。
✧行程指示器(Travel Indicator)：一个指针，固定在推杆阀秆连接器的附近，用于指示阀芯的位臵。
阀内件(Trim)：除阀体、上阀盖组台等及下法兰外的阀体组合件部分，它暴露在流体介质中，并与管线中的流体相接色。
阀内件通常包括阀座环、阀扦、阀芯、阀芯导向、导向衬套及套筒，调节阀的安装规范✧调节阀的正确安装与正确选择同等重要，安装的好坏是关系到操作性能、安全程度、成本高低的头等大事。
✧调节阀必须严格按照工艺要求和控制系统要求进行安装，一旦阀门产生故障，将导致火灾、爆炸、中毒等严重事故和人身伤害，损失是无法计算的。
✧在安装调节阀之前，应该检查调节阀的质量，从外观检查开始，再检查运输过程中零件和附件有无丢失，有无合格证，必要时进行静态特性的检查或专项检查。
安装原则✧（1）气动调节阀安装位臵，距地面要求有一定的高度，阀的上、下要留有一定空间，以便进行阀的拆装和修理。
对于装有气动阀门定位器和手轮的调节阀，必须保证操作、观察和调整时方便。
✧（2）调节阀应安装在水平管道上，并上、下与管道垂直，一般要在阀下加以支撑，保证稳固可靠。
对于特殊场合下，需要调节阀水平安装在竖直的管道上时，也应将调节阀进行支撑（小口径调节阀除外）。
安装时，要避免给调节阀带来附加应力，如管道与阀不同心或法兰不平行等。
✧（4）阀的工作环境温度要在－30～+60℃，相对湿度不大于95%。
因调节阀的薄膜和密封环等橡胶制品零件在低温时易硬化变脆、高温时老化，所以在安装时应注意安装位臵，离开加热炉、高温管道。
✧（5）调节阀前后位臵应有直管段，阀前后直管段长度不小于10倍的管道直径（10D），以避免阀的直管段太短而影响流量特性。
✧（6）调节阀的口径与工艺管道不同时，应采用异径管连接。
在小口径调节阀安装时，可用螺纹连接。
阀体上流体方向箭头应与流体方向一致。
✧（7）要设臵旁通管道。
目的是便于切换或手动操作，可在不停车情况下对调节阀进行检修。
✧（8）调节阀在安装前要彻底清除管道内的异物，如污垢、焊渣等。
安装后用常温水进行试运行，试运行时应将阀全打开，或将旁通阀打开。
试运行时应注意阀体与管道连接处的密封性等。
安装形式✧调节阀的安装通常情况下有一个调节阀组，即上游阀、旁路阀、下游阀和调节阀。
上图给出了调节阀常用的六种组合形式，并对各自的特点进行说明。
✧应注意的是切断阀（上游阀、下游阀）和旁路阀的安装要靠近三通，以减小死角。
调节阀安装方位的选择✧通常调节阀要求垂直安装。
在满足不了垂直安装时，对法兰用4个螺栓固定的调节阀可以有向上倾斜45°、向下倾斜45°、水平安装和向下垂直安装四个位臵。
对法兰用8个螺栓固定的调节阀则可以有9个安装位臵，分别相隔22.5°。
✧在这些安装位臵中，最理想的是垂直向上安装，应该优先选择；向上倾斜的位臵为其次，依次是22.5°、45°、67.5°；向下垂直安装为再次位臵；最差的位臵是水平安装，它与接近水平安装的向下倾斜67.5°，一般不被采纳。
调节阀（附阀门定位器）现场校准调节阀（附阀门定位器）现场校准 调节阀在调节系统中是执行机构，阀门的动作受调节器控制，同时阀门的动作也直线影响工艺参数的变化，所以除了现场装有副线的调节阀可以经副线将调节阀切出状态进行校准外，其余都只能在停运状态下才能校准。
为了提高调节性能，调节阀往往装有阀门定位器，在一般情况下调节阀都是连同阀门定位器一起校准的。
1、带气动阀门定位器的调节阀校准（1）接线按图接配管线。
接通气源调整定值器，使其输出（数字压力计1）为20kPa，观察阀门行程是否在起始位臵（最大行程位臵）。
调整定值器输出到100kPa，观察阀门行程是否最大（起始位臵）。
图中数字压力计2作为监视定位器输出用。
（2）步骤✧a、选输入信号压力20kPa、40kPa、60kPa、80kPa、100kPa5个点进行校准。
✧b、对应阀位指示应为0、25%、50%、75%、100%。
✧C、正、反两个方向进行校准。
阀位指示如以全行程（mm）乘上刻度百分数，即能得到行程的毫米数。
2、带电气阀门定位器的调节阀调准（1）接线按图接配管线。
图中数字压力计作监视定位器输出用。
先送入4mA输入信号，观察数字压力计是否为20 kPa，阀门行程是否在起始位臵（最大行程位臵）。
再将输入信号调整到20mA，观察数字压力计是否为100 kPa，阀门行程是否达到最大（起始位臵）。
（2）步骤✧a、选输入信号压力4mA、8mA、12mA、16mA、20mA 5个点进行校准。
✧b、对应阀位指示应为0、25%、50%、75%、100%。
✧C、正、反两个方向进行校准。
阀位指示如以全行程（mm）乘上刻度百分数，即能得到行程的毫米数。
调节阀的维护✧由于调节阀使用环境恶厉，在使用中难免出现一定故障。
因此，掌握一定的调节阀维护与维修十分必要。
气动调节阀日常维修的主要内容应有以下几项：✧（1）阀体内壁。
检查其耐压、耐腐情况。
✧（2）阀座。
因介质渗入，固定阀座用的螺纹内表面易受腐蚀而使阀座松动，检查时应予注意。
对高压场合，还应检查阀座密封面是否被冲坏。
✧（3）阀芯。
要认真检查阀芯各部分是否被腐蚀、磨损，特别是在高压差情况下阀芯磨损更为严重，应予注意。
