1. 氣動調(diào)節(jié)閥的選型和選材

調(diào)節(jié)閥的選型按照工藝和自控專業(yè)提出的各項要求進行。在選型中主要考慮以下各個方面：流體的性狀、靜壓、溫度、壓差、腐蝕性、對閥的泄漏要求、閥的動作方式、管道配置、以及流通能力和可調(diào)范圍等。

調(diào)節(jié)閥的流量特性與生產(chǎn)中過程的狀態(tài)密切相關,合理地選用其理想特性,對于提高過程控制質(zhì)量很有益。隨著控制技術和控制手段的不斷發(fā)展,調(diào)節(jié)閥特性受過程控制因素的影響可更多地通過在線整定和補償來克服。
這一方面降低了對調(diào)節(jié)閥性能指標的要求,減小了選型的復雜程度,使調(diào)節(jié)閥更好地適應過程控制的要求;另一方面又降低了能耗,節(jié)約了能源,有利于提高經(jīng)濟效益。閥體本身及驅(qū)動的執(zhí)行機構(gòu)共同稱為電動調(diào)節(jié)閥，控制器通過改變輸出信號來調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)閥門的開口度，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)水流量，進而調(diào)節(jié)和控制換熱器中的換熱量。我們在設計鍋爐系統(tǒng)并對電動調(diào)節(jié)閥進行選型時必須考慮以下技術參數(shù)：閥門內(nèi)徑、流量特性曲線、流通能力(即Kv)、關閉*大壓差、閥權度等。

1.1、流通能力(Kv值)

流通能力指的是電動調(diào)節(jié)閥的水通過能力，指當閥門進出口壓差在1bar時水流過閥門的量，以Kv表示，其計算公式為：

電動調(diào)節(jié)閥在鍋爐軟化水制作中的應用

式中Q——通過閥門的水流量，單位為m3/h；

ΔP——閥門進出口壓差，單位為bar。

調(diào)節(jié)閥閥芯完全打開時閥門的流通能力*大，可獲得*大Kv值，即Kvs；當調(diào)節(jié)閥閥芯完全關閉時，水流量為0，此外閥芯處于其它位置時，與之對應的閥門流通能力表示為Kv。

1.2、流量特性曲線

閥門的流量特性曲線能夠反映閥門相對開口度與相對流量的關系，指的是當閥門開口度由0逐步開至100%時的每一個開口度所對應的水流量所構(gòu)成的曲線，電動調(diào)節(jié)閥在正常工作時，閥門進出口的壓差在不斷發(fā)生改變，此時閥門的能量特性叫做閥門的工作流量特性，在理想狀態(tài)下，當閥門兩端壓降恒定不變時所得到的閥門流量特性叫做理想流量特性，通常調(diào)節(jié)閥理想的流量特性包括快開特性、等百分比特性及線性特性等，調(diào)節(jié)閥的理想流量特性指的是在理想狀態(tài)下閥門壓降恒定時的流量特性，在實際應用過程中，如果未安裝壓差控制器，調(diào)節(jié)閥的壓降是時刻變化的，也就是說調(diào)節(jié)閥在關閉狀態(tài)時到完全打開，閥門的壓降不是恒定的，因此此時的流量特性已產(chǎn)生變化，而且閥權度不同時，閥門在實際工作時的流量特性也是不同的，且閥權度越小，流量特性偏離就越大。

1.3、閥權度

電動調(diào)節(jié)閥的閥權度指調(diào)節(jié)閥全開時兩端的壓降與調(diào)節(jié)閥關時調(diào)節(jié)系統(tǒng)兩端的壓降之比，理論上，這個值越大越好，表明閥門能夠?qū)α髁窟M行有效調(diào)節(jié)從而對換熱器換熱量進行有效控制，閥權度是衡量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)性能的重要指標，電動調(diào)節(jié)閥的閥權度大小，影響其工作流量特性，關系到系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量，閥權度越小，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量越差。

1.4、可調(diào)比及關閉壓差

可調(diào)比指的是電動調(diào)節(jié)閥的能夠調(diào)控的*大流量和*小流量的比，在設計供熱系統(tǒng)選擇電動調(diào)節(jié)閥時，所需的可調(diào)比應低于調(diào)節(jié)閥的控制范圍。關閉壓差又稱調(diào)節(jié)閥的*大工作壓差，指的是當調(diào)節(jié)閥完全關閉時閥門進出口壓差的*大值，若系統(tǒng)中關閉壓差大于閥門的許用壓差，可在管路上加設壓差控制閥，以確保調(diào)節(jié)閥的使用**。

2、電動調(diào)節(jié)閥的鍋爐軟化水制作過程中的應用
2.1、電動調(diào)節(jié)閥工作原理介紹

本文以流化床鍋爐軟化水處理系統(tǒng)(SHF7-1.25+矸石)為例進行介紹，該系統(tǒng)**設有兩套軟化水處理設備，其基本參數(shù)為YCT112-4B，0=5-6t/h，N=0.75kW，出水硬度不高于0.03mmol/L。該系統(tǒng)中還設有兩套鹽罐和兩套樹脂罐，均為開1備1，將由普通自來水供給的自來水軟化處理后輸送至軟化水箱，然后軟化水通過冷凝水泵進入除氧器，在除氧器中經(jīng)過相應處理，*后注入鍋爐鍋筒內(nèi)，在整個軟化水處理系統(tǒng)中，電動調(diào)節(jié)閥能夠控制自來水的流量，整個系統(tǒng)及處理工藝較為復雜，現(xiàn)僅將其處理原理繪制如下：

電動調(diào)節(jié)閥在鍋爐軟化水制作中的應用

圖1 軟化水制作過程示意

在以住的軟化水處理系統(tǒng)中，如圖1所示，電動調(diào)節(jié)閥的安裝位置為系統(tǒng)的主給水管路，系統(tǒng)在工作過程中，當軟化水箱的液位達到設定高度時，水箱內(nèi)安裝的液位傳感器便會發(fā)出相應的信號，該信號傳給電動調(diào)節(jié)閥后，調(diào)節(jié)閥關閉并停止給水，然而系統(tǒng)中的樹脂罐需繼續(xù)對自來水沖洗軟化，并為鍋爐不間斷地提供軟化水，就必須有自來水供給，因此電動調(diào)節(jié)閥關閉后，樹脂罐就會因缺水而停止工作，從而影響整個系統(tǒng)的工作效率。為改善軟化水系統(tǒng)的工作性能，我們將電動調(diào)節(jié)閥的安裝位置改在軟化樹脂罐的出水口上，如圖2所示。

電動調(diào)節(jié)閥在鍋爐軟化水制作中的應用

圖2 改進后的軟化水制作過程示意

在改進后的軟化水處理系統(tǒng)中，當軟化水箱液位達到標定值時，液位傳感器發(fā)出信號并傳給電動調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥關閉，樹脂罐不再向軟化水箱供水，而在軟化樹脂罐中，依然有自來水供應，此時樹脂罐可繼續(xù)進行沖洗軟化工作，這樣系統(tǒng)可持續(xù)不斷地向鍋爐提供軟化水。

2.2、使用中的相關注意事項及常見故障處理

2.2.1、相關注意事項

在實際使用過程中，電動調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障的原因通常不是因閥門質(zhì)量不過關，而多是由于閥門的安裝和使用不規(guī)范造成的，調(diào)節(jié)閥的安裝位置、使用環(huán)境、方向等均會導致調(diào)節(jié)閥無法正常使用，在閥門的使用過程中，若介質(zhì)不夠清潔也會造成調(diào)節(jié)閥閥芯卡死，因此在安裝和使用過程中要做到以下幾點：

①電動調(diào)節(jié)閥為現(xiàn)場儀表，其使用溫度*低不宜低于25℃，*高不能超過60℃，其相對濕度感為95%，因此在高溫或露天的環(huán)境中使用電動調(diào)節(jié)閥時，必須有相應的降溫和防水措施，此外，若系統(tǒng)管道有震動，調(diào)節(jié)閥應安裝在遠離震源的位置或?qū)φ{(diào)節(jié)閥進行防震處理。 ②調(diào)節(jié)閥的安裝應與水平面垂直，因環(huán)境需要可以傾斜安裝，若閥體自重較大或安裝傾斜角度過大，必須在閥體處架設支承結(jié)構(gòu)。③通常調(diào)節(jié)閥的安裝位置不宜離地面過高，當安裝位置高于2m時要鋪設工作平臺，從而便于對調(diào)節(jié)閥進行手動操作和日常維護。④ 電動調(diào)節(jié)閥的安裝應在整個系統(tǒng)管路清洗工序完畢后進行，管道內(nèi)不能有焊渣和污物，安裝完畢后要再次對調(diào)節(jié)閥進行沖洗，開始注入人質(zhì)前要打開所有閥門，以防雜物卡死閥芯。對手輪機構(gòu)操作完成后要將其復位至空檔。

2.2.2、常見故障分析及處理

①電機不轉(zhuǎn)。電機線圈燒毀，若腐蝕性氣體或水進入電機后，就會使電機線圈短路而燒毀，若電機轉(zhuǎn)子抱死，電機線圈電流過大，使得線圈發(fā)熱，從而導致電機燒毀。判斷診斷方法：采用電阻儀測量電機引出線之間的電阻值，若電阻接近零或趨于無窮大均說明電機線圈燒毀。②兩個微動開關位置不當。當調(diào)節(jié)閥動作時，帶動反饋連桿移動，行程至零點和滿度時，微動開關應關閉，使電流不會流過電機，從而達到保護電機的目的，如微動開關位置過開，使閥桿動作已達零點或滿度時仍不能斷開，電流繼續(xù)通過電機，但此時電機已無法轉(zhuǎn)動，將會造成電機堵轉(zhuǎn)燒壞。處理方法是移動微動開關位置，使之與閥桿行程位置相對應。③電動調(diào)節(jié)閥一動作就引起保險絲熔斷，原因分析：電機線圈絕緣漆脫落，導致繞組和閥體短接，啟動電流過大；使用的分相電容過大，使得啟動電流較大，故障診斷方法：采用交流電流表測量電機啟動電流，觀察啟動電流是否正常。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調(diào)式減壓閥,自力式減壓閥

3、結(jié)語
在軟化水處理系統(tǒng)中對電動調(diào)節(jié)閥的安裝位置改進后，改善了軟化水系統(tǒng)的工作性能，系統(tǒng)可持續(xù)不斷地向鍋爐提供軟化水，并且系統(tǒng)改進后，鍋爐的運行更加**、穩(wěn)定、可靠，值得大力推廣和應用。

流體腐蝕性的影響主要體現(xiàn)在閥體和閥芯材料的選擇上。由于不能排除某些材料只許在某種特殊的閥型中使用的限制條件，因此并不是每種閥型均可任意選擇材料。閥體材料的選取主要考慮流體介質(zhì)的腐蝕性、靜壓和材料的許用溫度。閥芯材料的選取主要考慮流體介質(zhì)的腐蝕性、材料的許用溫度，以及材料耐沖蝕的性能（即考慮液體的阻塞流，閥壓差和流體的清凈程度）。阻塞與否在初選時尚不能確定，需待計算后再進行校核。同時滿足以上各項要求的材料方為合選者。

調(diào)節(jié)閥應具有的*低公稱壓力等級是選型的必要條件。它可根據(jù)流體溫度，閥入口*大壓力，按照初選閥體材料在一定溫度條件下與許用壓力的對應關系來確定。

選型，在步驟上可先以流體壓力、性狀和對閥的泄漏量要求作為考慮因素，規(guī)定出一些合適的閥型，然后按照這些閥型的優(yōu)選次序，逐一對以上其他各種因素進行校核。流通能力與可調(diào)范圍兩項在初選閥型時尚未確定，需待計算出結(jié)果后，在返回進行校核。定出初選的閥型后，即得該閥型的必要計算數(shù)據(jù)，如壓力恢復系數(shù)FL、*大有效壓差比XT、層流系數(shù)FS和可調(diào)范圍R等，提供以下各項計算使用。初選閥型若不滿足流通能力要求時需另選閥型，反復計算。

2. 調(diào)節(jié)閥流通能力計算和尺寸選擇值

選擇調(diào)節(jié)閥尺寸大小的根本依據(jù)是閥的流通能力能否滿足工藝的要求。調(diào)節(jié)閥的額定流通能力和公稱通徑有一定的對應關系，這是有產(chǎn)品技術標準所規(guī)定的。由此，必須按照工藝條件和初選閥型計算出流通能力，從初選的閥型中定出合適的公稱通徑。

1） 調(diào)節(jié)閥流通能力的計算（現(xiàn)以液體加以說明）

計算公式：CV值是用來表示調(diào)節(jié)閥的英制單位流量系數(shù)。其定義是，閥處于全開狀態(tài)，兩端壓差為1磅/英寸2（7KPa）的條件下，60℉（15.6℃）的清水，每分鐘通過閥的美加侖數(shù)。

CV＝Q √G/P1-P2 ＝Q √G/△P（英制）

CV＝1.17Q √G/P1-P2 ＝1.17Q √G/△P（公制）

式中：公制  Q＝*大流量           gpm（美加侖/分）

            G＝比重（水＝1）

            P1＝進口壓力          Psia（*大流量時）

P2＝出口壓力          Psia（*大流量時）

      英制  Q＝*大流量           m3/h

            G＝比重（水＝1）

            P1＝進口壓力          kgf/cm2（*大流量時）

P2＝出口壓力          kgf/cm2（*大流量時）

2）  公稱通徑的選擇：

  調(diào)節(jié)閥公稱通徑選擇，是由*大Cv值、*小Cv值、額定Cv值、可調(diào)范圍，以及調(diào)節(jié)閥有足夠的調(diào)節(jié)余量，這幾個因素來決定的。

*大Cv值和*小Cv值是分別在*大流量和*小流量條件計算出的兩個數(shù)值。

a） *大Cv值

鑒于額定Cv值之有+20％、-10％的調(diào)節(jié)誤差，建議等百分比閥在90-95％開度內(nèi)的值作為*大Cv值，線性調(diào)節(jié)閥在80-90％開度內(nèi)的值作為*大Cv值。

b） 常用Cv值

常在低開度下工作，閥芯易于磨損，再從控制性能上考慮，希望閥在50-80％開度范圍工作。

c） *小Cv值

閥的*小Cv值應在固有的可調(diào)范圍之內(nèi)，實際上大多調(diào)節(jié)閥控制流體時，開度變化、閥上壓差也相應變化。開度與流量之間的固有流量特性，變成了實際的流量特性，可調(diào)范圍也變小了。閥達到*小Cv值時，希望閥在10-20％開度上工作，如果要使閥在*小的開度范圍內(nèi)工作，應選擇可調(diào)范圍較大的調(diào)節(jié)閥，或者改用一臺大，一臺小的切換閥，用這兩臺閥分程控制流量。  

3） 調(diào)節(jié)閥可調(diào)范圍的驗算

    為了保證調(diào)節(jié)閥在工藝要求的*大到*小流量的整個范圍內(nèi)滿意地調(diào)節(jié)，就必須進一步驗算可調(diào)范圍R。以往有用規(guī)定*小流量時的調(diào)節(jié)閥開度極限作為指標進行校驗的，但這種做法并不十分合適。應采用以*小流量計算所得的*小Cv值作為校驗指標才為合理，如果*小Cv值滿足條件Cv min≥2Cv/R，說明所選閥門滿足了可調(diào)范圍的要求，否則此閥應慎用或采用分程控制。

3. 調(diào)節(jié)閥流量特性選擇

調(diào)節(jié)閥的流量特性分固有特性和工作特性兩種。對調(diào)節(jié)系統(tǒng)有影響的是工作特性。閥本身只具備固有特性（在閥兩端壓差不變的情況下，不可壓縮流體通過調(diào)節(jié)閥的流量與開度之間的關系）。而工作特性是由閥的固有特性結(jié)合管路系統(tǒng)阻力情況得到的。因此，先按調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求確定所需的工作流量特性，然后再確定與其相應的固有流量特性。典型的固有流量特性有線性特性和等百分比特性。

選擇基本原則：

1） 線性流量特性

a） 壓差變化小，幾乎恒定。

b） 整個系統(tǒng)的壓力損失大部分分配在閥上（開度變化，閥上壓差變化相對較小）。

c） 外部干擾小，給定值變化小（可調(diào)范圍要求小的場合）。

d） 工藝流程的主要參數(shù)的變化呈線性。

2） 等百分比流量特性

a） 要求大的可調(diào)范圍。

b） 管道系統(tǒng)壓力損失大。

c） 開度變化，閥上壓差變化相對較大。

選型與計算還包括有：閥體材料、閥芯材料、閥門定位器、*大開度、*小開度、噪聲值和備注等等，在這里就不一一介紹了。

1、齒輪式雙活塞，輸出力矩大，體積小；

2、氣缸選用鋁金材料，重量輕、外形美觀；

3、可在頂部、底部安裝手動操作機構(gòu)；

4、齒條式連接可調(diào)節(jié)開啟角度、額定流量；

5、執(zhí)行器可選帶電訊號反饋指示及各類附件以實現(xiàn)自動化操作；

6、IS05211標準連接為產(chǎn)品的安裝更換提供了方便；

7、兩端調(diào)的節(jié)螺釘可使標準產(chǎn)品在0°和90°有±4°的可調(diào)范圍。確保與閥門的同步精度。

二、ZSQ型氣動氣缸切斷閥主要零件材料