調節(jié)閥又名控制閥，在工業(yè)自動化過程控制領域中，通過接受調節(jié)控制單元輸出的控制信號，借助動力操作去改變介質流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)的控制元件。一般由執(zhí)行機構和閥門組成。
調節(jié)閥選型問題分析：
生產過程自動化是大規(guī)模工業(yè)生產中保證效益和質量的重要手段。在生產過程自動化中，用來控制流體流量的調節(jié)閥已遍及石油、化工、電站、輕工、造紙、醫(yī)藥、船舶、市政等行業(yè)的工業(yè)自動化系統(tǒng)中。調節(jié)閥在穩(wěn)定生產、優(yōu)化控制、維護及檢修成本控制等方面都起著舉足輕重的作用。因此，如何選擇和應用好調節(jié)閥，使調節(jié)閥在一個高水平狀態(tài)下運行是一個關鍵的問題。以下主要對調節(jié)閥的閃蒸、氣蝕、防止堵塞、嗓音等間題做分析探討。
一、調節(jié)閥的閃蒸和氣蝕
氣蝕是一種水力流動現(xiàn)象，氣蝕的直接原因是管道流體因阻力的突變產生了閃蒸及空化。當流體流經調節(jié)閥節(jié)流口時，流速突然急劇增加，根據流體能量守恒定律，流速增加靜壓力便驟然下降，出口壓力達到或者低于該流體所在情況下的飽和蒸汽壓時，部分液體就汽化為氣體，形成蒸汽與氣體混合的小汽泡，氣液兩相共存的現(xiàn)象，此既為閃蒸的形成。如果下游壓力恢復到高于液體的飽和蒸汽壓力，汽泡在高壓的作用下，迅速凝結而破裂，汽泡破裂的瞬間形成一個沖擊力，此沖擊力沖撞在閥芯、閥座和閥體上，使其表面產生塑性變形，形成一個個粗糙的蜂窩渣孔，此種現(xiàn)象即是空化，這便是氣蝕形成的過程。因此氣蝕現(xiàn)象將導致嚴重的噪音、振動、材質的破壞等。
1、選型
（1）選用壓力恢復系數(shù)小的閥門
在工藝條件允許的情況下盡量選用壓力恢復系數(shù)小的閥門，如球閥、蝶閥等。如果工藝條件必須使調節(jié)閥的壓差△P＞△PT（產生空化的臨界壓差），可以將兩個調節(jié)閥串聯(lián)起來使用，這樣每個調節(jié)閥的壓差△P都小于△PT，空化便不會產生。如果閥的壓差△P小于2.5MPa，一般不會產生氣蝕，即使有氣蝕的產生也不會對材料造成嚴重的損壞。
（2）選用角形調節(jié)閥
由于角形閥中的介質直接流向閥體內部下游管道的中心，而不是直接沖擊體壁，所以可大大減少沖擊閥體體壁的飽和氣泡數(shù)量，從而減弱了閃蒸破壞力。
2、材料的抗氣蝕性能
從氣蝕的直接結果看，造成損傷是因為材料硬度不足以抵抗氣泡破裂而釋放的沖擊力，所以從這個角度我們可以考慮采用高硬度材料，一般常用的方法是在不銹鋼基體上進行堆焊或噴焊司太萊合金，在流體氣蝕沖刷處形成硬化表面。當硬化表面出現(xiàn)損傷后，可以進行二次堆焊或噴焊，這樣便能增加設備的使用壽命，同時也減少了企業(yè)的維修費用。
3、調節(jié)閥結構
既然空化是因為壓力的突變所引起，而系統(tǒng)要求的壓降又不能降低，可以采用將一次大的壓力突變分解為若干次的多級閥芯結構（如圖 1），這種結構的閥芯可以把總壓差分成幾個小壓差，逐級降壓，使每一級都不超過臨界壓差。或設計成特殊結構的閥芯、閥座，如迷宮式閥芯、疊片式閥芯等，都可以使高速流體在通過閥芯、閥座時每一點的壓力都高于在該溫度下的飽和蒸汽壓，或使液體本身相互沖撞，在通道間導致高度紊流，使液體的動能由于相互摩擦而變?yōu)闊崮埽蓽p少氣泡的形成。
4、氣蝕系數(shù)
不同結構形式的閥門有其不同的氣蝕系數(shù)，計算公式如下：
氣蝕系數(shù)計算公式
式中：H1——閥后（出口）壓力m；
H2——大氣壓與其溫度相對應的飽和蒸氣壓力之差m；
△P——閥門前后的壓差m。
各種閥門由于構造不同，因此允許的氣蝕系數(shù)δ也不同，如計算的氣蝕系數(shù)大于容許氣蝕系數(shù)，則說明可用，不會發(fā)生氣蝕。如蝶閥容許氣蝕系數(shù)為2.5，則：
當δ＞2.5，則不會發(fā)生氣蝕。
當2.5＞δ＞1.5時，會發(fā)生輕微氣蝕。
當δ＜1.5時，產生振動。
當δ＜0.5的情況繼續(xù)使用時，則會損傷閥門和下游配管，閥門的基本特性曲線和操作特性曲線，對閥門在什么時候發(fā)生氣蝕是看不出來的，更指不出來在那個點上達到操作極限。通過上述計算則一目了然。從上述計算中，不難看出產生氣蝕和閥后壓強 H1 有極大關系，加大 H1 顯然會使情況改變，改善方法：
把閥門安裝在管道較低點。
在閥門后管道上裝孔板增加阻力。
閥門出口開放，直接蓄水池，使氣泡炸裂的空間增大，氣蝕減小。
二、調節(jié)閥的堵塞
在泥漿、紙漿、礦漿、燒堿等場合應用時，閥門堵塞是常見的故障之一。除介質不干凈造成堵卡外，管道內的焊渣，鐵屑等也會造成閥門堵卡，因此，在這些工況下的調節(jié)閥選型必須考慮到不同閥型的防堵功能。大體要考慮以下幾個方面：
（1）流路越光滑，越平穩(wěn)過渡越好；
（2）根據計算，必要時應縮小閥座直徑，以提高節(jié)流速度來提高“自潔”性能；
（3）足夠剛度和推力（力矩）的執(zhí)行機構；
（4）角行程類的閥遠遠好于直行程類的閥。角行程的閥克服了直行程閥流路復雜和上下導向易堵卡的問題，介質流經角行程類的閥，似乎是直接流進流出，最典型的就為“O”型球閥，就象直管道一樣，其防堵性能最好，；其次就是全功能超輕型閥、蝶閥等。
三、調節(jié)閥的噪音
調節(jié)閥上的噪音是石油化工生產中的主要污染源。防止調節(jié)閥噪音應從三方面人手。
1、振動產生的噪音
振動產生的噪音一般來源于閥芯的振動。如當閥芯在套筒內水平運動時，可以使閥芯與套簡的間隙盡里小或者使用硬質表面的套筒。如閥芯或者其它的組件，它們都有一個固有振動頻率，對此，可以通過專門的鑄造或鍛造處理來改變閥芯的特性，如有必要也可以更換其他類型的閥芯。如由于閥芯振蕩性位移引起流體的壓力波動而產生的噪音，這種情況一般是由于調節(jié)回路執(zhí)行器等的阻尼因素引起的，對此可以重新調節(jié)阻尼系數(shù)或者在閥芯位移方向上加上減振設施。
2、因高速氣流而產生的氣體動力學嗓音
目前避免氣體動力學噪音有3種方法。首先，要消除噪音源，限制通過調節(jié)閥的流體速度；其次，采用特殊結構的閥體，使流體通過閥芯閥座的曲折流路逐漸減速；第3，應采用多孔限流板，它吸收調節(jié)閥后的部分壓降，從而降低通過調節(jié)閥的流速，從而達到降噪的目的。
3、防止液體動力學噪音
氣蝕發(fā)生的同時還出現(xiàn)噪音和振動，這種噪音，也叫液體動力學噪音，如何避免氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生在前面已有闡述。
總之，調節(jié)閥的選擇要因地制宜，要在實踐的過程中不斷總結和創(chuàng)新，使被調參數(shù)得到較好地控制效果，也使調節(jié)閥的使用壽命大大增長。
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