（已结贴）2011-06-03-工控擂台-如何选用气动调节阀的气开式和气关式？ 点击：4517 | 回复：22
如何选用气动调节阀的气开式和气关式？
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主要从安全方面考虑：进料阀采用气开式，出料阀大都采用气关式，其次还要考虑工艺的问题。具体可以参考下面的说法：
１、事故条件下，工艺装置应尽量处于安全状态．例如，化肥厂碳化固定副塔液位调节阀常采用气关式，以保证事故状态下阀处于全开位置，使固定副塔不会满液位带水，造成高压机事故．
２、事故状态下，减少原料或动力消耗，保证产品质量．例如，炼油厂蒸馏塔进料调节阀一般用气开式，事故时阀门关闭，停止进料；而回流量调节阀一般用气关式，事故时阀门全开，保证回流量，防止不合格产品蒸出．
３、考虑介质的特性．例如，蒸流塔塔釜内是易结晶、易凝固的液体时，再沸器蒸汽流量调节阀应采用气关式，以防止事故时塔釜内物料结晶或凝固．
1）气开型调节阀是当膜头上空气压力增加时，阀门向增加开度方向动作,，当达到输入气压上限时，阀门处于全开状态。反过来，当空气压力减小时，阀门向关闭方向动作，在没有输入空气时，阀门全闭。故有时气开型阀门又称故障关闭型。
2:）气关型调节阀动作方向正好与气开型相反。当空气压力增加时，阀门向关闭方向动作；空气压力减小或没有时，阀门向开启方向或全开为止。故又称为故障开启型
3）气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度出发来考虑。当气源切断时，调节阀是处于关闭位置安全还是开启位置安全？
比如说：一个加热炉的燃烧控制，调节阀安装在燃料气管道上，根据炉膛的温度或被加热物料在加热炉出口的温度来控制燃料的供应。这时，宜选用气开阀更安全些，因为一旦气源停止供给，阀门处于关闭比阀门处于全开更合适。如果气源中断，燃料阀全开，会使加热过量发生危险。又如一个用冷却水冷却的的换热设备，热物料在换热器内与冷却水进行热交换被冷却，调节阀安装在冷却水管上，用换热后的物料温度来控制冷却水量，在气源中断时，调节阀应处于开启位置更安全些，宜选用气关式调节阀。
1．事故条件下，工艺装置应尽量处于安全状态．例如，化肥厂碳化固定副塔液位调节阀常采用气关式，以保证事故状态下阀处于全开位置，使固定副塔不会满液位带水，造成高压机事故。
2．事故状态下，减少原料或动力消耗，保证产品质量．例如，炼油厂蒸馏塔进料调节阀一般用气开式，事故时阀门关闭，停止进料；而回流量调节阀一般用气关式，事故时阀门全开，保证回流量，防止不合格产品蒸出。
3．考虑介质的特性．例如，蒸流塔塔釜内是易结晶、易凝固的液体时，再沸器蒸汽流量调节阀应采用气关式，以防止事故时塔釜内物料结晶或凝固
对供气安全系数特别高的大型石油化工厂，因为它们除有足够容量的储气罐以外，还设有备用压缩机、外接气源等，而且工厂的供电等级也很高，所以供气系统的不安全度极小。在这种情况下，一般用途的调节阀可以根据操作习惯与方便、统一的原则来选择调节阀的气开、气关方式。对于少数极重要的调节阀，则不仅需要合理选择气开、气关方式，还需要考虑设置保位阀、事故用储气罐等专有的附属装置，以确保其在任何清况下的安全、可靠，并有利于事故后恢复生产。
气动调节阀的气开、气关方式，可以通过气动执行机构的正、反作用与阀芯正、反装的组合来实现。
确定调节阀的一些参数
一．调节阀
⑴确定计算流量：根据生产能力，设备负荷及介质状况，确定Qmax和Qmin.
⑵确定计算压差：根据系数特点选定S值，然后确定计算压差。
⑶计算流量系数：选择合适的计算公式或图表，求取最大和最小流量时的Cmax和Cmin。
⑷C值的选取：根据Cmax，在所选产品型式的标准系列中，选取大于Cmax并最接近的那
一级C值。
⑸调节阀开度验算：要求最大流量时，阀开度不大于90%，最小流量时开度不小于10%，（根
据《自动化选型规定》HG/T20507－92）.
对于直线特性阀，最大开度≦80%，最小开度应≧10%；
等百分比特性阀，最大开度≦90%，最小开度应≧30%.
⑹实际可调比的验算：一般要求，实际可调比不小于10.（一般选取30左右自认为）
⑺口径的确定：验证合适后，根据C值决定。
二 S值的定义
S值是调节阀全开时，阀上的压差△P v与系统中压力损失总和（在最大流量时）之比，
简称阀阻比（压降比）。
对于液体：常选S＝0.3~0.5，对于高压系统，考虑到节约动力消耗允许S值到0.15，若
S<0.15,只能选用新型低S值调节阀。
对于气体：阻力损失小，S值都大于0.5，但在低压以及真空系统中，由于允许压损较小，
仍在0.3~0.5之间为宜。
三． 气开/气关的选择
㈠①设备安全 ②减少原料和动力消耗 ③考虑介质特性
举例如下：
⑴加热炉的进料系统：气关式
⑵油水分离器的排水线：气开式
⑶蒸馏塔的流出线：气开式
⑷压缩机入口调节阀：气关式
⑸压缩机旁路调节阀：气关式
⑹压缩机出口压力调节系统：调节阀装于防空管线上时：气关式
⑺汽包蒸汽出口调节阀：气开式
⑻汽包给水阀：气关或附加保位阀。
⑼储罐压力调节系统的调节阀：气关
⑽储罐液位调节系统，当调节阀装在出口管线上应（气关）
当调节阀装在入口管线上应（气开）
㈡蒸馏塔调节系统中的调节阀：气开气关的选择：
① 进料流量调节：气开
② 回流量调节阀：气关（大型装置可选用气开）
③ 重沸器加热流体调节阀应选气关式（大型装置选用气开）
④ 塔顶压力调节系统的调节阀应选气关式
⑤ 塔釜的排料调节阀应选气开式。
㈢反应器调节系统的调节阀，其气开气关的选择：
⒈聚合物排料的压力调节阀应选气关式
⒉聚合为放热反应时，换热器载体调节应选用气关式。
聚合为吸热反应时，换热器载体调节应选用气开式。
当聚合温度下降会产生凝聚时，应安装保位阀。
⒊反应器进料的流量调节阀应选气开式。
⒋溶剂流量调节阀调节阀应选气开式。
5.催化剂添加剂加料调节阀应选气开式。
㈣换热器条件调节系统中的调节阀，其气开和气关如何选择：
1被加热的流体出口温度过高会引起分解，自聚或结焦时，加热流体调节阀应选用气开式。
2被加热的流体出口温度过低会引起结晶，凝固等现象时，加热流体调节阀应选用气关式。
3 冷却流体为水时，调节阀应选气关式。
㈤气动调节阀胡气关和气开形式通过改变调节阀的正反装或者改变执行机构的正反作用来
实现。
㈥选阀材质：
① 考虑介质的腐蚀性
② 根据气蚀冲刷是否严重
③ 介质温度选择
④ 工作压力选材
㈦C Kv Cv 的定义
① C有两个含义：1 IEC标准中各种运算的单位的流量系数的通用符号；
2 我国长期使用的流量系数符号：采用工程单位制其定义为：温度为5~40℃的水，在1kgf/cm2 压降下，
每小时流过调节阀的立方米数。
② Kv:采用国际单位制（SI制）的流量系数：定义为温度为5~40℃的水，在105Pa压降下，每小时流过调节阀的立方米数。
③ Cv:采用英制单位的流量系数，定义为40~60℉（4.4~15.6℃）的水，在1lb/in2(7KPa)压降下，每分钟流过调节阀的美
加仑数。换算关系：Kv=0.865Cv CV=1.156Kv Kv=1.01C Cv=1.167C
④ MKS仅仅是因为采用工程制压力单位：1kgf/ cm2=0.980665×105Pa
SI制：国际单位：压力单位：1kgf/ cm2=105Pa ｝二者差值不足2%，开方后仅约1%，差值引起的
计算误差在工程上是允许的。依照GB4213－84中，单位换算 1kgf/ cm2=100KPa=0.1MPa.长期形成C系列，并未按照：Kv＝1.01C来计算：所以Cv 与Kv的换算关系：Cv=1.167Kv, C=1.156Kv.
㈧国外生产的气动薄膜调节阀铭牌上标有两个压力范围：即隔膜压力范围，和工作台压力范围（或实验台压力范围）指的是什么？
隔膜压力范围是指装在工艺管线上并有流体介质通过的气动调节阀，作全行程动作所需要的压力范围，它是根据气动调节阀工作时所受最大不平衡力决定的。
工作台压力范围：是指阀体内没有压力时，使阀作全行程动作所需要的压力范围，实际上是薄膜执行机构的弹簧范围。
当不平衡力很小时，这两个压力范围是相等的。
当不平衡力很小时，这两个压力范围是不相等的，其差值表示执行机构的最大输出力。如美国Fisher公司的执行机构，有各种弹簧范围的弹簧，能获得各种不同的输出力，以适应各种调节阀不平衡力的需要。
作为一个使用部门，偶一般没有选型的权利，如果现场使用的调节阀坏了不能维修的时候需要采购新的调节阀时就按照原先的参数型号报上去。如果一套装置的设计，其调节阀的选型在设计院内进行，其判断的依据大多数是为装置的安全性着想，只要选好参数和开关形式，调节阀生产厂商给选型。当现场的设备需要增加一个控制回路的时候，需要对调节阀进行选型，选型的参数大多数是通径、公称压力、使用温度、材质、压差、气开气关形势及附件。
对于气动调节阀来说气开、气关形势主要是根据现场被控介质的性质和工艺来决定的，特别是炉子的燃料、设备的压力、温度调节阀要防止调节阀气源突然消失后，及调节阀失去控制作用后对设备的安全影响性。就是在调节阀失去控制的情况下装置不发生危险和对装置造成的损失减小到最小状态，比如切断产品的外送，防止不合格产品进入成品罐内。
所谓的调节阀的气开、气关形式的选择其实很简单，就是在调节阀没有安装时也可以不送风的情况下，如果调节阀两侧法兰内腔不通即介质流不动就是气开阀。如果调节阀两侧的法兰内腔相同，即介质能够通过就是气关阀。气开气关调节阀的选择就是当没有风的时候调节阀的状态引起介质切断或导通的情况对于装置工艺是否允许，对于装置是否安全。
现在的装置控制系统越来越先进，对装置的安全性也越来越高，很多都设置了紧急停车系统，出现故障马上停车确保装置安全，再者每个装置都设有仪表风缓冲罐，既是突然停电，缓冲罐内的仪表风也会足够装置停车使用。假若某一路调节阀仪表风突然失灵，其必会造成控制回路测量值变化剧烈产生报警引起操作人员的注意，操作人员必会现场确认，可以通过关闭手阀来控制，因此既是调节阀的气开气关形式选反了也不要紧，当然还是选正确好。
气开气关的选择主要根据工艺生产的安全角度出发来考虑。当气源切断时，调节阀是处于关闭位置安全还是开启位置安全？举例来说，一个加热炉的燃烧控制，调节阀安装在燃料气管道上，根据炉膛的温度或被加热物料在加热炉出口的温度来控制燃料的供应。这时，宜选用气开阀更安全些，因为一旦气源停止供给，阀门处于关闭比阀门处于全开更合适。如果气源中断，燃料阀全开，会使加热过量发生危险。又如一个用冷却水冷却的的换热设备，热物料在换热器内与冷却水进行热交换被冷却，调节阀安装在冷却水管上，用换热后的物料温度来控制冷却水量，在气源中断时，调节阀应处于开启位置更安全些，宜选用气关式（即FO）调节阀。
气开式改变为气关式或气关式改变为气开式，如调节阀安装有智能式阀门定位器，在现场可以很容易进行互相切换。
但也有一些场合，故障时不希望阀门处于全开或全关位置，操作不允许，而是希望故障时保持在断气前的原有位置处。这时，可采取一些其它措施，如采用保位阀或设置事故专用空气储缸等设施来确保。
气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度出发来考虑。当气源切断时，调节阀是处于关闭位置安全还是开启位置安全？举例来说，一个加热炉的燃烧控制，调节阀安装在燃料气管道上，根据炉膛的温度或被加热物料在加热炉出口的温度来控制燃料的供应。这时，宜选用气开阀更安全些，因为一旦气源停止供给，阀门处于关闭比阀门处于全开更合适。如果气源中断，燃料阀全开，会使加热过量发生危险。又如一个用冷却水冷却的的换热设备，热物料在换热器内与冷却水进行热交换被冷却，调节阀安装在冷却水管上，用换热后的物料温度来控制冷却水量，在气源中断时，调节阀应处于开启位置更安全些，宜选用气关式（即FO）调节阀。
气开式改变为气关式或气关式改变为气开式，如调节阀安装有智能式阀门定位器，在现场可以很容易进行互相切换。
但也有一些场合，故障时不希望阀门处于全开或全关位置，操作不允许，而是希望故障时保持在断气前的原有位置处。这时，可采取一些其它措施，如采用保位阀或设置事故专用空气储缸等设施来确保。
阀门定位器
阀门定位器是调节阀的主要附件，与气动调节阀大大配套使用，它接受调节器的输出信号，然后以它的输出信号去控制气动调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器，阀位状况通过电信号传给上位系统。
阀门定位器按其结构形式和工作原理可以分成气动阀门定位器、电－气阀门定位器和智能式阀门定位器。
阀门定位器能够增大调节阀的输出功率，减少调节信号的传递滞后，加快阀杆的移动速度，能够提高阀门的线性度，克服阀杆的磨擦力并消除不平衡力的影响，从而保证调节阀的正确定位。
常用执行机构分气动执行机构，电动执行机构，有直行程、角行程之分。用以自动、手动开闭各类伐门、风板等。
1、选择合适的调节阀开、关形式主要是考虑在不同工艺条件下安全生产的需要：
（1）考虑事故状态时人身、工艺设备的安全
（2）考虑事故状态下减少经济损失、保证产品质量
（3）考虑介质的性质
2、控制器有正作用和反作用两种方式，其确定原则是使整个单回路构成负反馈系统。
首先根据生产工艺安全等原则确定调节阀的开、关形式，然后按被控过程特性，确定其正、反作用，最后根据上述组成该系统的开环传递函数各环节的静态放大系数极性相乘必须为正的原则来确定调节器的正、反作用。
3、例子：喷雾式干燥设备控制系统设计
2）控制参数选择 影响干燥器温度的因素有乳液流量、旁路空气量、热蒸汽量，为此有三个变量可作为控制参数。
2）调节阀 根据过程特性与控制要求选用对数流量特性的调节阀
3）调节器 根据过程特性与工艺要求，可选用PI或PID控制规律；根据构成系统负反馈的原则，确定调节器正、反作用方向
一．调节阀
⑴确定计算流量：根据生产能力，设备负荷及介质状况，确定Qmax和Qmin.
⑵确定计算压差：根据系数特点选定S值，然后确定计算压差。
⑶计算流量系数：选择合适的计算公式或图表，求取最大和最小流量时的Cmax和Cmin。
⑷C值的选取：根据Cmax，在所选产品型式的标准系列中，选取大于Cmax并最接近的那
一级C值。
⑸调节阀开度验算：要求最大流量时，阀开度不大于90%，最小流量时开度不小于10%，（根
据《自动化选型规定》HG/T20507－92）.
对于直线特性阀，最大开度≦80%，最小开度应≧10%；
10MP获得者：
jiaoanpeng jiaoanpeng
Piston topkingjun
jingtao 惊涛骇浪
gaoqiang128_well gaoqiang128_well
welfare87 welfare87
AQD008 AQD008
20积分获得者：
陈石头 hh_clei
zhxl玻璃的心 rzb123
电仪人生 jy7898818
hjcan hjcan
一品黄山 张立旺
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