调节阀在化工厂选型使用中的注意事项

王鹏

摘 要：随着我国经济的快速发展，对于化工的需求也越来越强，同时随着科技的进步，计算机技术和自动控制技术极大的促进了工业的进步，通过加快化工行业自动化进程，使用调节阀对介质的流量进行控制已经应用的较为广泛。在整个化工行业的自动化控制系统中，调节阀被广泛应用于对过程介质的控制，在保障化工生产的安全性、稳定性以及设备的维护与检修方面都有着重要的作用。文章就调节阀在化工行业中的一些应用进行介绍并对应用过程中需要注意的一些问题进行阐述。

关键词：化工行业；调节阀；应用；注意事项

前言

调节阀是一种应用较为广泛的控制装置，其应用于介质控制的终端，在其有效调节的，同时也会产生节流能耗，随着调节阀的长期使用，其面临着磨损等问题影响调节阀的使用寿命。文章就调节阀在使用中容易出现的一些问题进行介绍。

1 调节阀简介

调节阀是按照控制信号的方向与大小，通过改变阀芯的行程来改变阀的阻力系数，从而达到调节流量的目的。系统中调节阀除精确调节流量和控制压差的同时，必须要通过丰富的阀芯结构来避免汽蚀和闪蒸情况的发生，降低噪音，以保证整个系统长期有效的安全运行。但是随着调节阀的长期高负荷使用，调节阀容易产生阀芯腐蚀、冲刷、内部磨损以及振动、内漏等问题，极大的影响了调节阀的使用年限及可靠性，对化工行业的整体自动化运行造成了极大的安全隐患。当调节阀的问题较为严重时将会造成整个化工生产的停产，这就对企业生产的质量与速度造成了极大的影响。所以，做好化工行业中的调节阀的选用和安装调试，确保调节阀能够在一个较为良好的情况下工作，保障调节阀的使用寿命和可靠性是一个十分重要的问题。在进行调节阀的选用时，要对化工行业的流程充分的了解，需要对调节阀所需控制的介质的物理特性以及需要调节阀达到的开口量等都有一个较为明确的数据。所需掌握的介质的物理特性主要有：成分、温度、粘度、密度、进出口压力以及流量等。同时在调节阀的选用时还需要对调节阀的结构及其技术特性有一个充分的了解。

2 调节阀的流量特性

调节阀的流量特性主要是指调节阀所需控制的介质流经调节阀的相对流量与调节阀开口的相对位移之间的关系。调节阀流量特性选择需要遵循的是：调节阀的流量特性需要与所需控制的对象以及调节器之间的特性相反，使得化工厂对于调节阀的控制是线性的，极大降低了控制的难度。在进行调节阀流量特性的选择时需要参考很多影响因素。

（1）调节阀的直线性流量调节特性，此种特性是调节阀中阀芯的位移量与调节阀的相对流量之间的线性关系。此种阀门应用的范围主要有：流通的介质压差较为稳定，压力变化波动范围较小。化工工艺系统中对于流量的控制呈线性。系统内部的压力损失主要是由于调节阀进行控制，调节阀工作时对外部的干扰变化较小，调节阀的可调节范围较小。

（2）调节阀的百分比调节特性，此种特性主要是调节阀进行调节时是根据介质流量的大小按照一定的百分比进行调节的，不同于线性调节阀放大系数是一个固定的数，百分比调节阀的放大系数是一个变化的量，其大小变化与相对流量的变化相同。此种阀多应用于：调节阀调节的流量范围较大场合以及作用于调节阀上的压差变化范围较大的区域。在自动化控制的过程中系统介质的压力损失较大，同时在系统运行的过程中调节阀经常在较小的开度下进行工作。

3 调节阀的系统降压特性

调节阀是应用化工厂自动控制系统中的终端控制组件，是一种执行结构，而整个控制系统对于调节阀的要求是：调节阀能够在较低的能耗下工作，能够保障系统的正常运行。但是以上这两个特性无法在一个系统中同时存在。如果系统在流量相同的条件下选用一只开口较小的调节阀，尽管系统中的其他阻力不会增加但是系统中的总的阻力会加大，从而造成系统在调节阀上有一个较大的压降。如果系统中的介质是使用泵来提供压力的，则在系统压力增大的情况下需要使用大功率的泵和电机，使调节阀产生了较大的损耗。而当化工厂管道中的流速增加时，会造成原先一些管道系统中的阻力部件所产生的压降也随之增加。因此，我们在选用调节阀的过程中需要进行综合考虑，不但需要从调节阀本身的特性出发还需要考虑其压降对于整个化工厂系统所产生的影响[2]。

4 调节阀的闪蒸和气蚀现象

通过对调节阀的使用发现，在调节阀中流动的介质常常存在着闪蒸和气蚀两种影响调节阀正常使用的现象，一旦发生此种现象将会对调节阀开口口径的选择和计算带来极大的影响，此两种现象所带来的噪声、振动都会对调节阀中的弹簧等调节机构产生严重破坏，从而造成调节阀的使用寿命大幅下降。因此，在进行调节阀的选择过程中需要对这两种现象引起足够的重视。闪蒸是一种液体喷沙现象，其主要发生在调节阀的阀体和化工厂的流体管线下游部分，会对调节阀和化工厂管线的内表面造成极为严重冲蚀问题，同时也降低了调节阀的流通能力。而气蚀则是一种液体状态的介质，在流经调节阀中的缩流孔处时，由于流体的压力较大使其产生一定的气化，从而使得流经调节阀的液态介质转变成为气态介质。由于气蚀在形成的过程中会发生明显的嘶嘶声，而当气蚀发展到较为严重的状态时就会在调节阀中产生嘎嘎的声音，为判断气蚀带来了方便。由于气蚀所产生的压力是变化的且伴随着剧烈的振动，这会对调节阀内的阀体组件造成极大的破坏，而且，在产生这些振动的同时还对介质的流通性能造成了极大的影响，所以，气蚀与闪蒸都是化工厂中调节阀使用时应当避免的现象，为此我们可以通过采用以下措施来对其进行控制，在进行系统设计时需要尽量将调节阀设计在系统的最低位置，从而增加调节阀的进出口压力，通过在调节阀的上下游位置安装截止阀或者是节流孔板的方式来改变调节阀原有安装压降特性。也可以在调节阀上加装专门的反气蚀内件来提高其抗击以上两种不良现象的能力。同时在选用调节阀的过程中需要尽量选用材质硬度较高的调节阀来增加其抗冲击和腐蚀的能力。这样在气蚀发生的情况下也可以保证调节阀正常使用[1]。

5 对于调节阀的噪声分析

气蚀与噪声是调节阀在对高压差介质进行控制时的主要影响因素，其中阀门噪声更是化工生产中的重要噪声源。因此，在化工厂的系统设计过程中除了需要选用噪声较低的调节阀外还需要对阀的操作条件进行一定的调节来降低噪声产生的影响。因此，在化工厂调节阀的系统工作中，需要对其噪声产生的原因以及噪声产生的影响采取针对性的措施。噪声的产生主要有机械类的振动、固有频率的振动以及阀芯不稳定等。因此，在进行化工厂调节阀的选用，需要结合阀的本身特性及其所处的系统等进行综合考虑，从而确保调节阀能够在化工系统中稳定的工作[3]。

6 结束语

调节阀是一个在工业中广泛使用的调节装置，在化工系统的使用过程中，对于调节阀的选用是一个专业性较强的复杂系统工程，尤其是在化工领域更是需要对调节阀选用引起足够的重视。文章主要对化工厂中的调节阀选用中需要注意的一些问题进行了介绍。

参考文献

[1]郭风忠.煤化工用黑水调节阀的研制[J].阀门，2011，3.

[2]谢海金.控制阀在氯碱化工生产中的选用[J].石油化工自动化，2008，44.

[3]張玲，等.化工生产过程控制中气动薄膜调节阀的选择[J].广东化工，2003，30.