化工生产中调节阀在调节系统中是必不可少的特点(图)

气动控制阀是广泛应用于石油、化工、电力、冶金等工业企业的工业过程控制仪表之一。在化工生产中，调节系统中不可缺少调节阀。它是工业自动化系统的重要组成部分。它就像生产过程自动化的手脚。下面，我将带大家全面了解气动控制阀。

工作原理：

气动控制阀以压缩空气为动力源，气缸为执行机构，配以电动阀门定位器、转换器、电磁阀、保持阀等附件驱动阀门，实现切换或比例调节，并接收控制信号工业自动化控制系统完成管道介质：流量、压力、温度等工艺参数的调整。气动调节阀具有控制简单、响应速度快、本质安全、无需额外防爆措施等特点。

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气动调节阀的工作原理（图）

气动调节阀通常由气动执行器与调节阀连接、安装、调试组成。气动执行器可分为单作用和双作用两种。单作用执行器有回位弹簧，而双作用执行器中没有回位弹簧。其中单作用执行机构在失去原点或突发故障时，能自动恢复到阀门最初设定的开启或关闭状态。

气动调节阀按动作形式分为气开式和气关式两种，即所谓的常开式和常闭式。气开或气关通常是通过执行机构的正反作用和阀门结构的不同装配方式来实现的。

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气动调节阀的操作方式

气开型（常闭型）是当膜头上的气压升高时，阀门增大，当达到输入气压的上限时，阀门处于全开状态。反之，当气压降低时，阀门向关闭方向运动，当没有空气输入时，阀门全关。顾通常我们把气开控制阀称为失效关闭阀。

气关型（常开型）的作用方向与气开型正好相反。当气压升高时，阀门向关闭方向移动；当气压降低或不降低时，阀门向开启方向移动或全开。顾通常我们把气关控制阀称为失效开启阀。

气体开关和气体开关的选择是根据工艺生产的安全点。切断气源时，调节阀处于关闭位置安全还是打开位置安全。

例如，在加热炉的燃烧控制中，调节阀安装在燃气管道上，根据炉膛温度或加热炉出口处被加热物料的温度来控制燃料的供应。加热炉。这时候选择气开式阀门比较安全，因为一旦气源停止供应，阀门关闭比全开更合适。如果空气供应中断并且燃油阀完全打开，则存在过热的危险。另一个例子是冷却水冷却的热交换设备。热材料通过与热交换器中的冷却水进行热交换而被冷却。调节阀安装在冷却水管上，利用热交换后物料的温度来控制冷却水量。气源中断时，控制阀应处于开启位置更安全，应选用断气式（即FO）控制阀。

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阀门定位器

阀门定位器是控制阀的主要附件，与气动控制阀配合使用较多。输出信号，然后用其输出信号控制气动控制阀。当控制阀动作时，阀杆的位移通过机械装置反馈给阀门定位器，通过电信号将阀门位置传递给上位系统。阀门定位器按结构和工作原理可分为气动阀门定位器、电动气动阀门定位器和智能阀门定位器。

阀门定位器可以增加控制阀的输出功率，减少控制信号的传输延迟，加快阀杆的运动速度，提高阀门的线性度，克服阀门的摩擦力阀杆，消除不平衡力的影响，保证调节阀的正确定位。

执行器分为气动执行器和电动执行器，有直行程和角行程之分。用于自动和手动开启和关闭各种切割门、挡风板等。

气动调节阀的安装原理

(1)气动调节阀的安装位置要求离地有一定的高度，阀的上下必须有一定的空间，方便阀门的拆卸和维修。对于装有气动阀的调节阀定位器和手轮，必须易于操作、观察和调整。

(2)调节阀应安装在水平管道上一般支撑在阀门下方，以保证稳定性和可靠性。特殊场合，当调节阀需要水平安装在垂直管道上时，调节阀也应有支撑（小口径调节阀除外）。安装时避免对调节阀施加额外应力）。

(3)调节阀工作环境温度应在(-30～+60)相对湿度不大于95% 95%，相对湿度不超过 95%。

(4)调节阀前后应有直管段，长度不小于管径的10倍（10D），避免直管段阀门的管段太短，不会影响流量特性。

(5)当调节阀口径与工艺管道口径不同时，应连接异径管。安装小口径调节阀时，可用螺纹连接。流体方向箭头阀体上应与流体方向一致。

(6)应设置旁通管。目的是方便切换或手动操作电动流量调节阀，无需停机即可操作。检修调节阀。

(7)调节阀在安装前应彻底清除管道中的异物，如污垢、焊渣等。

常见故障及解决方法

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调节阀不动

首先确认气源压力是否正常，查找气源故障。如果气源压力正常，判断定位器或电/气转换器的放大器是否有输出；如果没有输出电动流量调节阀，则说明放大器的恒流孔被堵塞，或压缩空气中的水分在放大器的球阀处积聚。使用细小的金属丝清理恒定孔，以去除污垢或清洁气源。

如以上正常，有信号但无动作，执行机构故障或阀杆弯曲，或阀芯卡死。在这种情况下，必须拆下阀门进行进一步检查。

2

调节阀堵塞

如果阀杆往复行程慢，可能是阀体内有粘性物质，结焦堵塞或填料太紧，或四氟填料老化，阀杆弯曲和划伤等。控制阀卡死故障发生在新投入运行的系统和检修运行初期，由于节流阀和导向件管道中焊渣和锈蚀。造成堵塞使介质流动不畅，或调节阀维修时填料过紧，造成摩擦增大，导致小信号不动作，大信号动作过大。

在这种情况下，它可以快速打开和关闭辅助管路或调节阀，使污垢被介质从辅助管路或调节阀冲走。用管钳夹住阀杆，在外部信号压力的情况下，用力正反转动阀杆，使阀芯闪过夹子。如不能解决问题，可加大气源压力，加大驱动力上下移动数次，即可解决问题。如果仍不能移动，则需要拆卸控制阀。当然，这项工作需要很强的专业技能，必须在专业技术人员的协助下完成，否则后果会更严重。

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阀门泄漏

调节阀泄漏一般包括调节阀泄漏、填料泄漏和阀芯、阀座变形引起的泄漏。以下分别分析。

(1）阀门内漏

阀杆长度不舒服，气开阀阀杆太长，阀杆向上（或向下）距离不够，造成阀杆之间有间隙阀芯与阀座不能充分接触，造成不严密和内漏。同样，气闭阀的阀杆过短，也会导致阀芯与阀座之间出现间隙，不能充分接触，造成关闭松动。和内漏。解决方法：缩短（或加长）调节阀的阀杆，使调节阀的长度合适，使其不再内漏。

（2）填料泄漏

填料装入填料函后，通过压盖对其施加轴向压力。由于填料的塑性变形，产生径向力，与阀杆紧密接触，但这种接触不是很均匀，有的部位接触，有的部位接触紧密，有的部位不接触完全联系。调节阀在使用过程中，阀杆与填料之间存在相对运动，称为轴向运动。在使用过程中，在高温、高压和高渗透性流体介质的影响下，调节阀的填料函也是泄漏较多的地方。填料泄漏的主要原因是界面泄漏，纺织填料也会有泄漏（压力介质沿填料纤维之间的微小间隙泄漏）。阀杆与阀杆之间的界面泄漏填料是填料接触压力的逐渐衰减和填料本身的老化造成的。此时，压力介质将沿填料与阀杆之间的间隙流动。接触间隙向外泄漏。

为了便于装箱，填料函顶部进行倒角处理，并在填料函底部放置一个耐腐蚀间隙小的金属保护圈。填料的接触面不能倾斜，以防止填料被介质压力推出。填料函与填料接触部分的表面应进行精加工，以提高表面光洁度，减少填料的磨损。填料采用柔性石墨，气密性好，摩擦力小，长期使用变化小，磨损烧损小，维修方便，重新拧紧压盖螺栓后摩擦力不变，良好的耐压性和耐热性，不受内部介质和阀门的腐蚀。与杆和填料函接触的金属不会出现麻点或腐蚀。这样有效地保护了阀杆填料函的密封，保证了填料密封的可靠性，大大提高了使用寿命。

(3）阀芯、阀座变形漏水

阀芯和阀座泄漏的主要原因是调节阀生产过程中的铸造或锻造缺陷会导致腐蚀的加强。腐蚀性介质 流体介质的通过也会造成调节阀的泄漏。腐蚀主要以侵蚀或气蚀的形式存在。当腐蚀性介质通过调节阀时，会对阀芯和阀座材料造成侵蚀和冲击。 ，使阀芯与阀座呈椭圆形或其他形状，久而久之，阀芯与阀座不匹配，有间隙，阀门关闭不严而发生泄漏。

妥善保管阀芯，阀座材料选择。选用耐腐蚀材料，对有麻点、沙眼等缺陷的产品坚决拒收。如果阀芯、阀座变形不太严重，可用细砂纸打磨以消除痕迹，提高密封光洁度，提高密封性能。如果损坏严重，应更换新的阀门。

4

振荡

控制阀弹簧刚度不足，控制阀输出信号不稳定，变化过快容易引起控制阀振荡。另外，选用阀门的频率与系统频率相同或管路、底座剧烈振动，使调节阀随之振动。选择不当，调节阀在小开度工作时，会出现流阻、流量和压力的剧烈变化。当超过阀门的刚度时，稳定性会变差，严重时会出现振荡。

因为产生振荡的原因很多，需要具体问题具体分析。如果振动很小，可以增加刚度来消除它。例如采用大刚度弹簧的调节阀，代之以活塞式执行机构结构；管道与底座剧烈振动，增加支撑可消除振动干扰；阀门的频率与系统的频率一致。同时更换不同结构的调节阀；小开度工作引起的振荡是选用不当造成的，具体是因为阀门的流量C值太大，必须重新选择，必须重新选择流量C值。小或分程控制或使用分阀来克服调节阀在小开度工作时产生的振荡。

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调节阀噪音大

流体流经调节阀时，如果前后压差过大，会在阀芯、阀座等部位产生零压力，产生气蚀，引起流体噪声。当流量值选大时，必须重新选择流量值合适的调节阀，以克服调节阀在小开度工作时产生的噪音。下面介绍几种消除噪声的方法。

(1）共振噪声消除方法

只有当调节阀产生共振时，能量才能叠加，产生100多分贝的强烈噪音。有的特点是震动强，噪音不大，有的震动微弱，但噪音很大；有些振动和噪音很大。这种噪音产生单音的声音，其频率一般为3000-7000赫兹。很明显，消除共振，噪音自然就消失了。

(2）空化噪声消除方法

气蚀是流体动力噪声的主要来源。在空化过程中，气泡破裂产生高速冲击，使其局部产生强烈的湍流并产生空化噪声。这种噪声具有较宽的频率范围并产生格子声，类似于流体中的沙子和砾石发出的声音。消除和减少气蚀就是消除和降低噪音。

(3）使用厚壁管道法

使用厚壁管是声路处理方法之一。使用薄壁管可以增加5分贝的噪音，使用厚壁管可以降低0到20分贝的噪音。相同管径的管壁越厚，相同壁厚的管径越大，降噪效果越好。例如DN200管，壁厚为6.2 5、6.75、8、10、12. 5、15、18、20、21.5mm，降噪为-3.5、-2（即增加），0、3、6、8、11、13、14.5dB。当然，墙越厚，成本越高。

( 4）采用吸音材料的方法

这也是一种比较常见也是最有效的声路处理方法。可以用吸音材料覆盖噪声源和阀门后的管道。必须指出的是，噪音会通过流体流动并长距离传播，所以在包裹吸音材料并使用厚壁管道的地方，消音的效果就会结束。这种方法适用于噪声不是很高，管道也不是很长的情况，因为这种方法比较昂贵。

(5）串联消声法的方法

适用于气动噪声的消声器，它可以有效地消除流体内部噪声和抑制传递到固体边界层的噪声级。这种方法在质量流量高或阀门前后压降比高的情况下最为有效和经济。使用吸收式串联消声器可以显着降低噪音。但是，从经济上讲，一般限制在25分贝左右的衰减。

(6）隔音箱法

使用隔音箱、房屋和建筑物将室内的噪声源隔离，将外部环境的噪音降低到人们可以接受的范围内。

(7）系列节流方法

当调节阀的压力比高时（△P/P1≥0.8），采用串联节流方式，即总压降分布在调节上阀门和阀门后面的固定节流元件。如扩压器、多孔节流板，这是降低噪音最有效的方法。为了获得最佳扩压器效率，扩压器必须根据每个安装的安装方式进行设计（物理形状、尺寸）使阀门产生的噪音水平与扩散器产生的噪音水平相同。

（8）选择低噪音阀门

低噪音阀根据流体通过阀芯和阀座的曲折流道（多通道、多通道）逐渐减速，避免流道中任何一点出现超音速。低噪音阀门（专为特殊系统设计）有多种形式和结构可供使用。当噪音不是很大时，使用低噪音阀门 这是最经济的低噪音阀门。

阀门定位器故障

普通定位器的工作原理是机械力平衡，即喷嘴挡板技术主要有以下几种故障类型：

(1）由于其工作原理是机械力平衡，运动部件多，易受温度和振动的影响，导致阀门的调节波动；

(2）采用喷嘴挡板技术，由于喷嘴孔很小，很容易被灰尘或不干净的气源堵塞，使定位器无法正常工作；

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（3）利用力平衡原理，弹簧的弹性系数在恶劣的环境中会发生变化，导致控制阀出现非线性，控制质量下降。

（4）@ >智能定位器由微处理器（CPU）、A/D、D/A转换器等部件组成。其工作原理与普通定位器完全不同。给定值与实际值的比较纯属电信号，不再是力平衡。因此，它可以克服传统定位器受力平衡的缺点。但用于紧急停车时，如紧急切断阀、紧急放空阀等，要求这些阀在一定位置静止，只有在紧急情况发生时，才需要可靠动作，停留在长时间在某个位置，很容易使电气转换器失控，造成小信号不动作的危险情况。另外，阀门使用的位置感应电位器由于现场工作，容易改变阻值，造成小信号不动作，大信号全开的危险情况。因此，为了保证智能定位器的可靠性和可用性，必须经常对其进行测试。