控制阀的选型.doc

控制阀的选型引言控制阀是自动化控制系统中的执行器，其应用质量反应在系统的调节品质上，工业自动控制水平的提高，控制阀已经渗透到生产的每一个角落，它在稳定生产，优化控制，维护及检修成本控制等方面都起着举足轻重的作用为什么要做好调节阀的选型？•自动化行业中有句顺口溜：十阀九漏对于调节阀的选型，在仪表的选型过程中是比较难的，尤其是工艺复杂、介质复杂的过程控制中，选型的问题更为突出，本文是我为我集团公司自动化选型人员培训内容，由于本人水平有限，可能有错误的地方，请广大网友指出本人不胜感谢，关于其它仪表的培训内容，以后有机会再发•案例1:2005年动力厂某水处理体统DN80水流量调节阀，调节过程中，开启正常，但是，关闭时间非常长不能完成调整查询调节阀计算书，设计阀门前后压差为0.15MPa,实际为0.4MPa,阀门选型过程中对于不平衡力的计算小了，造成执行机构推力不足更换推力更大的执行机构后，工作正常• 造成的损失：供水不能调节，更换执行机构费用1.62万元• 教训：设计中，要反复核对工艺提供的参数，参数一定要精确一个参数不合格就造成阀门不能正常使用选型中，要考虑一定范围的工艺条件的变化•案例2:精炼厂某系统用户进行技术改造，需用盐酸流量调节，阀内件选用WCB+PTFE气动调节阀，密封方式：填料，材料：PTFE,阀杆采用316L不锈钢，投入使用后，一切正常，但20天后，阀门执行机构动作，流量调节无变化，并有少量的盐酸液体渗出，打开阀门后，阀内件完好，密封垫片已被腐蚀，阀杆断裂，造成阀门故障。

•分析：• 选型过程中，对于阀体，阀内件已经考虑了盐酸腐蚀问题，但是对于阀杆和密封方式欠考虑，后更换密封方式改为波纹管密封，材料选用哈氏B合金后，工作至今，一切正常• 损失：原阀门报废，价值2.1万元，新阀门4个月后才购回，期间生产完全靠人工调节检修前后停产8小时• 教训：选型人员已经考虑了介质对金属腐蚀的问题，但是对于密封方式，欠考虑，一个小小的选型错误，造成了较大的经济损失，并且影响了正常的生产• 案例3:20022年8月，冶炼厂电解技术改造，阴极液储槽加温自动控制，介质为蒸汽，选用气动薄默调节阀，阀门为DN50，阀门投运后，一切正常，但是运行了60天后，阀门正常阀门开到最大，但是温度还是低于设定值，打开调节阀，阀门一切正常，查看阀门计算书，原来是选型过程中，选用蒸汽压力比实际压力高，工艺提供的最小蒸汽压力为0.35MPa,阀芯阀座直径为DN25,但是已经到10月,实际蒸汽压力0.15MPa，加热量不足，造成温度不能调节到正常值重新计算，选用DN32阀芯后工作正常• 教训：设计选型人员在考虑阀门参数时，虽然没有错误，但是没有考虑金川气候的具体情况，没有考虑冬天蒸汽压力会随着气温的降低而降低。

• 案例4:1995年，精炼厂某系统氯气浸出工艺，氯气流量调节，生产人员在更换调节阀旁通阀门时候，误将钛阀门当成不锈钢阀门，阀门安装后，送氯气刚刚10秒钟，阀门通红，氯气严重泄漏，幸好检修人员戴有头戴式防毒面具仪表维护人员戴防毒口罩，中毒不严重，休假两天恢复• 这次事故虽然未造成人员伤亡，但是，由于氯气泄漏量大，大量人员撤离，停产4小时，造成较大的经济损失• 教训：• 工艺过程阀门的选择不当，不但会影响工艺，而且会造成安全事故，因此对于阀门的选择一定要考虑周全，一次小小的疏忽，就会造成大的安全事故，还会严重影响生产案例5:2009贵金属厂上一条一生产线，需要对三种原料进行高精度流量配比控制，管道通径为DN20，流量控制范围为60—300L/h,工艺计算过程中,工艺提供的阀后压力与实际的阀后压力不符，投运后，最大流量下阀位开度不到10%，导致流量无法控制后采取了更换阀芯、阀座，改变阀后压力等措施，基本解决了问题，但是调节品质一直不理想•总结：冶金过程中，很少用到小流量调节，但随着集团公司高附加值产品项目的实施，如钛冶金、贵金属冶金、金属盐类、精细化工等项目中小流量控制也越来越多，项目建设和技术改造中，在设计阶段要对工艺提供的参数进行详细核查，如有疑问，小流量设计中要对工艺提供的参数进行详细的核查•阀门在集团公司公司应用成功和不成功的例子在各个厂随处可见，举例涉及的问题，目的在于证明选型的重要性和技术处理的价值，以便引起相关技术人员在对工程项目、技术改造、备品备件选型过程中，对调节阀门选型的足够重视。

如何应用好调节阀？•调节阀应用的好坏，以下几个方面有关正确的参数设计阶段正确的选型设计招标阶段正确的安装工程施工正确的使用和维护一现场服务•由此我们可以看出，我们讲调节阀的质量，不紧紧是生产厂的问题，它应该是一个广义的概念，包括设计人员、生产厂家、施工人员、使用维护人员总结起来就是：选好装好用好• 维护好调节阀门常见的选型问题以下列举常见的选型问题，选型过程中，如果能够对这些问题进行很好的处理，可以说你选阀就不会出现大的质量事故• 如何选择控制阀门选择原则满足工艺条件的要求•满足自控系统的要求•满足经济性的要求十二步选好控制阀门第一步精确掌握工艺参数及系统要求选择好调节阀，使调节阀在一个高水平状态下运行将是一个很关键的问题，选择调节阀时，首先要收集完整的工艺流体的物理、化学特性参数与调节阀的工作条件主要有流体的成份、温度、密度、粘度、正常流量、最大流量、最小流量，最大流量与最小流量下的进出压力、最大切断压差等在对调节阀具体选型确定前，还必须充分掌握和确定调节阀体本身的结构、形式、材料等方面的特点技术方面主要考虑流量特性、压降、闪蒸、气蚀、噪音等问题设计阶段设计结合时要准备的参数工艺参数：温度、压力、正常流量时压差及切断时的压差。

流体特性：腐蚀性、粘度、温度变化对流体特性的影响系统要求：泄漏量、可调比、动作速度与频率、线性及噪音介质的化学性质，详细的成份第二步调节阀流量系数Cv及口径的计算流量系数Cv(流通能力)的定义为：调节阀前后的压差为lKg/cm2，重度为lg/cm2流体，每小时通过阀门的体积流量(m3/h)调节阀流量系数Cv的计算方法很多，也比较繁琐但是这个计算非常重要，如果自己不会算，那么就要提供详细的参数，让阀门厂专业选型人员计算• 第三步口径的计算这是调节阀门选择首先考虑的问题，要根据工艺参数确定阀门的尺寸，如果尺寸小了不能满足Qmax，大了常常在小开度工作，造成调节性能差，阀门寿命短• 总结起来就是，当改变阀芯、阀座尺寸后，依然不能满足要求，就必须改变阀门的尺寸•根据生产能力、设备负荷、以被控介质的工况决定流通能力计算所需的数据，求得最大、最小流量时的Cvmax和Cvmin通过多年的实践和理论探讨，在确定凋节阀口径时，按工况所需流量系数Cv值的1.2~1.4倍作为阀的流量系数值调节阀开度大致范围如下：•最大开度：70%~90%常用开度：40%~70%最小开度：10%•根据计算得Cvmin和已采用的调节阀可调比验证可调范围，验证合适，既可用Cv值决定调节阀的口径。

原则上按照管道尺寸确定阀门的口径，但是采用和管道尺寸通径的阀门后，流量不能满足调节要求，则该缩径的缩径、该扩径的扩径阀口径的计算如何确定调节阀口径？确定计算流量Qmax、Qmin确定计算压差，根据系统特点选定阻力比S值，然后确定计算（阀全开时）压差；计算流量系数，选择合适的计算公式图表或软件求KV；KV值选取，根据KV的max值在所选产品系列中最接近一档的KV,得到初选口径；开度验算，要求Qmax时力90%阀开度；Qmin时《10%阀开度；实际可调比验算，一般要求应《10；R实际〉R要求口径确定，若不合格重选选KV值，再验证第四步流量特性的选择调节阀的流量特性，是在阀两端压差保持恒定的条件下，介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系调节阀的流量特性有线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种如何选择流量特性•流量特性选择的原则：•小开度工作、不平衡力变化大时选对数特性•要求的被调参数反映速度快时选直线，慢时选对数•压力调节系统可选直线特性•液位调节系统可选直线特性第五步计算关闭时的压差•关闭压差涉及到两个问题造成阀门该关闭时候不能关闭，该打开时不能打开会影响阀门的Cv值选择准确度• 第六步选择可调比可调比R是阀门的一个重要的参数，选择的准确与否，直接影响调节品质。

• 调节阀所能控制的最大流量和最小流量之比称为可调比R.当阀两端压差保持恒定时，最大流量与最小流量之比称为理想可调比实际使用中阀两端压差是变化的，这时的可调比称为实际可调比注意：R小了不能满足流量变化范围第七步确定执行机构弹簧范围•要从启动工作压力、输出力、稳定性、可否调整等因素综合考虑，一般来讲，只要提供的起源压力准确，介质参数准确，就无大问题第八步材质选择对公司来说流程非常复杂，控制介质也是五花八门，所以对材质的选择，学问也就最大，选型过程中，如果对工艺过程和工艺条件、介质物理化学性质掌握的透彻，所选择的阀门结构和材料也就越科学• 优秀的选型人员所选的阀门结构和材料应该实在满足使用功能的前提下，选择结构最简单、价格最低廉（相对而言），相反，有可能花了很多钱，阀门依然没有能选择好，这种费用可差20-30倍对于生产来说，用不好的影响则更大，开开停停、造成经济损失和产品产量质量下降，甚至生产不能正常运行• 阀体耐压等级、使用温度和耐腐蚀性能等方面应不低于工艺连接管道的要求，并应优先选用制造厂定型产品• 水蒸汽或含水较多的湿气体和易燃易爆介质，不宜选用铸铁阀•我公司地处北方，因此户外和环境温度低于一20°C的场合，不宜选用铸铁阀•对汽蚀、冲蚀较为严重的场合或者矿浆介质，对节流密封面应选用耐磨材料，如钴基合金或表面堆焊司特莱合金等•对强腐蚀性介质，选用耐蚀合金必须根据介质的种类、浓度、温度、压力的不同，选择合适的耐腐蚀材料。

•阀体与节流件材料要分别对待，一般来讲阀体的腐蚀率与阀内件的腐蚀率之比应该优于1：8•对衬里材料的选择时该工作介质的温度、压力、浓度都必须满足该材料的使用范围，并考虑流体对衬里的磨损•真空阀不宜选用阀体内衬橡胶、塑料结构•生活污水水处理系统尤其是工业污水处理系统以及含油的介质中的阀不推荐选用衬橡胶材料阀内件材质选择高低温材料选择典型介质的典型耐蚀合金材料选择硫酸：316L，哈氏合金，20号合金盐酸：哈氏B醋酸、甲酸:316L、哈氏合金磷酸：因可镍尔、哈氏合金硝酸：铝，C4钢，C6钢氢氟酸：蒙乃尔烧碱：蒙乃尔氯气(含水大于1%)：哈氏C盐水：钛、316L硫酸镍：钛非金属耐腐蚀材料到目前为止，最万能的耐腐蚀材料是四氟乙烯，称为耐蚀王因此，应首先选用全四氟耐腐蚀阀但是以下情况不推荐选择：温度＞160°CPN〉1.6磨损严重的场合• 优秀的选型设计人员就知道现场的重要性，在设计结合阶段就会与工艺人员紧密结合，重视阀门材料的正确选型• 第九步填料及阀盖型式选择(1)通常情况下，介质温度＜200C时，选用“V"形四氟填料，普通型上阀盖；介质温度＜450C时，选用“V"型四氟填料，但必须是散热阀盖2) 对直行程类阀，若带有定位器附件时，对介质温度W50C高温阀，仍可选用普通型阀盖，但必须选用石墨填料。

3) 介质温度〉400C时，需选用散热型阀盖和石墨填料4) 为增加阀杆密封的可靠性，可选用双层填料结构如果介质为剧毒或者易燃易爆、介质有可能与空气发生水解反应或者工艺要求外泄露率很低，建议选用波纹管密封方式第十步作用方式的选择•在生产过程中，调节阀气开、气关形式的选择，主要是从工艺生产的安全来考虑例：蒸气加热器、氯气浸出工艺氯气调节阀选用气开阀；锅炉进水的调节阀则选用气关式。