調(diào)節(jié)閥的配備的選用一
調(diào)節(jié)閥的配備條件和選用
M．L．弗里曼
第一部分 調(diào)節(jié)閥的配備
第二部分 調(diào)節(jié)閥的選用
第一部分調(diào)節(jié)閥的配備條件
概述 本章的目的是請用戶注意到，在配備一臺調(diào)節(jié)閥時，甚至在試圖選擇具體的閥門類型之前就應(yīng)該考慮的許多因素，并且一旦了解這些因素后，就要使不同的閥門類型與對它們應(yīng)用場合、有關(guān)的性能和價格聯(lián)系起來。
第一步 當(dāng)配備一臺調(diào)節(jié)閥時，第一步是收集匯集總所有與使用條件、周圍環(huán)境有關(guān)的資料。這些資料不僅包括正常的操作工況，而且也包括開車和異常操作期間的惡劣工況。管道內(nèi)流體作用在閥門上的力、管道本身、地震沖擊以及閥門和它的執(zhí)行機構(gòu)周圍的異常的環(huán)境也必須包括進去。還必須考慮工廠或現(xiàn)場輔助技工的技術(shù)水平和政策。
所有這些因素如果考慮得不周密，經(jīng)常會導(dǎo)致所安裝的調(diào)節(jié)閥在開車期間不能發(fā)揮應(yīng)有的功能，或者由于異常的磨損或機械破裂而遭受永久性的損壞。
用于正常操作的調(diào)節(jié)閥規(guī)格要求已在第2章中詳細地列出了，而且與閥體、執(zhí)行機構(gòu)、閥門定位器、變送器或調(diào)節(jié)器、使用條件及閥門附件有關(guān)。
美國儀表學(xué)會有一種規(guī)格表的格式（S20.6），它有助于用戶和制造廠雙方了解注意的條件及閥門的規(guī)格。這將足以滿足大部分的閥門應(yīng)用，因為不正常工況可能不是很嚴重的。然而直到不正常工況及可能隨之產(chǎn)生的一些情況的推斷應(yīng)作簡要的說明。
客觀地列舉這些異常工況及影響，是啟發(fā)用戶仔細地考慮閥門的一些應(yīng)用問題。把閥門當(dāng)做工整個系統(tǒng)的一部分來考慮，并把系統(tǒng)對閥門的作用以及閥門對系統(tǒng)作用的影響也考慮進去。然后就可以著手選擇一臺合適的閥門，使其滿足最大多數(shù)的操作要求。下述各項是以簡要的形式介紹的，提供給讀者一個可能需要作深入研究的資料清單。
1、主要因素
系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)的功能是控制流體的流量，它可以用下述幾種方法來完成：（1）變速泵；（2）恒定轉(zhuǎn)速的可變?nèi)莘e式正位移泵；（3）調(diào)節(jié)閥；（4）其他方法。變速泵流量控制裝置是用于大流量情況，包括需要能量很大的泵，借以節(jié)省泵的功率消耗。計量型變?nèi)莘e式天上正位移泵經(jīng)常用于嚴格地控制某一流體，這種流體是以給定的容積在某一段時間里加到系統(tǒng)中去的，或者與大量的已計量容積的其他流體相混合。調(diào)節(jié)閥是這三種方法中最簡單的一種，而且所用的設(shè)備最少。調(diào)節(jié)閥的最簡單的形式可能是自力式的流量和壓力調(diào)節(jié)器，在本手冊中所要進行討論的閥門是接受從某些其他的測量裝置來的控制信號。調(diào)節(jié)閥有最大的靈活性，即可以控制的高低流量的范圍較大，從一個極端到另一個極端的流量變化快，比前述的兩種裝置快得多。與其他的兩種控制方法比相對地便宜，而且和它們一樣，也是用一個獨立的能源來操作執(zhí)行機構(gòu)。前兩種系統(tǒng)是把能量投入流體，使它按要求的數(shù)量來移動物流，而調(diào)節(jié)閥從較高能量物流中消耗能量，產(chǎn)生所要求的控制作用。調(diào)節(jié)閥把部分流動能量轉(zhuǎn)換成為流體內(nèi)部摩擦，因而導(dǎo)致溫度升高及閥門出口的壓力降低。
在規(guī)劃控制系統(tǒng)時，第一步是決定流量控制裝置的形式，哪一種形式最能滿足你的需要，假如需要一臺調(diào)節(jié)閥，進一步閱讀本手冊。
為什么需要斷源保安作用的調(diào)節(jié)閥？ 斷源保安作用的定義為：假定輸入到閥門執(zhí)行機構(gòu)的動力源發(fā)生故障時，閥門處于開或關(guān)的位置。研究一下系統(tǒng)，并決定于你想要閥門保留打開的位置、連續(xù)流動和釋放壓力，而保持最大的流量呢？還是必須關(guān)閉閥門，防止流體散失或者防止過度的流動。有些系統(tǒng)不需要任何斷源保安作用。另外一些系統(tǒng)可能要求閥門保留在動力源中斷前的節(jié)流位置，一直到過程控制可以用手動來處理為止。有很多執(zhí)行機構(gòu)的形式可以采用，而薄膜式執(zhí)行機構(gòu)是最常用的一種?？諝鈮毫τ脕泶蜷_或關(guān)閉閥門。與其相反的能源是壓縮彈簧，它提供彈力移動閥門，使執(zhí)行機構(gòu)在氣源壓力發(fā)生故障時閥門處于安全的位置，斷源保安作用必須是完全協(xié)調(diào)的一整套輔助控制，例如在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)器、閥門定位器及轉(zhuǎn)換器。換句話說，失去氣源或失去氣動信號在整個系統(tǒng)中必須起完全相同的作用。
另一個必須考慮的因素是作用在閥門芯桿組合件上流體力的影響，以及與以彈簧推力形式出現(xiàn)的執(zhí)行機構(gòu)動力之間的關(guān)系。流向為自下而上的球形閥，其閥芯承受從管線壓力來的打開推力。對于一個用彈簧關(guān)閉的斷源保安閥門來說，執(zhí)行機構(gòu)的彈簧必須有足夠的力來克服流體向上的推力。當(dāng)流過閥芯的流向是自上而下時，產(chǎn)生的這些推力往往有助于維持閥芯在關(guān)閉的位置。如果閥門必須在動力源故障時打開，那么，斷源保安作用的執(zhí)行機構(gòu)的彈簧力必須能夠克服施加在關(guān)閉的閥芯上的壓差荷載。對斷源關(guān)閉的系統(tǒng)，必須記住的第二點是在調(diào)節(jié)閥和閥前任何一個切斷閥之間的液體是被封閉住的，在易遭受溫升的長管線上必須裝設(shè)壓力釋放裝置。
大多數(shù)旋轉(zhuǎn)式閥門，作用在閥芯、球或閥板上的流體流動力往往有助于關(guān)閉閥門。一旦閥芯處于關(guān)閉的位置，它通常是和流體流動力平衡的。蝶閥和支軸式整體球閥沒有問題。扇形的旋轉(zhuǎn)閥芯或球閥需要特殊考慮，在球或閥芯后面的流體將迫使它朝閥座方向移動，而且比流體對著閥芯的另一側(cè)的情況要求有更大的打開力矩。這一點對安裝在旋轉(zhuǎn)式閥門上的彈簧式斷源保安作用的執(zhí)行機構(gòu)必須加以考慮。仔細地審查你的系統(tǒng)，并確定在最大輸入流量和壓力下將會發(fā)生什么情況?在對動力源故障起安全保險作用時，要求你的閥門是全關(guān)還是全開?
口徑計算是根本 在選擇調(diào)節(jié)閥時，最主要考慮之一是閥門既不要過大，也不能太小，能夠適應(yīng)控制任務(wù)的要求。閥門尺寸過大會影響控制精度，而尺寸過小時，如果沒有極高的壓降，生產(chǎn)過程就不可能獲得最大流量，和可能受噪音，磨損及氣蝕的影響。調(diào)節(jié)閥、泵和管線應(yīng)當(dāng)同時確定其尺寸，以防止安全系數(shù)的連續(xù)疊加，形成一個“過大尺寸”的調(diào)節(jié)閥。由美國儀表學(xué)會定義的“流量系數(shù)”(Cv值)術(shù)語是指衡量一個閥門流通能力的方法，而不管閥門的類型和結(jié)構(gòu)。這種簡單的方式僅僅在適中的流量時才是可用的。當(dāng)把它應(yīng)用到一個系統(tǒng)中時，閃蒸、氣蝕及空氣動力學(xué)噪音必須加以考慮，同時要考慮阻塞氣體流動的條件。所有這些在本手冊的第6章和第7章中已充分的敘述過了。中心思想是在正常的操作條件下，所設(shè)計的閥門開度應(yīng)約為全開流通能力的65～75％。如果這樣設(shè)計的話，它能夠使你操作你的系統(tǒng)在更高的流通能力或者在入口壓力雖然稍微有些下降時維持流通能力。閥門也是處在最理想的操作范圍內(nèi)，以滿足按一個給定的流量特性來控制流量，你選定的一種流量特性是為了和你的系統(tǒng)相匹配。
必須規(guī)定適當(dāng)?shù)牧髁刻匦?nbsp;在確定工藝過程的正常流量之后，必須對所有的操作條件包括開車的情況來確定最大和最小流量。需要精確控制最大流量和最小流量的地方，應(yīng)當(dāng)和制造廠商量，以便他們推薦一種能夠滿足處理全部條件的調(diào)節(jié)閥。標(biāo)準(zhǔn)閥門結(jié)構(gòu)在流量控制的低范圍和高范圍都有一定的局限性。低于閥門額定Cv值的10％時，其流量特性的偏差可能是非常大的。高于閥門額定Cv值的90％時，Cv變化率隨著單位行程的增加而降低。特別高質(zhì)量的閥門設(shè)計可以提供克服球形閥應(yīng)用中的這些缺陷。旋轉(zhuǎn)式閥門在這些非常低的和高的流量范圍中出現(xiàn)更為困難的問題。但是在某些情況下用改變設(shè)計參數(shù)的辦法，可以使其在這些范圍中的應(yīng)用獲得改善。
在大口徑的閥門中，極低的流量控制精度只能達到和執(zhí)行機構(gòu)定位閥芯一樣的準(zhǔn)確度。時常要求閥門定位器給出合乎需要的性能，消除在這些范圍內(nèi)引起不穩(wěn)定流動的變差。
閥門制造廠的應(yīng)用工程師能夠協(xié)助用戶來確定閥門的固有可調(diào)范圍與實際安裝的閥門調(diào)節(jié)范圍和可調(diào)范圍：
在正常、最大和最小流量已經(jīng)確定之后，從而就決定了可調(diào)范圍．下一步就要嚴格地測試工藝本身，以便看它的特性是什么或者必須是什么？大多數(shù)工藝過程的流量范圍可能在平均流量的25～200%范圍內(nèi)變化。正常壓力變化為±10%，范圍為平均值的±25%。這種分析的目的是為了得到調(diào)節(jié)閥所必須具有的特性選擇。所需要的閥門是快開、線性或等百分比特性？如果閥門特性的選擇是正確的，和工藝過程的特性是匹配的，則整個系統(tǒng)的控制性能將證明是滿意的。第5章中包含有助于完成特性選擇的實用導(dǎo)則。
所要求的調(diào)節(jié)品質(zhì)必須估算 這不僅與滿足使用要求的閥門型式選擇有關(guān)，而且也和為了滿足期望的質(zhì)量愿意付出的費用有關(guān)。
大多數(shù)閥門掛*廠都出售若干相同功能相同的閥門系列以及不同型號的閥門。他們能夠闡述各種系列和型式與另一種的性能奴隸制，以便用戶作出與使用要求匹配的最經(jīng)濟的選擇。
一個典型的實例出現(xiàn)在一個系列的閥門性能在其范圍的一端是與較高質(zhì)量的高薪墜落系列相重疊時。
遵照規(guī)范的規(guī)定 各種各樣的規(guī)范規(guī)定或限制閥門材料的使用、設(shè)計規(guī)則、制造工藝以質(zhì)量保證程序。因而，用戶和制造廠都必須闡明對調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用和環(huán)境的要求所能適用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是什么。許多規(guī)范是既適用于閥門制造又適用于應(yīng)用程序的。必須記住，要合理地向制造廠提出關(guān)于工廠類型或現(xiàn)場安裝和所在區(qū)域的一般位置的建議。制造廠必須了解工廠和工藝過程的操作和裝備所處的工業(yè)類別。
大多數(shù)調(diào)節(jié)閥是遵照美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ANSI）的規(guī)范的要求；對于法蘭連接的閥門用(ANSI B16.5)規(guī)范，連接端焊接的閥門用ANSI B16.34規(guī)范。此外，美國機械工程式師學(xué)會（ANME）的鍋爐和壓力容器規(guī)范第Ⅶ部分第1和2篇和核工程使用的第Ⅲ部分經(jīng)常與ANSI B31規(guī)范一起規(guī)定用于某些蒸汽透平的調(diào)節(jié)閥。閥體組合件通常在環(huán)境溫度下按1.5倍的冷工作壓力等級進行檢驗。
石油產(chǎn)品使用的調(diào)節(jié)閥必須按照美國石油學(xué)會（API）標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，因為嚴重超壓的可能性更大。在這種情況下，通用的做法是在環(huán)境溫度下，按2倍的正常額定工作壓力進行試驗。API頒布的個別的標(biāo)準(zhǔn)是供油品、管道和油品煉制使用的。
管道規(guī)范ASME B31.1分成：（1）動力配管；（2）局部加熱和冷凍；（3）農(nóng)村范圍以外的輸油管線；（4）煉油廠內(nèi)部的油管；（5）在農(nóng)村范圍內(nèi)的氣體管線系統(tǒng)；（6）集中居民區(qū)以外的輸氣管線。對于一個給定的相圍材料的管道壁厚，每一類管線都具有不同的最高操作溫度和壓力。這就影響了制造廠焊接到閥體上的接絕不能閥體上的接管和異徑管的形式。
供核工程使用的ASME第Ⅲ部分是用來做為承壓零件如閥體、上閥蓋和連接螺栓的材料和許用應(yīng)力的規(guī)定，閥芯也包括在這種類型中。設(shè)計規(guī)則、批準(zhǔn)的材質(zhì)、應(yīng)力等級和質(zhì)量保證要求是按照閥門在系統(tǒng)中的功能的重要性，根據(jù)一個閥門的應(yīng)用情況而分成不同的等級，如核工程的1、2或3級。用戶或者蒼的設(shè)計工程師的職責(zé)就是在設(shè)計技術(shù)規(guī)定、規(guī)范批準(zhǔn)的材料中指定應(yīng)用的等級。
用戶的設(shè)計技術(shù)規(guī)定必須形成文件，由一個精通核動力工廠設(shè)計的有執(zhí)照的專職工程師來審批。美國儀表學(xué)會的調(diào)節(jié)閥規(guī)格表可以包括給出基本數(shù)據(jù)的來源。一旦同意采用ASME第Ⅲ部分核動力規(guī)范，并可能制造，則任何一方的所有變更都必須經(jīng)過認可、審批和形成文件。
為滿足客戶需求及市場需要，我司對常規(guī)產(chǎn)品常年備有批量庫存，可在盡短的時間內(nèi)通過航空、鐵路或公路運輸將貨物交到國內(nèi)各個城市的客戶手中。
對于需要從國外訂購的產(chǎn)品，我司通過定期的購進及正規(guī)而又快捷的通關(guān)手續(xù)，也可盡量滿足到客戶對于快速供貨的需求。
如有任何需要或疑問，請與我司聯(lián)絡(luò)，您將會得到詳盡的答復(fù)。我希望以多年海外經(jīng)營的經(jīng)驗，能令我司所提供的產(chǎn)品和服務(wù)得到市場和客戶的認同
德國巴典尼(BARDIANI)閥門中國總代理——上海巴典尼閥門有限公司
聯(lián)系人：林經(jīng)理
電話：021-51097876
傳真：021-54147086
網(wǎng)址：http://www.zjmld.cn http://www.51097876.com
