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工业系统调节阀

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产品详情

工业生产工程自动调节系统一般都是由检测、调节、执行机构等部分和调节对象所组成。控制阀作为工业控制系统中最主要的执行元件广泛应用于各种项目之中,往往控制阀的选择好坏直接决定着控制方案的最终效果,是自控设计的重中之重。对控制阀的原理、主要阀门类型、选型原则以及安装注意事项进行阐述。


控制阀类型介绍

控制阀作为控制系统的最终执行机构伴随着工艺的发展为满足日益复杂的工况已经发展衍生出了很多品种,根据结构形式及功能特性大体可分为以下几种:

1、直通单座阀

(1)用途:适用于阀门两端压差较小,对泄漏量要求不是很严格的场合。

(2)特点:阀体内有一个阀芯和阀座;调节型和调节切断型阀芯为柱塞式,切断型阀芯为平板式;调节型泄漏量为通常为0.01%,是双座阀的十分之一;介质对阀芯的不平衡力大。

2、直通双座阀

(1)用途 适用于阀门两端压差较大,允许较大的泄漏量的场合,使用范围较广,但流路复杂,不适用于高黏度和含纤维介质的调节。

(2)特点 阀体内有两个阀芯和阀座;阀芯为双导向,流通能力比同口径的单座阀要大;介质对阀芯的不平衡力小;泄漏量大


3、三通调节阀

(1)用途:适用于配比调节或旁路调节

(2)特点:阀芯为薄壁圆筒开窗形;与单座阀相比组成同样的系统,可省掉一个二通阀和一个三通接管,从而节省投资


4、角形调节阀

(1)用途:适用于要求直角连接或介质为高黏度、含悬浮物和颗粒物的场合

(2)特点:阀体两端接管成直角形,流路简单,阻力较小;阀芯为单导向。


5、隔膜调节阀

(1)用途:适用于强酸、强碱、强腐蚀的介质调节,在低压工况下可用作高黏度及悬浮颗粒物介质

(2)特点:采用带有耐腐蚀衬里(橡胶、搪瓷、聚三氟氯乙烯)的阀体和耐腐蚀隔膜(橡胶、聚四氟乙烯);结构简单,流阻小,流通能力较同口径的其他阀门中较大;耐腐蚀性强;耐压耐温性能低;流通特性近似快开特效。


6、蝶阀

(1)用途:适用于大口径、大流量、低压力的场合,也可用于浓浊桨状及悬浮颗粒物的介质调节

(2)特点:重量轻,结构紧凑;流阻较小,在相同差压时,其流量约为同口径单、双座阀的1.5倍至2倍以上;制造方便,可制成大孔径调节阀,与同口径的其他种类阀门相比,价格要低


7、球阀


(1)用途:“O”型适用于高黏度、带纤维、细颗粒介质的流体,作切断阀使用;”V”型球阀适用于高黏度、带纤维、细颗粒介质的流体,既具有调节作用,又可做切断阀使用

(2)特点 :”O”型球阀流通能力大,阀座多采用软质材料,密封性可靠,阀芯可双向旋转,介质流向可任意,结构简单,维修方便;”V”型球阀阀芯为转动球体,在球体上开有各种”V”形缺口以实现不同的流量特性,流通能力较大,较高的可调比,”V”形口和阀座间具有剪切作用,介质不易使阀门堵塞,流量特性近似等百分比。


8、套筒阀


(1)用途:适用于阀门两端压差较大并要求降低噪音的场合

(2)特点:采用平衡型阀芯设计,不平衡力很小,允许压差大,稳定性好;才用阀芯和套筒侧面导向,可改善由于涡流和冲击所产生的震荡,具有降低噪音功能


控制阀选型原则

阀门选型要考虑的因素很多,根据工艺输入参数及要求的仪表安全等级阀门使得阀门各项参数得以确定,主要主要以下几点:

1、控制阀阀体结构形式的选择

在满足使用要求的前提下,适合的控制阀可能有几种,选型时应结合其使用寿命、结构、价格等因素做综合考虑。

2、控制阀体材料的选择:

选择材料是,主要考虑材料强度、硬度、耐腐蚀和耐高温、低温的特性。首先应满足安全可靠,还要考虑使用特性、使用寿命和经济性。对寒冷地区和蒸汽介质不宜用铸铁阀体。

3、阀门流量特性的选择:

阀门流量特性分为直线流量特性、等百分比流量特性和抛物线流量特性,其中抛物线流量特性应用较少。要定量地选择阀门的流量特性是很困难的,但根据国内外工程公司的设计经验。通常按照如下原则:

(1)阀上压差变化小,给定值变化小,工艺过程的主要变化量的变化小,以及阀阻比小于0.75的控制对象,宜选用直线流量特性。

(2)慢速的生产过程,当阀阻比小于0.4是,宜选用直线流量特性。

(3)要求大的可调范围,管道系统压力损失大,开度变化及阀上压差变化相对较大的场合,宜选用等百分比流量特性。

(4)快速的生产过程,当对系统动态过程不太了解时选用等百分比流量特性。

4、流开流闭的选择

根据工艺条件,有流开流闭问题的主要有单座阀、角阀、高压阀以及无平衡孔的套筒阀等

具体选择如下:

(1)单座阀,通常为选流开型,当冲刷严重时,可选流闭型

(2)角阀对于高粘度、含固体颗粒介质要求“自洁”性能时,应选用流闭型

(3)对于阀门口径小于等于DN20的高压阀,由于静压高,压差大,气蚀冲刷严重,应选用流闭型;当口径大于DN20时,应选稳定性好为条件来决定流向

(4)单密封套筒阀一般选用流开型;有“自洁”要求时,可选用流闭型

5、阀门口径的选择

阀门口径选择是阀门选型中最关键的一步,其决定了控制阀今后的订货尺寸,选型时一般遵循的原则为:

(1)阀门全开时,应至少通过正常流量的1.25倍,这是一个防止阀门在全开或全关位置工作的安全系数。

(2)阀的特性和从经济型角度考虑,对于阀门开度范围,在正常流量时,对于直线流量特性的阀门尽量使其开度保持在70%左右,等百分百阀门在80%左右。


6、阀体及阀内件材料的选择

阀体材料的选择主要考虑工艺介质、管道耐压等级以及环境温度等条件,阀体材料选型原则:

(1)阀体耐压等级、使用温度范围和耐腐蚀性能和材质都不应低于工艺连接管道材质的要求,一般情况选用铸钢或锻钢阀体。

(2)水蒸气或含水较多的湿气体或易燃的流体,不宜选用铸钢阀体。

(3)环境温度低于-20℃的场合不应选用铸铁阀体。


阀内件材料选型原则:

(1)非腐蚀流体一般选用不锈钢。

(2)腐蚀性流体应根据流体的类型、浓度、温度和压力的不同,以及流体含氧剂、流速的不同选择不锈钢、20#合金钢、哈氏合金以及钛等。

(3)对于流速大、冲刷严重的工况应选用耐磨材料。

(4)对于容易出现闪蒸、空化和含有颗粒的流体应进行硬化处理。


7、阀门配件的选择

根据工艺要求选择安装阀门定位器、电磁阀、保位阀、阀位传送器及手轮的配件。


调节阀安装注意事项

因为工业现场往往环境复杂,在进行阀门安装时施工单位往往要根据阀门安装环境做具体分析从而制定安装方案。一般情况下阀门的安装需注意以下几点:

(1)控制阀宜垂直、正立安装在水平管道上。工程直径在DN80以上的控制阀,其阀前后管道上应设置永久支架。

(2)控制阀安装位置应方便操作和检修,必要时应设置平台。

(3)控制阀组配管应组合紧凑,便于操作、维修和排液。

(4)控制阀的上、下部分应留有足够的空间,以便在维修时取下执行机构和阀内件以下的法兰和堵头。

(5)控制阀由于高粘度、易结晶、易汽化以及低温流体时,应采取保温和防冻措施。

(6)控制阀应先检查校验,并在管道吹扫后安装。


综上所述,调节阀的选型与使用是一个复杂的过程,需要考虑功能性、适用性以及经济性等多方面性能,很多情况要在各方面性能之间进行权衡,所以每次选型都要只有针对阀门的工况及各方面参数进行了全方面深入的了解,只有这样才能保证每次选型的成功。


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