哈爾濱市汽化廠是一個(gè)運(yùn)用煤充壓汽化加工工藝生產(chǎn)制造天然氣的化工廠，自動化技術(shù)程度較高，在過程控制中，電動執(zhí)行器的調(diào)節(jié)質(zhì)量與生產(chǎn)制造工作狀況的穩(wěn)定性有著緊密的聯(lián)絡(luò)，因此對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的挑選看起來特別關(guān)鍵，針對安全防護(hù)防爆型規(guī)定非常高的化工廠，絕大部分電動執(zhí)行器選用的是自力式調(diào)節(jié)閥。

氣動調(diào)節(jié)閥的選用一般要從下列一些層面做好考慮到：

1)依據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，挑選適宜的調(diào)節(jié)閥門構(gòu)造和種類。

2)依據(jù)加工工藝目標(biāo)，挑選適宜的總流量特點(diǎn)。

3)依據(jù)加工工藝主要參數(shù)，測算流量系數(shù)，挑選閥的規(guī)格。

4)依據(jù)技術(shù)規(guī)定，挑選原材料和協(xié)助設(shè)備。

下邊對于以上4點(diǎn)進(jìn)行闡述。

2 調(diào)節(jié)閥門的結(jié)構(gòu)特征和種類

自力式調(diào)節(jié)閥是由氣動執(zhí)行器和閥兩部份組合而成的，氣動執(zhí)行器是接受鍵入的氣動閥門數(shù)據(jù)信號，造成對應(yīng)的推動力，使擺桿產(chǎn)生偏移，促進(jìn)閘閥姿勢；而閥就是指與管道連接的閥座部件一部分，它受到執(zhí)行器的擺桿推動力，更改閥座偏移，進(jìn)而更改閘閥開啟度，最后調(diào)節(jié)液體總流量的轉(zhuǎn)變。

自力式調(diào)節(jié)閥按其過程可分成直行程安排和角行程二種，按其結(jié)構(gòu)特征分直達(dá)單閥閥、直達(dá)雙坐閥、高壓閥、角型閥、套筒閥、氣動蝶閥、碟閥、軸力旋轉(zhuǎn)閥等。在其中直達(dá)閥較為普遍，單閥閥泄露量較小，但閥前后左右壓力差不可以很大，而雙坐閥恰好與之反過來。高壓閥合適于高負(fù)壓和髙壓差的物質(zhì)精確測量，但在髙壓差狀況下，液體對原材料沖洗和汽蝕比較嚴(yán)重，一般要考慮到閥心和高壓閘閥的材料，以增強(qiáng)其使用期限。在髙壓差、高粘度、含漂浮物和顆?；瘜W(xué)物質(zhì)液體的操縱中可采用角型閥。氣動蝶閥更適用強(qiáng)堿、強(qiáng)酸等強(qiáng)腐蝕物質(zhì)的操縱。碟閥適用大流量、低電壓差的空氣物質(zhì)。套筒閥選用均衡型閥心構(gòu)造，具備低噪音的特性，是運(yùn)用比較普遍的閥之一。

自力式調(diào)節(jié)閥有氣開與氣關(guān)二種種類。明確調(diào)節(jié)閥門電源開關(guān)方法的標(biāo)準(zhǔn)是：當(dāng)數(shù)據(jù)信號工作壓力終斷時(shí)，應(yīng)確保工藝技術(shù)和制造的安全性。假如閘閥在信號中斷后處在開啟部位，液體不終斷最安全性，則采用氣關(guān)閥；假如閘閥在數(shù)據(jù)信號工作壓力終斷后處在關(guān)掉部位，液體不通過最安全性，則采用氣開閥。如熱處理爐的然料氣或輕質(zhì)燃料油管道上的調(diào)節(jié)閥門，應(yīng)取用氣開閥，當(dāng)信號中斷后，閥自行關(guān)掉，然料被斷開，以防溫度控制過高而出現(xiàn)安全事故；加熱爐進(jìn)水口道路上的調(diào)節(jié)閥門，應(yīng)取用氣關(guān)閥，當(dāng)信號中斷后，閥全自動開啟，依然向加熱爐內(nèi)桶裝水配送，可以防止加熱爐燒干。

3 調(diào)節(jié)閥門的總流量特點(diǎn)

調(diào)節(jié)閥門的總流量特點(diǎn)就是指物質(zhì)穿過閥的相對性總流量Q與閥心相對性行程安排己(閘閥的相對性開啟度)中間的函數(shù)關(guān)系：

Q=f(L)

當(dāng)調(diào)節(jié)閥門兩邊壓力差△P保持一致時(shí)，閥的總流量特點(diǎn)稱之為原有總流量特點(diǎn)。原有總流量特點(diǎn)具體有平行線、等百分?jǐn)?shù)(對數(shù))、雙曲線和快開等4種種類，如下圖3—1所顯示：

在生產(chǎn)制造中閥的原有總流量特點(diǎn)有平行線、等百分?jǐn)?shù)和快開3種。雙曲線特點(diǎn)處于平行線和等百中間，一般用等百特點(diǎn)來替代。快開特點(diǎn)主要運(yùn)用于二位式操縱。

在一般情形下，閥兩頭壓力差不太可能始終保持一致，這時(shí)閥的原有總流量特點(diǎn)便會產(chǎn)生失真，閥在具體運(yùn)行情況下的性能稱為工作中總流量特點(diǎn)。這時(shí)在明確總流量特征時(shí)要引進(jìn)一個(gè)稱之為閥阻比的指數(shù)S。

S=△P/∑△P

∑△P為系統(tǒng)軟件總壓力差，是閥、所有工藝技術(shù)和管道系統(tǒng)軟件上的各壓力差之和。

從下面3個(gè)層面具體內(nèi)容對閥的工作中總流量特點(diǎn)開展剖析：

1)從自動控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)層面剖析

針對一個(gè)簡便的自動控制系統(tǒng)，它是由操縱目標(biāo)、智能變送器、控制器和調(diào)節(jié)閥門好多個(gè)基本上階段構(gòu)成的，系統(tǒng)軟件的總放大系數(shù)K=K1K2K3K4K5

K1~K5各自表明智能變送器、控制器、執(zhí)行器、閥、操縱目標(biāo)的放大系數(shù)。在負(fù)載變化的情形下，要使自動控制系統(tǒng)能維持預(yù)約的操控指標(biāo)值，期待總放大系數(shù)在自動控制系統(tǒng)的整體實(shí)際操作區(qū)域內(nèi)保持一致。一般來說，在一個(gè)明確的體系里，K1~K3的指數(shù)是穩(wěn)定一致的，僅有目標(biāo)的放大系數(shù)X5隨負(fù)載的變動而轉(zhuǎn)變，因此挑選恰當(dāng)?shù)目偭髁刻攸c(diǎn)來豐I、償目標(biāo)特點(diǎn)的轉(zhuǎn)變，確保K4K5的相乘是個(gè)參量就確保了操作系統(tǒng)的總放大系數(shù)K是個(gè)平穩(wěn)值。

2)從加工工藝管路狀況剖析

調(diào)節(jié)閥門一直與管路、機(jī)器設(shè)備連在一起應(yīng)用的，管路摩擦阻力的出現(xiàn)肯定會使閥的工作特點(diǎn)與原有特點(diǎn)不一樣。因此，應(yīng)依據(jù)目標(biāo)的特點(diǎn)，挑選適宜的工作特點(diǎn)，再依據(jù)管路狀況選用相對應(yīng)閥的原有總流量特點(diǎn)?？紤]到加工工藝管路狀況時(shí)，可參考表3—1來挑選閥的本身特點(diǎn)。

從表3—1上看，當(dāng)S=1~0．6時(shí)，選定原有總流量特點(diǎn)和工作中總流量特點(diǎn)一致。當(dāng)S<0．3時(shí)，特性曲線圖失真比較嚴(yán)重不適合操縱。

3)從負(fù)載轉(zhuǎn)變狀況剖析

平行線特征調(diào)節(jié)閥門在小開啟度時(shí)總流量相對性變化量大，過度靈巧，非常容易造成震蕩，閥心高壓閘閥易毀壞，故在S值小、負(fù)載變化幅度大的場所不可以選用。等百分?jǐn)?shù)閥的放大系數(shù)隨閘閥行程安排擴(kuò)大而增大，總流量相對性變化量穩(wěn)定不會改變。

4 調(diào)節(jié)閥門的規(guī)格

調(diào)節(jié)閥門規(guī)格的確認(rèn)是在預(yù)估閥流量系數(shù)CV的基本上實(shí)現(xiàn)的?？偭髁肯禂?shù)的定義就是指在閘閥開全標(biāo)準(zhǔn)下，閥兩頭壓力差△P為100 kPa，流體密度ρ為1g／cm3時(shí)，根據(jù)閥的液體容積總流量為Q(m3／h)，其節(jié)流閥公式計(jì)算為：

C是一個(gè)比例系數(shù)，它與流量系數(shù)的相互關(guān)系是m倍，即CV=mC。當(dāng)總流量特征為直線式時(shí)m=1．63，當(dāng)總流量特征為等百分?jǐn)?shù)型時(shí)m=1．97。

式(4--1)是當(dāng)精確測量物質(zhì)為液態(tài)時(shí)的計(jì)算方式，當(dāng)精確測量物質(zhì)為汽體時(shí)要考慮到氣溫和工作壓力對物質(zhì)容積的危害，其C值的測算分兩類狀況：

當(dāng)閥前后左右壓力差△P低于0．5倍的閥前工作壓力P1，即△P<0．5P1時(shí)

此外，當(dāng)物質(zhì)為過熱蒸汽時(shí)，測算C值能考慮到蒸氣的氫壓。

明確完CV值之后，要對調(diào)節(jié)閥門的開啟度開展檢算，規(guī)定較大總流量時(shí)閥開啟度不得超過90％，最少總流量時(shí)開啟度不小于10％。在正常的負(fù)荷下，閘閥開啟度應(yīng)在15％~85％中間。最終依據(jù)CV值明確調(diào)節(jié)閥門規(guī)格。

5 調(diào)節(jié)閥門的原材料和協(xié)助設(shè)備

調(diào)節(jié)閥門的油路板一般采用生鐵材料，其抗壓級別、應(yīng)用溫度范圍、抗腐蝕等領(lǐng)域應(yīng)不低于對加工工藝管線的規(guī)定，但在物質(zhì)為易燃易爆物品的液體時(shí)需作獨(dú)特考慮到。閥心、高壓閘閥材料的使用應(yīng)充分考慮液體中能否有固態(tài)顆粒物形成的損壞和汽蝕功效對閥主件的沖擊性。一般針對非腐蝕液體，常采用不銹鋼板；針對腐蝕很強(qiáng)的液體，可采用哈氏合金；針對沖擊性、震動、損壞比較嚴(yán)重的液體，可采用噴焊硬質(zhì)合金刀具或噴漆材料。此外當(dāng)實(shí)際操作物質(zhì)溫度高過 200℃時(shí)，要選用帶散熱器的上單流閥。

調(diào)節(jié)閥門的協(xié)助設(shè)備關(guān)鍵有閥門定位器、真空電磁閥、回訊電源開關(guān)、過慮氣體減壓閥、保位閥等。

閥門定位器是調(diào)節(jié)閥門的一個(gè)關(guān)鍵配件，普遍的有氣動式閥門定位器和電氣設(shè)備閥門定位器二種。它主要運(yùn)用于：

1)髙壓差的場所；

2)髙壓、持續(xù)高溫或超低溫物質(zhì)的場所；

3)物質(zhì)中帶有固態(tài)懸浮固體或粘性液體的場所；

4)調(diào)節(jié)閥門規(guī)格很大的場所；

5)完成分程操縱；

6)改進(jìn)調(diào)節(jié)閥門的總流量特點(diǎn)。

電磁閥的作用是迅速地?cái)嚅_和接入氣動閥門，使閥處在徹底通、斷的部位，多用以安全性安全泄壓閥。回訊電源開關(guān)是必須在主控室實(shí)時(shí)監(jiān)測到閥位的信息才采用的。保位閥的選取是依據(jù)加工工藝情況，當(dāng)氣動閥門斷開時(shí)，閥位規(guī)定保證在一定的位子上，但這樣的事情不常見。

6 結(jié)語

調(diào)節(jié)閥門是控制系統(tǒng)中一個(gè)主要的階段，若挑選測算不精確，應(yīng)用維護(hù)保養(yǎng)不可當(dāng)，將同時(shí)危害控制技術(shù)的調(diào)節(jié)品質(zhì)，乃至導(dǎo)致明顯的生產(chǎn)制造安全事故。因此，對調(diào)節(jié)閥門的恰當(dāng)采用、組裝和檢修等各項(xiàng)工作都需要十分重視。

伴隨著自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢，對自力式調(diào)節(jié)閥的需求愈來愈高，這種標(biāo)準(zhǔn)包含：新構(gòu)造、新型材料、性能卓越、與電腦通信及其優(yōu)異的信息特性等。因而，對新式調(diào)節(jié)閥門的探討和學(xué)習(xí)是一項(xiàng)嚴(yán)峻而關(guān)鍵的每日任務(wù)。

作者介紹：周雪冰(1973-)，女，技術(shù)工程師，主要是針對DCS及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的科學(xué)研究