氣動調節閥和電動調節閥概述

概述

調節閥（Regulating valve）又名控制閥，在工業自動化過程控制領域中，通過接受調節控制單元輸出的控制信號，借助動力操作去改變介質流量、壓力、溫度、液位等工藝參數的最終控制元件。一般由執行機構和閥門組成。如果按行程特點，調節閥可分為直行程和角行程；按其所配執行機構使用的動力，可以分為氣動調節閥、電動調節閥、液動調節閥三種；按其功能和特性分為線性特性，等百分比特性及拋物線特性三種。調節閥適用于空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質、泥漿、油品等介質。調節閥常用分類：氣動調節閥，電動調節閥，液動調節閥，自力式調節閥。

工作原理

調節閥用于調節介質的流量、壓力和液位。根據調節部位信號，自動控制閥門的開度，從而達到介質流量、壓力和液位的調節。調節閥分電動調節閥、氣動調節閥和液動調節閥等。

調節閥由電動執行機構或氣動執行機構和調節閥兩部分組成。調節閥通常分為直通單座式調節閥和直通雙座式調節閥兩種，后者具有流通能力大、不平衡辦小和操作穩定的特點，所以通常特別適用于大流量、高壓降和泄漏少的場合。

調節閥分類

按結構形式

（1）氣動調節閥

① 按氣動執行機構的形式分類

（a） 薄膜執行機構。又分直裝式（正作用和反作用）及側裝式（正作用和作用）

（b） 活塞執行機構，又分比例式（正作用和反作用和二位式。

（c） 長行程執行機構

（d） 滾動薄膜執行機構。

② 按調節形式分類：（a）調節型；（b）切斷型；（c）調節切斷型。

③ 按移動型式分類：（a）直行程；（b）角行程。

④ 按閥芯形狀分類：（a）平板形閥芯；（b）柱塞形閥芯；（c)窗口形閥芯；（d）套筒形閥芯；（e）多級形閥芯；（f）偏旋形閥芯；（g）蝶形閥芯；（h）球形閥芯。

⑤ 按流量特性分類：（a）直線；（b）等百分比；（c)拋物線；（d）快開。

⑥ 按上閥蓋形式分類：（a）普通型；（b）散（吸）熱型；（c)長頸型；（d）波紋管密封型。

（2) 電動調節閥

① 按電動職稱機構的形式分類：（a）角行程；（b）直行程；（c)多回轉式。

②按附件形式分類：（a）伺服放大器；（b）限位開關。

③按流量特性分類：（a）直線；（b）等百分比；（c)拋物線；（d）快開。

④按上蓋形式分類：（a）普通型；（b）散（吸）熱型；（c)長頸型；（d）波紋管密封型。

（3）手動調節閥。按閥芯性狀分類：圓錐形；柱塞形；套筒形；多級形；偏旋形；蝶形；球形或半球形。

（4）（電）液動調節閥。

（5）智能調機閥。

安裝事項

1）安裝位置、高度、進出口方向必須符合設計要求，連接應牢固緊密。

2）安裝在保溫管道上的各類手動閥門，手柄均不得向下。

3）閥門安裝前必須進行外觀檢查，閥門的銘牌應符合現行國家標準《通用閥門標志》GB 12220的規定。對于工作壓力大于1.0 MPa 及在主干管上起到切斷作用的閥門，安裝前應進行強度和嚴密性能試驗，合格后方準使用。強度試驗時，試驗壓力為公稱壓力的1.5倍，持續時間不少于5min，閥門殼體、填料應無滲漏為合格。嚴密性試驗時，試驗壓力為公稱壓力的1.1倍；試驗壓力在試驗持續的時間應符合GB 50243標準要求，以閥瓣密封面無滲漏為合格。

處理方法

一般情況下，調節閥均不推薦反向使用，只有在高壓差、高粘度、易結焦和含懸浮顆粒介質才推薦反向使用。反向使用時，應避免長期小開度情況下運行，尤其在試車時更應注意。

影響調節閥正常運行的因素及對策

1、前言

在自動化程度較高的化工控制系統，調節閥作為自動調節系統的終端執行裝置，接受控制信號實現對化工流程的調節。它的動作靈敏度直接關系著調節系統的質量。據現場實際統計有70%左右的故障出自調節閥。因此在日常維護中總結分析影響調節閥安全運行的因素及其對策。

2、卡堵

調節閥經常出現的問題是卡堵，出現在新投運系統和大修投運初期，由于管道內焊渣、鐵銹等在節流口、導向部位造成堵塞使介質流通不暢，或調節閥檢修中填料過緊，造成摩擦力增大，導致小信號不動作大信號動作過頭的現象。

故障處理：可迅速開、關副線或調節閥，讓臟物從副線或調節閥處被介質沖跑。另一辦法用管鉗夾緊閥桿，在外加信號壓力情況下，正反用力旋動閥桿，讓閥芯閃過卡處。若不能則增加氣源壓力增加驅動功率反復上下移動幾次，即可解決問題。如若仍不動作，則需解體處理。

3、泄漏

3.1閥內漏，閥桿長短不適。氣開閥，閥桿太長閥桿向上的（或向下）的距離不夠，造成閥芯和閥座之間有空隙，不能充分接觸，導致關不嚴而內漏。同樣氣關閥閥桿太短，導致閥芯和閥座之間有空隙，不能充分接觸，導致關不嚴而內漏。

解決辦法：應縮短（或延長）調節閥閥桿使調節閥長度合適，使其不再內漏。

3.2填料泄漏。填料裝入填料函以后，經壓蓋對其施加軸向壓力。由于填料的塑性，使其產生徑向力，并與閥桿緊密接觸，但這種接觸是并不是非常均勻的。有些部位接觸的松，有些部位接觸的緊，甚至有些部位沒有接觸上。調節閥在使用過程中，閥桿同填料之間存在著相對運動，這個運動叫軸向運動。在使用過程中，隨著高溫、高壓和滲透性強的流體介質的影響，調節閥填料函也是發生泄漏現象較多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏，對于紡織填料還會出現滲漏（壓力介質沿著填料纖維之間的微小縫隙向外泄漏）。閥桿與填料間的界面泄漏是由于填料接觸壓力的逐漸衰減，填料自身老化等原因引起的，這時壓力介質就會沿著填料與閥桿之間的接觸間隙向外泄漏。

解決對策：為使填料裝入方便，在填料函頂端倒角，在填料函底部放置耐沖蝕的間隙較小的金屬保護環（與填料的接觸面不能為斜面），以防止填料被介質壓力推出。填料函各部與填料接觸部分的金屬表面要精加工，以提高表面光潔度，減少填料磨損。填料選用柔性石墨，因其具有氣密性好，摩擦力小，長期使用后變化小，磨損的燒損小，維修容易，壓蓋螺栓重新擰緊后摩擦力不發生變化，耐壓性和耐熱性良好，不受內部介質的侵蝕，與閥桿和填料函內部接觸的金屬不發生點蝕或腐蝕。這樣，有效地保護了閥桿填料函的密封，保證了填料的密封的可靠性和長期性。

3.3閥芯、閥座變形泄漏。芯、閥座泄漏的主要原因是由于調節閥生產過程中的鑄造或鍛造缺陷可導致腐蝕的加強。而腐蝕介質的通過，流體介質的沖刷也可造成調節閥的泄漏。腐蝕主要以侵蝕或氣蝕的形式存在。當腐蝕性介質在通過調節閥時，便會產生對閥芯、閥座材料的侵蝕和沖擊使閥芯、閥座成橢圓形或其他形狀，隨著時間的推移，導致閥芯、閥座不配套，存在間隙，關不嚴發生泄漏。

解決方法：關鍵把好閥芯、閥座的材質的選型關、質量關。選擇耐腐蝕材料，對麻點、沙眼等缺陷的產品堅決剔除。若閥芯、閥座變形不太嚴重，可經過細砂紙研磨，消除痕跡，提高密封光潔度，以提高密封性能。若損壞嚴重，則應重新更換新閥。

4、振蕩

調節閥的彈簧剛度不足，調節閥輸出信號不穩定而急劇變動易引起調節閥振蕩。還有說選閥的頻率與系統頻率相同或管道、基座劇烈振動，使調節閥隨之振動。選型不當，調節閥工作在小開度存在著急劇的流阻、流速、壓力的變化，當超過閥剛度，穩定性變差，嚴重時產生振蕩。

解決對策：由于產生振蕩的原因是多方面的，因此具體問題具體分析。對振動輕微的振動，可增加剛度來消除。如選用大剛度彈簧，改用活塞執行結構。管道、基座劇烈震動通過增加支撐消除振動干擾；選閥的頻率與系統頻率相同，則更換不同結構的閥；工作在小開度造成的振蕩，則是選型不當流通能力C值選大，必須重新選型流通能力C值較小的或采用分程控制或子母閥以克服調節閥工作在小開度。

5、閥門定位器故障

5.1普通定位器采用機械式力平衡原理工作，即噴嘴擋板技術，主要存在以下故障類型：

1）因采用機械式力平衡原理工作，其可動部件較多，容易受溫度，振動的影響，造成調節閥的波動；

2）采用噴嘴擋板技術，由于噴嘴孔很小，易被灰塵或不干凈的氣源堵住，是定位器不能正常工作；

3）采用力的平衡原理，彈簧的彈性系數在惡劣現場下發生改變，造成調節閥非線性導致控制質量下降。

5.2智能定位器由微處理器（cpu）、A/D,D/A轉換器及等部件組成，其工作原理與普通定位器截然不同。給定值和實際值的比較純是電動信號，不再是力平衡。因此能夠克服常規定位器的力平衡的缺點。但在用于緊急停車場合時，如緊急切斷閥、緊急放空閥等。這些閥門要求靜止在某一位置，只有緊急情況出現時，才需要可靠地動作。長時間停留在某一位置容易使電氣轉換器失控造成小信號不動作的危險情況。此外用于閥門的位置傳感電位器由于工作在現場，電阻值易發生變化造成小信號不動作，大信號全開的危險情況。因此為了確保智能定位器的可靠性和可利用性，必須對它們進行頻繁的測試。