調(diào)節(jié)閥是通過改變節(jié)流方式來控制流量的，它既是一種有效的調(diào)節(jié)手段，同時(shí)又是一個(gè)會(huì)產(chǎn)生節(jié)流能耗的部件。隨著裝置高負(fù)荷運(yùn)行，調(diào)節(jié)閥的腐蝕、沖刷、磨損、振動(dòng)、內(nèi)漏等問題不斷發(fā)生，從而導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥的使用壽命縮短、工作可靠性下降、進(jìn)而引起工藝系統(tǒng)和裝置的生產(chǎn)效率大幅度下降，嚴(yán)重時(shí)可以導(dǎo)致全線停車。這在視質(zhì)量和效益為生命的企業(yè)管理中尤為重要和緊迫。因此，如何選擇和安裝好調(diào)節(jié)閥，使調(diào)節(jié)閥在一個(gè)高性能狀態(tài)下運(yùn)行將是一個(gè)很關(guān)鍵的問題。

在選擇調(diào)節(jié)閥時(shí)，首先收集完整的工藝流體物理特性參數(shù)和調(diào)節(jié)閥的工作條件，主要包括流體成分、溫度、密度、粘度、正常流量、最大流量、最小流量、最大流量和最小流量下的進(jìn)出口壓力、最大切斷壓差等。在確定調(diào)節(jié)閥的具體選擇之前，還必須充分掌握和確定調(diào)節(jié)閥本身的結(jié)構(gòu)、形式、材料等特點(diǎn)，技術(shù)需要關(guān)注流量特性、壓降、閃蒸、氣體腐蝕、噪聲等問題。

一、流量特性的選擇

調(diào)節(jié)閥的流量特性是指介質(zhì)流過閥的相對(duì)流量與相對(duì)位移之間的關(guān)系。選擇的一般原則是，調(diào)節(jié)閥的流量特性應(yīng)與調(diào)節(jié)對(duì)象特性和調(diào)節(jié)器特性相反，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)的綜合特性接近線性。選擇通常是在工藝系統(tǒng)的要求下進(jìn)行的，但也考慮了許多實(shí)際情況，現(xiàn)在分別解釋。

1.直線流量調(diào)節(jié)閥

線性流量特性是指調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)位移之間的線性關(guān)系，即單位位移變化引起的流量變化是常數(shù)。線性流量特性閥的選擇一般為：①差壓變化小，幾乎恒定；②工藝系統(tǒng)主要參數(shù)呈線性變化；③大部分系統(tǒng)壓力損失分布在調(diào)節(jié)閥上(開度變化較小)；④外部干擾小，給定值變化小，可調(diào)范圍要求小。

2.等百分比調(diào)節(jié)閥

等百分比流量特性也稱為對(duì)數(shù)流量特性。是指單位相對(duì)位移變化引起的相對(duì)流量變化與相對(duì)流量成正比。也就是說，隨著相對(duì)流量的增加，調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)發(fā)生了變化。等百分比特性閥的優(yōu)先級(jí)為：①實(shí)際可調(diào)范圍大；②開度變化，閥上差壓變化較大；③管道系統(tǒng)壓力損失大；④工藝系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)較大；⑤調(diào)節(jié)閥通常在小開度下運(yùn)行。

除上述兩種常見的流量特性外，還有其他流量特性的調(diào)節(jié)閥，如拋物線特性和快速打開特性。在密封結(jié)構(gòu)中，如果流量特性精度要求較高，則可選擇高精度流量特性的金屬密封型，而軟密封型精度較低。

考慮調(diào)節(jié)閥壓降系統(tǒng)

調(diào)節(jié)閥作為過程控制系統(tǒng)中的終端部件，是最常用的執(zhí)行器。根據(jù)過程控制系統(tǒng)的要求，調(diào)節(jié)閥應(yīng)具有低能耗工作的工作特性，并能與系統(tǒng)完全匹配。但在使用調(diào)節(jié)閥時(shí)，這兩個(gè)要求不能同時(shí)滿足，甚至相互矛盾。為了獲得相同的流量，選擇一個(gè)小口徑的調(diào)節(jié)閥，盡管其他阻力不變，但總阻力必須相對(duì)較大，形成一個(gè)大的系統(tǒng)總壓降。如果物流的驅(qū)動(dòng)力是由泵產(chǎn)生的，這意味著必須選擇功率較大的泵和電機(jī)，這將不可避免地帶來較大的能耗。

當(dāng)管道系統(tǒng)中介質(zhì)流量增加時(shí)，流體通過管道上各種安裝部件產(chǎn)生的流體壓降也會(huì)發(fā)生一系列動(dòng)態(tài)變化。調(diào)節(jié)閥作為管道流體控制的主要部件引起的流體壓降是一個(gè)非常重要和容易被忽視的因素。在分析與調(diào)節(jié)閥相關(guān)的系統(tǒng)問題時(shí)，不僅要考慮調(diào)節(jié)閥本身，還要考慮調(diào)節(jié)閥壓降對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡的影響。

♂

4.調(diào)節(jié)閥的閃蒸和氣蝕

調(diào)節(jié)閥內(nèi)流動(dòng)的液體經(jīng)常出現(xiàn)閃蒸和氣蝕。它們的發(fā)生不僅會(huì)影響直徑的選擇和計(jì)算，還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的噪聲、振動(dòng)、材料損壞等。在這種情況下，調(diào)節(jié)閥的工作壽命將大大縮短，應(yīng)特別注意選擇和使用。

正常情況下，作為液體狀態(tài)的介質(zhì)，流入、流經(jīng)和流出調(diào)節(jié)閥時(shí)保持液體。閃蒸作為液體狀態(tài)的介質(zhì)，流入調(diào)節(jié)閥時(shí)為液體。當(dāng)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥中的縮流處時(shí)，流體壓力低于氣化壓力，液體介質(zhì)成為氣體介質(zhì)，其壓力不會(huì)回復(fù)到氣化壓力以上。

閃蒸就像一種噴砂現(xiàn)象，它作用于閥體和管道的下游部分，對(duì)調(diào)節(jié)閥和管道的內(nèi)表面造成嚴(yán)重的侵蝕，同時(shí)也降低了調(diào)節(jié)閥的循環(huán)能力。氣蝕作為液體狀態(tài)的介質(zhì)，流入調(diào)節(jié)閥時(shí)為液體，流體壓力低于氣化壓力，液體介質(zhì)成為氣體介質(zhì)，然后其壓力恢復(fù)到氣化壓力，最后在流出調(diào)節(jié)閥前變成液體。氣蝕的存在可以根據(jù)一些現(xiàn)象進(jìn)行初步判斷。當(dāng)氣蝕開始時(shí)，它會(huì)發(fā)出嘶嘶聲。當(dāng)氣蝕發(fā)展到完全穩(wěn)定時(shí)，調(diào)節(jié)閥會(huì)發(fā)出嘎嘎聲，就像流過調(diào)節(jié)閥時(shí)碎石發(fā)出的聲音一樣。氣蝕對(duì)調(diào)節(jié)閥和內(nèi)部部件的損害也很大，同時(shí)也降低了調(diào)節(jié)閥的循環(huán)效率，就像閃蒸一樣。因此，必須采取有效措施防止或最大限度地減少閃蒸或氣蝕的發(fā)生：（1）盡量將調(diào)節(jié)閥安裝在系統(tǒng)的最低壓力下游或出口板上部件（2），以有效地改變調(diào)節(jié)閥的上游或出口（2）。它可以改變調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥中的流量變化，從而增加內(nèi)部壓力；（4）盡量選擇硬調(diào)節(jié)閥。因?yàn)樵跉馕g發(fā)生時(shí)，對(duì)于這種調(diào)節(jié)閥，它具有一定的耐腐蝕性和耐磨性，可以在一定條件下存在氣蝕，不會(huì)損壞調(diào)節(jié)閥的內(nèi)部部件。相反，對(duì)于軟材料的調(diào)節(jié)閥，由于其耐腐蝕性和耐磨性差，當(dāng)氣蝕發(fā)生時(shí)，調(diào)節(jié)閥的內(nèi)部部件很快就會(huì)磨損，因此在氣蝕條件下無法正常工作。

簡而言之，目前還沒有工程材料能夠適應(yīng)嚴(yán)重條件下的氣蝕，只能綜合分析客觀情況，選擇相對(duì)合理的解決方案。

5.調(diào)節(jié)閥的噪聲分析

氣蝕和噪聲是控制高壓差流體中調(diào)節(jié)閥的兩大公害。調(diào)節(jié)閥上的噪聲是石化生產(chǎn)中的主要污染源。在使用過程中，除了選擇低噪聲結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥外，改變閥的操作條件是消除或減少氣蝕和噪聲的基本方法。調(diào)節(jié)閥工作時(shí)，應(yīng)注意其噪聲狀況。分析噪聲生產(chǎn)機(jī)制可以更好地監(jiān)控調(diào)節(jié)閥的工作狀態(tài)，有效處理問題。以下是一個(gè)例子。

(1)機(jī)械振動(dòng)——如果閥芯在套筒內(nèi)水平移動(dòng)，閥芯與套筒之間的間隙可以盡可能小，或者使用硬表面的套筒。

（2）固有頻率振動(dòng)，如閥芯或其他部件，具有固有振動(dòng)頻率，可通過特殊鑄造或鍛造處理改變閥芯的特性，必要時(shí)更換其他類型的閥芯。

（3）閥芯不穩(wěn)定性——如果由閥芯振蕩位移引起的流體壓力波動(dòng)引起的噪聲，通常是由調(diào)節(jié)電路執(zhí)行器等阻尼因素引起的，可以重新調(diào)節(jié)阻尼系數(shù)或在閥芯位移方向上添加減振設(shè)施。

(4)介質(zhì)的機(jī)械流動(dòng)性——當(dāng)介質(zhì)在管道或調(diào)節(jié)閥中流動(dòng)時(shí)，也會(huì)發(fā)出噪音。這里不詳細(xì)說明這種情況(氣蝕也會(huì)產(chǎn)生噪音)。

二、結(jié)語

調(diào)節(jié)閥的選擇和應(yīng)用是一項(xiàng)專業(yè)、技術(shù)領(lǐng)域廣泛的系統(tǒng)工作。我們不僅要充分了解其理論特點(diǎn)，還要結(jié)合實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行綜合分析和判斷，科學(xué)結(jié)合理論和實(shí)踐，做好這項(xiàng)工作。