控制阀基础知识

控制阀在控制系统中的功能：是过程控制工业里的终端控制元件，保证压力、流量、液位、温度等参数不超出设定的工作范围，补偿负载扰动，稳定过程变量，ESD紧急切断确保系统安全。

控制阀是系统中的薄弱环节：

控制系统的精度取决于仪表链中的所有环节；阀内件承常受到冲刷、气蚀、噪音影响或破坏，是链中最薄弱环节；其整体性能由阀本体、执行机构、电气附件等因素综合决定；结构、材料、选型、安装方式、环境会影响控制阀的使用性能；所有零部件及其整体性能的风险评估及验证至关重要。

控制阀是控制回路中最薄弱的环节：

         

增益是衡量控制阀性能的关键指标：

阀门流量的增量变化对于引起该流量变化的相应阀门行程增量的比例被定义为阀门增益。

回路过程增益并不仅指控制阀，也包含回路中的热交换器、压力容器、变送器、泵、控制系统等的增益指标总和。

回路过程增益的理想值为1，实际应用的范围应控制在0.5-2。

把大部分增益范围空间留给控制阀是保证系统稳定的一种途径，阀门增益过大或过小都也可能导致阀门振荡或不稳定，甚至引起阀门损坏。

过程优化要求所选择的阀门类型和口径在最大可能的工作条件范围内能把过程增益控制在选定的增益限制范围内。

采用非线性凸轮反馈的定位器可以影响并修改阀门特性，尤其针对蝶阀、球阀等旋转阀有一定作用。

         

控制阀分类及组成：

         

阀门本体：过程控制系统中用动力操作去改变阀内截流件的位置，来改变流体流量的装置。

执行机构：将控制信号转换成相应的动作，以控制阀内截流件的位置或其他调节机构的装置。信号或驱动力可为气动、电动、液动的或此三者的任意组合。

控制阀附件：为了使控制阀提高性能、增加功能、扩大应用而与其配合使用的附加装置，例如定位器、手轮机构、增强器等。

连接端：阀体上用来与工艺管道进密封连接的结构,如法兰式、螺纹式、焊接式、支耳式、对夹式等。

         

控制阀与手动阀的区别：工艺阀门与控制阀门在结构设计、材质选择、热处理或表面硬化处理方式、加工精度、装配精度等方面都存在较大的区别。

工艺阀门的设计及质量控制侧重于阀门静态性能的实现。

控制阀（调节阀）还应满足阀门在动态条件下的密封性能、疲劳寿命、运动精度、功能可靠性等方面的要求。

         

控制阀选型计算流程：

         

控制阀口径计算过程（ANSI/ISA-75.02 ）：

1 、根据介质物性、流量、压力、温度、密度、管道几何因子等参数确定计算CV值。

2 、选择适合工况条件的阀门结构型式及阀内件结构。

3 、结合阀门厂商产品的额定CV、FL、XT等参数值，进行开度验算。

4 、针对阀门结构及密封等级确定不平衡、开关推力或力矩。

5 、根据用户的系统控制功能确定执行机构的类型及附件选配。

         

选型的原则：

1 、根据工艺条件，选择合适的结构形式和材料。

2 、根据工艺对象的特点，选择控制阀的流量特性。

3 、根据工艺操作参数，选择合适的控制阀口径尺寸。

4 、根据工艺过程的要求，选择所需要的附件辅助装置。

5 、合理选择执行机构，执行机构的响应速度应能满足工艺。

闪蒸、空化及应对措施：

闪蒸和空化的定义：

产生机理：气泡产生—闪蒸破坏—阻塞流体—气泡破裂—能量爆破—气蚀。

         

控制阀应用在液体流体时发生的闪蒸和空化会对阀内件和阀体及阀后管件造成很大破坏，严重影响控制阀的工作性能和使用寿命以及加剧噪声、振动，构成安全隐患。

         

闪蒸、空化的破坏机理

         

如何应对闪蒸和空化：

         

上盖形式：

         

阀座安装形式：

         

阀芯导向结构：

         

各类控制阀的特点与范围：

         

特殊角阀：

         

气动执行机构：

         

         

常用阀门材料及处理措施：

本文来源于互联网，暖通南社整理编辑于2022年1月12日。