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化工生產(chǎn)氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥計算選型分析

在化工生產(chǎn)過程中，一個工藝過程的控制是否平穩(wěn)，超調(diào)量、衰減比、擾動是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，除了工藝設(shè)計合理、設(shè)備*外，重要的一點就是調(diào)節(jié)閥能否按照主體控制意識準(zhǔn)確動作，從而精確地改變物料或能量。如果調(diào)節(jié)閥的流量特性差、滲漏大、動作不可靠，就會使自動控制過程的質(zhì)量變差，甚至失去調(diào)節(jié)作用，從而增加了勞動強度，給生產(chǎn)帶來重大的經(jīng)濟損失。因此，調(diào)節(jié)閥的選擇顯得非常重要。氣動薄膜調(diào)節(jié)閥因具有調(diào)節(jié)性能好、結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠、維護方便、防火防爆及價廉等優(yōu)點，而被廣泛用于化工生產(chǎn)過程控制中。那么如何選擇合適的氣動薄膜調(diào)節(jié)閥呢?這要從以下幾方面進行。

　　1化工生產(chǎn)氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥計算選型分析類型的選擇
　　化工生產(chǎn)過程中，被調(diào)節(jié)的介質(zhì)特性千差萬別，有的高壓，有的高粘度，有的有腐蝕性，而且流體的流動狀態(tài)也各不相同，有的流量很小，有的流量很大。因此，必須選擇合適類型的調(diào)節(jié)閥去滿足不同的要求。

　　1.1化工生產(chǎn)氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥計算選型分析結(jié)構(gòu)形式的選擇
　　在選擇調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式時，主要是根據(jù)現(xiàn)場被控工藝介質(zhì)的特點、工藝生產(chǎn)條件和控制要求等，結(jié)合調(diào)節(jié)閥本身的流量特性和結(jié)構(gòu)特點來選擇。如用于大口徑、大流量、低壓差或濃濁漿狀及懸浮顆粒物的介質(zhì)調(diào)節(jié)時，可選用氣動薄膜調(diào)節(jié)蝶閥;當(dāng)要求直角連接，介質(zhì)為高粘度、含懸浮物和顆粒狀介質(zhì)的調(diào)節(jié)時，可選用流路簡單、阻力小、易于沖洗的氣動薄膜角型調(diào)節(jié)閥;當(dāng)調(diào)節(jié)脫鹽水介質(zhì)時，由于脫鹽水介質(zhì)中含有低濃度的酸或堿，它們對襯橡膠的蝶閥、隔膜閥有較大的腐蝕性，因此可選用水處理專用球閥，以延長使用壽命;當(dāng)要求閥在小開度時工作，就不應(yīng)選用雙座閥，因雙座閥有兩個閥芯，其下閥芯處于流閉狀態(tài)，穩(wěn)定性差，易引起閥的振蕩。
　　此外，選用調(diào)節(jié)閥時，還應(yīng)考慮調(diào)節(jié)閥的閥芯型式。閥芯是調(diào)節(jié)閥最關(guān)鍵的零件，有直行程閥芯和角行程閥芯兩大類。直行程調(diào)節(jié)閥閥芯是垂直節(jié)流的，而介質(zhì)是水平流進流出的，閥腔內(nèi)流道必然轉(zhuǎn)彎倒拐，使閥的流路形狀如倒“S"型，因而存在許多死區(qū)，為介質(zhì)的沉淀提供了空間，易造成堵塞。角行程調(diào)節(jié)閥的閥芯是水平節(jié)流的，與介質(zhì)的進出方向一致，因此易把不干凈介質(zhì)帶走，而且流路簡單，介質(zhì)沉淀空間少，故其防堵性能好。
　　再次，還應(yīng)考慮調(diào)節(jié)閥上閥蓋的形式和所用的填料。當(dāng)介質(zhì)溫度為-20~200℃時，應(yīng)選用普通型閥蓋;當(dāng)溫度高于200℃時，應(yīng)選用散熱型閥蓋;當(dāng)溫度低于-20℃時，應(yīng)選用長頸型閥蓋;、易揮發(fā)、易滲透等重要介質(zhì)的場合，應(yīng)選用波紋管密封型閥蓋。上閥蓋填料室中的填料有聚四氟乙烯或石墨填料，前者摩擦系數(shù)小，可減少回差，且密封性好;后者使用壽命長，但密封性差。

　　1.2化工生產(chǎn)氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥計算選型分析作用方式的選擇
　　調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)形式的選擇，主要從工藝生產(chǎn)上的安全要求出發(fā)，其原則是：當(dāng)儀表供氣系統(tǒng)發(fā)生故障中斷供氣或控制信號中斷時，調(diào)節(jié)閥處于打開或關(guān)閉的位置由其對生產(chǎn)造成危害性大小決定。如閥門處于打開位置時危險性小，則應(yīng)選氣關(guān)閥。

　　2化工生產(chǎn)氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥計算選型分析流量特性的選擇
　　調(diào)節(jié)閥的流量特性是指介質(zhì)通過閥門的相對流量與閥門的相對開度間的關(guān)系。在閥前后壓差保持不變時，稱為理想流量特性。生產(chǎn)中常用的有直線型、等百分比型、拋物線型和快開型四種。實際生產(chǎn)中，由于管道系統(tǒng)除了調(diào)節(jié)閥外，還有其它的串、并聯(lián)管道。因此，調(diào)節(jié)閥前后壓差通常是變化的，這種情況下的流量特性稱為工作流量特性。
　　流量特性的選擇實質(zhì)是如何選擇直線和等百分比特性，因為拋物線流量特性介于直線和等百分比之間，一般可用等百分比特性代替;而快開特性用于二位式調(diào)節(jié)及程序控制中。那么，如何選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性呢?

　　2.1從調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)分析
　　原則是：適當(dāng)選擇調(diào)節(jié)閥的特性，以閥的放大系數(shù)的變化來補償調(diào)節(jié)對象放大系數(shù)的變化，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)的放大系數(shù)保持不變的控制效果。若調(diào)節(jié)對象的放大系數(shù)隨負(fù)荷增加而變小，則應(yīng)選用等百分比特性的調(diào)節(jié)閥;若調(diào)節(jié)對象的放大系數(shù)為線性，則應(yīng)選用直線流量特性。
　　2.2從工藝配管情況分析
　　由于系統(tǒng)配管的情況不同，配管阻力的存在會引起調(diào)節(jié)閥上壓降的變化，從而使流量特性變化。因此應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的特點來選擇希望得到的工作特性，然后再考慮配管情況來選擇相應(yīng)的理想特性。流量特性與配管情況對照如下：(S：稱為閥阻比，指調(diào)節(jié)閥全開時閥前后壓差ΔPmin與系統(tǒng)總壓差ΔP之比。)
　　2.3從負(fù)荷變化情況分析
　　直線閥在小開度時流量變化大，調(diào)節(jié)過于靈敏，容易引起振蕩，因此在S小、負(fù)荷變化大的場合不宜使用;快開閥一般用于雙位調(diào)節(jié)和程序控制的場合;等百分比閥的放大系數(shù)隨閥門的行程增加而增大，流量相對變化是恒定不變的，因此適用于負(fù)荷變化大、幅度大的場合。生產(chǎn)過程自動化中，等百分比特性是應(yīng)用泛的一種。

化工生產(chǎn)氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥計算選型分析結(jié)構(gòu)特點:

1、氣動薄膜調(diào)節(jié)閥是自動化控制系統(tǒng)中儀表的執(zhí)行單元，采用電-氣閥門定位器，以電信號和壓縮空氣為動力，接受控制系統(tǒng)輸入的0-10mA •DC或4-20mA •DC電流信號，由調(diào)節(jié)器將壓縮空氣，轉(zhuǎn)換成氣源壓力信號輸入輸出，可實現(xiàn)分程控制(段幅信號)，從而改變閥門開度位移，達到對流體介質(zhì)的工藝參數(shù)精確調(diào)節(jié)控制。
2、氣動薄膜調(diào)節(jié)閥按作用模式可分：正作用：氣閉式-常開型(當(dāng)信號壓力增大時閥位向下位移)，《B型》
反作用：氣開式-常閉型(當(dāng)信號壓力增大時閥位向上位移)，《K型》
3、氣動薄膜調(diào)節(jié)閥采用了平衡型閥芯，不平衡力小，操作穩(wěn)定適用于閥前閥后壓差大且泄漏稍大的工作場合。
4、直通低流阻套筒閥閥芯采用了壓力平衡式閥芯，(雙密封面或單密封面)結(jié)構(gòu)，閥芯為圓柱型，經(jīng)過精密加工開出一定特性的窗孔，由套筒的內(nèi)圓導(dǎo)向和頂導(dǎo)向，因而閥桿上不平衡力很小，操作穩(wěn)定，性能好，是一種力平衡型的調(diào)節(jié)閥。適用于閥前后兩端壓差較高的場合，由于閥芯有套筒的側(cè)面導(dǎo)向，受渦流沖擊所產(chǎn)生的振動被減弱，故具有噪音低，空化閃蒸作用小，使用壽命長等優(yōu)點。但閥座泄漏率較單座閥稍大。
5、通過改變閥芯形狀的設(shè)計；不同的閥芯窗孔形狀會得到不同流量特性值：等百分比(對數(shù))性，直線性。
本系列產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于化工、石油、冶金、電站、輕紡、造紙和制藥等工業(yè)生產(chǎn)過程的自動化調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)程控制。有標(biāo)準(zhǔn)型、調(diào)節(jié)切斷型、波紋管密封型、夾套保溫型等品種。產(chǎn)品壓力等級有PN1.6 4.0 6.4MPa；公稱通徑DN20~300mm；適用流體溫度有-60~+450℃；按溫度高低配用不同閥蓋可分常溫型，高溫型和低溫型。

化工生產(chǎn)氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥計算選型分析－執(zhí)行機構(gòu)主要技術(shù)參數(shù):

氣動薄膜調(diào)節(jié)閥－電-氣閥門定位器:

　　電氣閥門定位器是工業(yè)自動化中氣動執(zhí)行器的主要配套儀表,可用來提高閥門位置的線性度,克服閥桿的磨擦力和消除調(diào)節(jié)閥不平衡力的影響等,從而保證閥門位置按調(diào)節(jié)儀表傳來的0~10mA DC或4-20mA的電流信號成比例關(guān)系,實現(xiàn)正確定位.(有多種型號規(guī)格可選配)
　　本公司電-氣閥門定位器配用型(HEP-15隔爆型,HEP-17本安型).也可按不同需求配用(SVI1000G/IM系列，SVI-II系列，HEP-15系列，ZPD2000系列,EP3000系列,EP4000系列,YT1000系列,YT2000系列,SIPART PS2西門子系列及智能定位器系列產(chǎn)品)

氣動薄膜調(diào)節(jié)閥－性能指標(biāo):

注：本產(chǎn)品執(zhí)行GB/T4213-92國家標(biāo)準(zhǔn)。

氣動薄膜調(diào)節(jié)閥－允許壓差:MPa

注：1)P-閥門定位器;R-壓力繼動器；
2)允許壓差為閥關(guān)閉P2=0狀態(tài)下，P的最大值；
3)如果允許壓差不清楚或最大工作壓差超出列表范圍請與我們聯(lián)系。

化工生產(chǎn)氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥計算選型分析－主要零件材料及適用溫度，介質(zhì):

化工生產(chǎn)氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥計算選型分析－流量特性示圖:

化工生產(chǎn)氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥計算選型分析－主要技術(shù)參數(shù):

產(chǎn)品應(yīng)用規(guī)范
性能GB/T4213-92,JB/T57218-94 結(jié)構(gòu)長度GB/T12221-05 材料:GB/T12228~12230
法蘭連接：JB/T79-94 GB/T9113
符合：IEC60534標(biāo)準(zhǔn)

化工生產(chǎn)氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥計算選型分析－外形尺寸:

　　3化工生產(chǎn)氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥計算選型分析口徑的選擇
　　當(dāng)選定了調(diào)節(jié)閥的類型和流量特性之后，就可進一步確定它的尺寸。流通能力是確定調(diào)節(jié)閥口徑的主要依據(jù)。所謂流通能力C，是指在調(diào)節(jié)閥前后壓差為100Kpa、水的密度為1000Kg/m3的條件下，每小時通過閥門的水的立方米數(shù)。調(diào)節(jié)閥口徑選擇按以下步驟進行。

　　3.1確定調(diào)節(jié)閥的最大、最小流通能力Cmax、Cmin
　　先根據(jù)生產(chǎn)能力、設(shè)備負(fù)荷、介質(zhì)狀態(tài)，確定調(diào)節(jié)閥的最大、最小流量;其次根據(jù)工藝管路、設(shè)備等組成的系統(tǒng)總壓降大小的變化情況來確定調(diào)節(jié)閥上的最大最小壓差。然后，選擇合適的計算公式計算出Cmax、Cmin。
　　C值的計算方法如下：
　　液體：
　　(1)一般液體：
　　(2)高粘度液體：
　　Q：流經(jīng)閥門的體積流量
　　ΔP：閥前后壓差
　　ψ：粘度修正系數(shù)
　　ρ：液體密度
　　氣體：
　　(1)一般氣體：
　　當(dāng)P2>0.5P1時，當(dāng)P2≤0.5P1時，
　　(2)高壓氣體：
　　當(dāng)P2>0.5P1時，當(dāng)P2≤0.5P1時，
　　z：壓縮系數(shù)
　　ρN：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的密度
　　QN：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的流量
　　T：操作溫度
　　P1：閥前絕對壓力
　　P2：閥后絕對壓力

　　蒸汽：
　　(1)飽和蒸汽：
　　當(dāng)P2≥0.5P1時，當(dāng)P2<0.5P1時，
　　(2)過熱蒸汽：
　　當(dāng)P2<0.5P1時，當(dāng)P2≥0.5P1時，
　　t：過熱蒸汽溫度
　　K：修正系數(shù)
　　M：蒸汽質(zhì)量流量
　　P1：閥前絕對壓力
　　P2：閥后絕對壓力
　　ΔP1：閥前后壓力
　　部分國產(chǎn)調(diào)節(jié)閥流通能力C值表
　  3.2根據(jù)計算得到的最大流通能力Cmax和已確定的調(diào)節(jié)閥類型，在調(diào)節(jié)閥選型樣板該系列調(diào)節(jié)閥額定流通能力Cmax中，選取大于并接近于此Cmax的C值，作為選定的C值，并確定對應(yīng)的公稱直徑和閥門直徑。

　　3.3化工生產(chǎn)氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥計算選型分析驗算調(diào)節(jié)閥開度
　　(1)根據(jù)所選擇的C值和流量特性，驗算閥的開度。一般閥的開度為應(yīng)全行程的90%~10%，即驗算：
　　(2)一般情況下，等百分比閥最大流量時對應(yīng)開度宜為90%，直線閥宜為70%，拋物線閥宜為80%。
　　3.4驗算可調(diào)比
　　可調(diào)比R是指調(diào)節(jié)閥所能控制的最大流量與最小流量之比，即R=Qmax/Qmin。因在選用調(diào)節(jié)閥口徑時已使閥的C值大于計算的Cmax值，故應(yīng)驗算R是否小于所選閥的實際可調(diào)比，即：
　　值得注意的是：調(diào)節(jié)閥的選型比計算重要得多，復(fù)雜得多。因為計算只是一個簡單的公式計算，它的本身不在于公式的精確度，而在于所給定的工藝參數(shù)是否準(zhǔn)確。選型涉及到的內(nèi)容較多，稍不慎，便會導(dǎo)致選型不當(dāng)，不僅造成人力、物力、財力的浪費，而且使用效果還不理想，帶來若干使用問題，如可靠性、壽命、運行質(zhì)量等。

化工生產(chǎn)氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥計算選型分析的安裝與維護：

1、閥門安裝：

　?。?）安裝前須檢查產(chǎn)品型號、位號及規(guī)格是否吻合，檢查整機零件是否缺損與松動。

　?。?）在安裝前，對管道應(yīng)進行清洗，閥門入口處要有足夠的直管段，并配有過濾器。閥體與管道的法蘭連接，要注意同軸度。

　?。?）閥門安裝前，應(yīng)先清洗管道。

　?。?）安裝場地應(yīng)考慮到人員設(shè)備的安全，既便于操作，又有利于拆裝與維護。

　　（5）閥門應(yīng)正立垂直安裝在水平管道上，不得已時可傾斜安裝，盡量避免水平安裝，閥自重量較大或有振動的場合，要用支撐架。

　?。?）介質(zhì)流動方向應(yīng)與閥體上的箭頭指向一致。氣源應(yīng)干燥、無油。閥門應(yīng)在環(huán)境溫度-20~55℃場所使用。 

2、化工生產(chǎn)氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥計算選型分析閥門維護：

　　（1）清洗閥門：對清洗一般介質(zhì)，只要用水洗凈就可以。但對清洗有害健康的介質(zhì)，首先要了解其性質(zhì)，再選用相應(yīng)的清洗辦法。

　　（2）閥門的拆卸：將外露表面生銹的零件先除銹，但在除銹前，要保護好閥座、閥芯、閥桿與推桿等精密零件的加工表面。拆裝閥座時應(yīng)使用專用工具。

　?。?）閥座：密封面有較小的銹斑與磨損，可用機械加工的方法進行，如損壞嚴(yán)重必須換新。但不管修理或更換后的硬密封面，都必須進行研磨。

　　（4）閥桿：表面損壞，只能換新。

　?。?）推桿、導(dǎo)向與密封表面的損壞：對反作用執(zhí)行機構(gòu)必須換新，而對正作用執(zhí)行機構(gòu)，可用適當(dāng)?shù)男蘩砗笫褂谩?/p>

　?。?）壓縮彈簧：如有裂紋等影響強度的缺陷，必須換新。

　?。?）易損零件：填料、密封墊片與O型圈，每次檢修時，全部換新。閥芯、膜片必須檢查是否有預(yù)示將來可能發(fā)生的裂紋、老化與腐蝕痕跡，根據(jù)檢查結(jié)果，決定是否更換，但膜片使用期一般最多2-3年。

（8） 閥門組裝要注意對中，螺栓要在對角線上擰緊，滑動部分要加潤滑油。組裝后應(yīng)按產(chǎn)品出廠測試項目與方法調(diào)試，并在這期間，可準(zhǔn)確地調(diào)整填料壓緊力、閥芯關(guān)閉位置。