石油化工自动控制过程中气动调节阀的选择

刘从涛

（兰州石化公司机电仪运维中心，甘肃兰州 730060）

在石油化工自动化控制过程中有效运用气动调节阀，能够进一步提升石油化工自动化控制系统的整体运作效率，石化企业在当今社会与经济层面的经济效益也会得到全面提升。所以，对气动调节阀的选择运用一定要充分重视，运用科学合理的方法，使石油化工自动化控制中气动调节阀的功效可以得到最大限度地体现，从而实现石化企业的可持续性发展，同时在经济市场的激烈竞争中站稳脚跟。

1 气动调节阀定义和应用优势

1.1 气动调节阀的定义

气动调节阀是一种局部阻力元器件，与孔板大致相同，对阀芯实施移动，可实现节流面积的更改，因此气动调节阀具有可变性。作为一种执行装置，气动调节阀由执行器和阀体构件两个部分组合而成。调节阀的科学选择对石油化工生产环节中的自动化控制程度具有较大的影响。假如未能科学合理地选择气动调节阀，不仅会直接影响其使用期限，而且还会增加生产事故的发生概率，造成设备的损坏，严重的还可能会导致相关工作人员的身体受到伤害。现代社会，科技快速发展，作为一种具有较强稳定性能的执行装置，气动调节阀无论是在安装环节或者是在维修保养环节，所需的工作量都不是很大，可以有效增强石化自控水准，助力石化企业的可持续性发展。

1.2 应用优势

①气动调节阀除电阀门定位器、气阀门定位器、电磁阀、阀位启闭外，并没有更多必须使用防爆装置的元件，具有良好稳定性；②气动调节阀可快速启闭，且运行环节中因压缩气体本身具有缓冲性，所以不会轻易因卡死而受损；③单功能气动调节阀具备系统故障校准功能，在选择过程中需要依据工程状况需求来确定气开型或气关型，气源运行异常的情况下阀门能借助生产基本需求自动切换到全开或全关状态；④气动调节阀价格公道，结构简洁，便于检修，稳定性高。

2 气动调节阀的工作原理和常见故障

气动调节阀在应用上操作便捷，安全稳定，程序执行效率高，其基于对气体实施压缩而形成驱动力，利用气缸开展反应，同时利用附件如定位器、切换器、电磁阀等控制阀门，以保证控制的实效性和准确度。这对管道介质的特殊参数可以实现较好的监测。例如对管内介质的流量还有阻力、工作温度等均可以利用气动调节阀实施管理与控制。基于其的重要程度，对产品的质量、种类和类型都需实施严谨的挑选，以尽可能保证自动化过程的正常进行。

具体应用在自动控制环节中，气动调节阀可能会出现某些故障问题。主要体现在：会存在因为设备本身问题或材料堵塞导致卡堵现象，通常情况下，在刚投入应用或实施大范围修整后的较特殊时间段，较易出现卡堵状况；设备和自动化控制过程所要求的标准不一致等情况下，会直接造成阀芯和阀座执行得不融合，闭合太松，进而造成阀内漏；与此同时，在材料和设备接触环节中，由于未实现均匀接触，存在某些位置有某些位置无，某些位置多某些位置少等问题，又因为生产环节中比较常见的高温高压等因素，提升了材料泄漏的可能性；在气动调节阀的运用中，会存在因为各种因素导致的震荡现象，除少数为意外外，绝大多数震荡主要是因为气动调节阀和制造的其他配件适配性较低所导致的[1]。为了确保生产制造过程的正常进行，在选择气动调节阀时，应开展全方位严苛的衡量，对其品质以及与其他配件的适配情况有较好的判断。在实际使用中，应重视对其实施相应的安全防护措施，确保其正常运转。

3 气动调节阀的选择

3.1 类型和结构的选择

气动调节阀按照其行程一般分为直行程和角行程，按它的结构可分成直连单座调节阀、直连双座调节阀、套筒阀、角型阀、膜式阀、翻板阀、球阀等。使用时一定要了解这些产品具有的特性和使用规范。

直连单座阀：该阀具备泄漏率小、流道复杂、容许压力差小、结构简易，流量系数好的特征。主要用于作业压力差小、外泄标准严的地方，不过小规格的直连单座阀也适用于压差大的地方，该类阀门被广泛使用。

直连双座阀：与单座阀相反，主要用于泄漏标准不严格、作业压差大的场所，也是运用最普遍的一种阀。

套筒阀：套筒阀分单封密及双封密两类，各自等同于单座阀和双座调节阀所适合的场所，套筒阀具备性能稳定、拆卸便捷、低噪声的特征，由于售价相对直通阀贵，而且还要专用的盘绕密封，运用略逊直通阀。

膜式阀：隔膜可以使用防腐材料如PTFE或PFA加工，所以更适合用在强酸性、强碱性等强腐蚀性物质的控制，控制效果比直通阀差。

翻板阀：适合用在大口径、小压差的场所，当口径超过200mm时，一般使用翻板阀，该阀的控制性及关阀密封性稍差，一般适用于控制特性要求较低的场所。

气动球阀：有O型球阀和V型球阀两种。O型球阀应用浮动式构造，球芯为精密铸造件，表面镀硬铬处置，阀座应用加强聚四氟乙烯，流道规格与管道口径一致，流通性能较大，流动阻力很小，关停时无泄漏，通常做启闭阀应用，尤其适合用在高黏度；V型球阀应用固定构造，球芯上切有V型开口，可进行剪截含纤维、颗粒物质。依据工艺技术设备差异可选择气动执行器或电动执行器，各自构成气动球阀和电动球阀，气动球阀如需实施比例控制须配定位器，电动球阀如需实施比例控制须选电子式电动执行器或配伺服驱动器等。

3.2 材质选择

在气动调节阀的选择上先要确认阀门类型，然后对材质作出选择。材质挑选环节中，要按照实际工程状况挑选阀体、填充料材质。调节阀门阀体、填充料质地的挑选必须满足下述几个标准。

3.2.1 阀体材质

耐蚀性、温度与抗压等级还有材质等条件都需要符合管道材质相关标准。假如阀体材质的选取与机器设备或管道等级不相符合，材质要满足温压曲线、设计值还有工作环境温度等条件。

在工作环境温度小于-29℃的场所，调节阀门阀体材质不宜采用铸铁。

调节阀门内件材质应可以按照实际操作标准，符合耐流体磨蚀和抗腐蚀，而且耐流体在节流产生多效蒸发和空化等对阀内元件的气浊损伤的对应标准。

当用作非腐蚀性流体场所中，可选不锈钢材料的调节阀门。

阀体应用环境假如是腐蚀性很强的流体场所，就需要结合液体压力、工作环境温度、浓度值和类别等因素挑选适宜的阀体材质，并且需要结合流动速度和流体中氧化物类别来挑选对应的耐蚀性的阀体材料。

针对流速大、刷洗比较严重的工程状况，调节阀门阀体材质宜采用高耐磨材料。

产生多效蒸发、高压差及内含颗粒状流体场所，应使用加硬质地的阀内件或阀芯，阀座部位进行固化处理。

3.2.2 填料结构与材质

调节阀门宜采用一层填充料构造，填充料材质常温状态下宜用V形聚四氟乙烯，高热工作环境温度超过232℃时宜采用柔韧性石墨填料。

对毒害性比较大或高热的流体，调节阀门填料构造宜采用两层填充料构造。

对高毒性、严禁外泄及稀缺贵金属流体的场所，直行程调节阀门宜采用波纹管截止阀。

3.3 匹配程度选择

目前，自动调节阀上的定位装置基板不仅有原来的机械式，而且出现了新的自动化式基板，这类新式基板工作效率高，能愈发高效地在使用过程中发挥作用。不过因为这类基板采用自动化的高智能化设计，非常容易受毁，较大程度的阳光照射就会造成其内部元件的毁坏[2]。与此同时，在生产操作过程中，因为气动调节阀的有关元器件和别的装置不匹配，极大地提高了材料外泄的可能性。所以在对气动调节阀的挑选上，不能盲目地开展对其标准的设定，应该根据现实工厂和基本流程的具体状况予以选择，更应该重视和别的装置的适配度和契 合度。

3.4 调节阀流量特性选择

3.4.1 根据调节质量进行选择

依据自动控制理论特性的补偿原理，为了能使操作系统拥有良好的控制品质，始终想让全流程放大系数和开环放大系数乘积呈常数。这就需要选择适当的阀特性，借助阀所具有的放大系数变化来实现针对对象放大系数变化的补偿，以此令系统总的放大系数能够维持不变。

3.4.2 根据负荷变化进行选择

直线阀在小开度时流量变化大，调节过于灵敏，易振荡。在大开度时，调节作用又显得缓慢，易造成调节不及时、不灵敏。因此负荷变化大的场合不适合采用直线流量特性的阀门。在等百分比阀临近关闭的情况下，其工作呈现较为平稳、缓和的状态，在临近全开的时候放大系数大，灵敏度适当，比较适合应用在较大负荷变化的场合，是目前使用较为普遍的一种流量特性。当行程较小时，快开特性阀的流量较大，其流量大小与行程大小成正比，这类阀通常应用于程序控制以及双位调整场合。

3.4.3 根据调节对象的特性进行决定

针对具有自平衡能力的调整对象，通常可以使用等百分比流量调节阀，否则就使用直线流量调节阀。

4 化工自动控制过程中气动调节阀的应用要求

4.1 参数稳定

应该对气动调节阀的主要参数实施集约化管理和综合治理，保证工作流量合乎有关要求，尤其需要说明的是，因为某些外部的客观原因会对其执行功效造成影响，还可能会导致其产生震荡现象，所以，要求在运用环节中，要合理防范大开度操作程序，保证不会产生因震荡波造成的工作效率降低。换句话说，在实际项目运行环节中，要结合气动调节阀的工作环境予以特别关注，构建完备的控制措施和管理框架，在保障空气质量参数相对稳定的情况下，增强整个自动调节阀的运行能力。

4.2 遵循规定

对于石化自动化控制项目实施集中研究的过程中，要满足执行层面及管理构造的及时性，就需要集约化管理气动调节阀运行的数值，保证其合乎有关规定及标准。企业在石化自动化控制项目建设及运行中，也要确保气动调节阀的相应参数调节结构符合生产流水线真实需求[3]，同时下降自控系统脱离实际标准运行的结构。全面落实气阀系数的可靠性和标准度，防范因为数值不一致造成的工作效率下降，进而进一步完善石化企业的整体运作效率。换句话说，若想充分调动气动调节阀的优越性和实际价值，在具体管理实践中，要结合实际问题构建具备实效性的控制措施，保证系统运维构造的完整性，提高石化自动化控制项目的现实运作效率。

5 应用气动调节阀的注意事项

在气动调节阀的应用上，如果发生故障，会造成整个控制系统出现问题。调节阀与材料接触面密切，其功能差对系统的影响巨大，会在很大程度上造成材料外泄，材料外泄容易导致比较不利的影响。因此，对自动化调节器作出选择的过程当中，应进行全方位严苛的考量，此外，在运用环节中，应对调节阀实施及时高效的日常维护，防范可能存在的隐患，确保自动化流程的顺畅运转。在维护过程中，应重视重点的区分，对环境严苛、易于存在问题的位置实施高频查验，对环境要求不高的，可适度放松一些对其的监控。

一般而言，石化自动化控制中，气动调节阀面对的环境都比较严苛，通常体现为高腐蚀刺激性和高压状态。部构造和隔离膜，经历着巨大的长期浸蚀和冲击，这就使得气动调节阀在运行中的各类故障产生的概率提高。所以在检验环节中，应对其抗压和耐腐蚀情况进行全面的查验。对已受到损坏的元器件进行全面的替换，对运转必不可少的别的耗损材料，实施及时供应和补充，防止因其耗损导致的元器件毁坏。

在检查维修人员实施作业时，工作人员应加强协调工作，确保工作的圆满完成。检查维修人员对气动调节阀实施检查维修的过程中，应对压力、介质源等实施全方位的检验，全面了解其运行状况。对自动控制系统里的密封情况及有关线路的安全性能，调节阀有没有出现异常的响声或是振动等状况进行排查。

在定时检查维修以后，需对获得数据信息进行全方位详尽的梳理，为后续的检查维修和比较分析提供参考。在具体运行中，有很多偶然事件会对气动调节阀的正常运转产生影响，因此在运用中，应加强定时的检查维修，主动采取相应的预防措施，减少不必要的财产损耗。

6 结束语

石化工程中，气动调节阀起到的作用至关重要，石化自动化控制程度受调节阀选择与应用的严重影响。所以，在调节阀的挑选、安装及应用上一定要符合标准，并对各类影响机制研究分析，让阀门可以发挥出最理想的调节质量。科技发展势头持续加速，石化自动化控制对调节阀的需求不断提升，所以要积极探索调节阀在不同环境下的应用，使之稳定性和可靠性不断提高。