0 引言

      调节阀是调节系统中非常重要的一个环节，在生产实践中控制系统的正常与否，常常涉及到调节阀的问题。调节阀所反应出来的问题又多集中在调节阀的工作特性和结构参数上，如流通能力、公称通径、阀芯引程及流量特性等。在这些参数中，流通能力更重要，它的大小直接反映调节阀的容量，它是设计选型中的主要参数。因此，调节阀的选择主要从以下几个因素进行考虑。

      1 选择原则

      （1）满足自控系统的要求；
      （2）满足经济性的要求。

      2 调节阀流量系数Cv及口径的计算

      （1） 流量系数C_v（流通能力）的定义为：调节阀前后的压差为1Kg/cm²，重度为1g/cm²流体，每小时通过阀门的体积流量（m³/h）。

      调节阀流量系数C_v的计算方法很多，也比较繁琐，以下列出几种主要流通介质的C_v值的计算方法。

      表1 液体

流体种类	非阻塞流ΔP〈Cf2ΔPs	阻塞流ΔP≥Cf2ΔPs
体积流量
重量流量

      阻塞流：当阀前压力P₁保持一定而阀后压力P₂逐渐降低时，流经调节阀的流体流量会增加到一个极限值，这时即使P₂再继续降低，流量也不会再增加，此极限流量即为阻塞流。显然，形成阻塞流之后，相当于流量已达到饱和状态（临界状态），这时流经调节阀的流量不再随调节阀前后的压差△P的增加而增加。因此，流体在阀内是否形成阻塞流，调节阀C值的计算公式将不一样。判断是否是属于阻塞流的情况，就可以决定取用相应的C值计算公式。（表2）情况相同。

      表2 气体和蒸汽

流体种类	非阻塞流ΔP〈0.5Cf2ΔP1	阻塞流ΔP≥0.5Cf2ΔP1
气体体积流量
气体重量流量
蒸汽

      上表2中：
      C_v— 调节阀流量系数
      C_f— 临界流量系数
      G_f— 流体流动温度下的比重（水G_f=1,15℃；空气G_f=288G/T）
      G— 气体比重（空气G=1.0）
      P₁— 调节阀进口压力，100kPa（绝对）
      P₂— 调节阀出口压力，100kPa（绝对）
      P_v— 液体流动温度下的饱和蒸汽压力，100kPa（绝对）
      P_c— 热力学临界压力，100kPa（绝对）
      Δp— 压降，100kPa（ΔP=P₁- P₂）
      Δp_s— 口径计算用压降，100kPa

      Δp_s=P₁-（0.96- 0.28P_v/P_c）P_v

      若P_v<0.5P₁,ΔP_s=P₁- P_v

      q— 液体流量，m³/h
      Q— 气体流量，标准m³/h（15℃，绝对压力为101.3kPa时）
      T— 绝对温度，K（K=273+℃）
      T_sh— 蒸汽过热温度，℃（饱和蒸汽T_sh=0）
      W— 流量，t/h

      （2） 阀口径的计算，根据生产能力、设备负荷、以被控介质的工况决定流通能力计算所需的数据，求得、*小流量时的C_vmax和C_vmin。笔者通过多年的实践和理论探讨，在确定凋节阀口径时，按工况所需流量系数C_v值的1.2~1.4倍作为阀的流量系数值。调节阀开度大致范围如下： 

      开度：70%~90%
      常用开度：40%~70%
      *小开度：10%

      根据计算得C_vmin和已采用的调节阀R值（可调比）验证可调范围，验证合适，既可用C_v值决定调节阀的口径。

      3 流量特性

      调节阀的流量特性常见的有，线性、等百分比、快开和抛物线四种。*佳工作流量特性应使调节系统在受到干扰时仍能达到所希望的稳定性、反应速度和精度三项指标。大致原则是：线性流量特性适用于压差一定，压差为压力的2/3以上；直线阀比等百分比阀的阀芯曲面窄，流过调节阀的介质含有固体悬浮物时，直线阀的阀芯曲面不易磨损；等百分比流量特性适用于调节负荷上升，压差下降及流量调节。当调节阀经常工作在小开度时，放大系数很大，不便于微调且易引起系统振荡，加速阀芯和阀座之间的磨损。

      4 阀材料及结构形式的选择

      （1）阀材料的选择

      合理选择阀的材质是一个非常重要的问题。选择的一般原则：应根据流体的温度、压力、腐蚀性以及流体在阀内是否产生闪蒸、空化的可能性而定。同时还要考虑其经济的合理性。对于铸铁阀体，以下工况不宜使用：水蒸汽或含水量多的湿气体，易燃易爆流体，环境温度低于— 10℃的场合，以及阀内流体在伴热蒸汽中断时会发生冻结的场合等。对于非腐蚀性流体，阀芯一般选用不锈钢1Cr18Ni9Ti或其它不锈钢，阀体选铸钢或锻钢。对腐蚀性流体和流动状态复杂的流体，则要具体分析，慎重选用材质。

      （2） 阀的结构形式

      直通单座、双座、角形、高压、三通、蝶阀和隔膜阀等是阀的基本种类。主要根据生产过程的需要和控制系统的特点来选择。直通单座适用于压降较低，要求泄漏量比较小的场合；而压降较大，对泄漏量要求不高的场合宜选用直通双座阀；在高压降、高粘度、含有悬浮物和颗粒状物时，选用直角调节阀；介质有悬浮物流体，大流量气体，低压差等场合适用蝶阀，但泄漏较大；隔膜调节阀结构简单，流路阻力小，阀体可衬橡胶、陶瓷等，适用于强腐蚀的场所。

      总之，根据控制对象的静动态特性、设备负荷、介质工况、工艺参数、压力等级和执行机构等，合理的利用以上原则。便能在调节阀的应用环节中正确使用，使自控系统达到稳定、经济和高效。

原创作者：浙江金锋自动化仪表有限公司