调节阀选型

1.1从使用功能上选阀需注意的问题
1）调节功能
①要求阀动作平稳；
②小开度调节性能好；
③选好所需的流量特性；
④满足可调比；
⑤阻力小、流量比大（阀的额定流量参数与公称通径之比）；
⑥调节速度。
2）泄漏量与切断压差
这是不可分割、互相联系的两个因素。泄漏量应满足工艺要求，且有密封面的可靠性的保护措施；切断压差（阀关闭时的压差）必须提出来（遗憾的是许多设计院的调节阀计算规格书中无此参数），让所选阀有足够的输出力来克服它，否则会导致执行机构选大或选小。
3）防堵
即使是干净的介质，也存在堵塞问题，这就是管道内的不干净东西被介质带人调节阀内，造成堵卡，这是常见的故障，所以应考虑阀的防堵性能。通常角行程类的调节阀比直行程类的调节阀防堵性能好得多，故以后角行程类的调节阀使用将会越来越多。
4）耐蚀
它包括耐冲蚀、汽蚀、腐蚀。主要涉及到材料的选用和阀的使用寿命问题，同时，涉及到经济性问题。此问题的实质应该是所选阀具有较好的耐蚀性能且价格合理。如能选全四氟阀就不应该选全耐蚀合金阀；能选反汽蚀效果较好、结构简单的角形高压阀（满足两年左右使用寿命），就不应该选结构复杂、价格贵的其它高压阀。
5）耐压与耐温
这涉及调节阀的公称压力、工作温度的选定.耐压方面,如果只是压力高并不困难,主要是压差大会产生汽蚀;耐温方面,通常解决450℃以下是十分容易的,450～600℃也不困难，但到600℃以上时,矛盾就会突出;当温度在80℃时的切断类调节阀选用软密封材料通常是不可取的,应该考虑硬密封切断.常用材质的工作温度、工作压力与公称压力的关系表。
6）重量与外观
此问题非常直观，一定是外观好、重量轻的阀受使用厂家欢迎。这里要改变一种偏见，认为调节阀是个“老大粗”，重一点或外观差一点，没什么了不起。现在我们十分重视它，从而提出了调节阀应该具有小型化、轻型化、仪表化的特征。
表5－1常用材质的工作温度、工作压力与PN关系
7）十大类调节阀的功能优劣比较：详见1－1表。
1.2综合经济效果确定阀型
在满足上述使用功能的要求中，适用的阀有几类，此时便应综合经济效果确定某一阀型，为此，我们认为，至少应该考虑以下四个问题：
1)高可靠性。
①结构简单；
②可靠性高。这里需要改变过去片面追求性能指标，忽视可靠性的错误作法。
2）使用寿命长。
3）维护方便，备品备件有来源。
4）产品价格适宜，性能价格较好。
1.3调节阀型式的优选次序
根据调节阀的功能优劣（见表1－1）和上述观点，特提供调节阀的优选次序如下：
①全功能超轻型调节阀→②蝶阀→③套筒阀→④单座阀→⑤双座阀→⑥偏心旋转阀→⑦球阀→⑧角形阀→⑨三通阀→⑩隔膜阀。
在这些调节阀中，我们认为应该尽量不选用隔膜阀，其理由是隔膜是一个极不可靠的零件，使其隔膜阀也成为了可靠性差的产品。
2.1执行机构选择的主要考虑因素
执行机构选择的主要考虑因素是：
①可靠性；
②经济性；
③动作平稳、足够的输出力；
④重量外观；
⑤结构简单、维护方便。
2.2电动执行机构与气动执行机构的选择比较
1）可靠性方面: 气动执行机构简单可靠,老式电动执行机构可靠性差是它过去的一贯弱点,然而在90年代电子式执行机构的发展彻底解决了这一问题,可以在5～10年内免维修,它的可靠性甚至超过了气动执行机构。正由于此,笔者认为,它将成为下世纪调节阀的主流。
2）驱动源:气动执行机构的最大不足就是需另设置气源站,增加了费用；电动阀的驱动源随地可取。
3）价格方面:气动执行机构必须附加阀门定位器,再加上气源,其费用与电动阀不相上下（进口电气阀门定位器与进口电子式执行机构价格相当;国产定位器与国产电动执行器不相上下）。
4）推力和刚度两者相当。
5）防火防爆:“气动执行机构+电气阀门定位器”略好于电动执行机构。
2.3推荐意见
（1）在可能的情况下，建议选用进口电子式执行机构配国产阀（如全功能超轻型阀），以用于国产化场合、新建项目等。
（2）薄膜执行机构虽存在推力不够、刚度小、尺寸大的缺限，但其结构简单，所以，目前仍是使用最多的执行机构。但这里我们强调的是最好选用ZHA、ZHB型的精小型薄膜执行机构去代替ZMA、ZMB型的老式薄膜执行机构，以获得更轻的重量、更小的尺寸和大的输出力。
（3）活塞执行机构选择注意方面：① 气动薄膜执行机构推力不够时,选用活塞执行机构来提高输出力;对大压差的调节阀(如中压蒸汽切断),当DN≥100时,我们建议选用单密封的调节阀(单座阀或单座套筒阀),保证阀有较好的切断性能,但此时,压差对阀芯的不平衡力增大,宜选活塞执行机构；当DN≥200时,甚至要选双层活塞执行机构；②对普通调节阀,还可选用活塞执行机构去代替薄膜执行机构,使执行机构的尺寸大大减小,就此观点而言,气动活塞调节阀使用会更多；③对角行程类调节阀，其角行程执行机构的结构型式很多，使之复杂化,应首先考虑结构简单、动作自如、尺寸小、推力大的执行机构,典型的结构是双活塞齿轮齿条转动式.值得强调的是,传统的“直行程活塞执行机构+角铁+曲柄连杆”方式应该淘汰。
材料的选择主要根据介质的温度、腐蚀性、汽蚀、冲蚀四方面决定。
3.1 根据介质的腐蚀性选择
1）金属耐蚀材料的选择
这是调节阀材料选择的主要内容。在强腐蚀类的介质中选用耐腐蚀合金阀时，必须根据其浓度、温度、压力三者结合起来才能选用相应的材质，这方面有专门的耐腐蚀数据手册。常见的耐腐蚀材料表。
2）氟塑料成功地用在耐腐蚀阀上
由于选用耐腐蚀合金不仅价格昂贵,而且针对性特别强,如果温度、浓度、成分稍有改变,就有可能不耐腐蚀了,所以在没有实践和试验证明时不可盲目的选用,否则导致选材不当,这也是80年代前耐腐蚀阀还是个老大难的原因所在。因此,人们在不断地探索将非金属材料用在耐腐蚀场合。最典型的材料是橡胶和塑料，由此产生了衬胶的蝶阀、衬胶隔膜阀、衬胶的截止阀,还有玻璃钢的球阀、陶瓷球阀等。其中衬胶的调节阀在50年代就开始使用,在60年代成为当时的主要的耐腐蚀调节阀,起到了较大的作用。在七十年代末至80年代初,耐腐蚀合金阀使用多了起来,陶瓷类调节阀因太硬、易碎，使用最少,效果最差。真正的突破还是在80年代,氟塑料成功地用在了调节阀上,由此产生了衬氟塑料的调节阀（阀的品种有单座阀、蝶阀、O型球阀、V型球阀）。至目前,氟塑料除融状碱金属、高温三氟化氯及氟元素等个别介质对它有腐蚀外,其它介质对它几乎没有腐蚀,故被称为耐腐蚀王,由它制造的阀也就成了"万能"的耐腐蚀调节阀。但其缺点就是耐温仅能在180℃以内、耐压仅能到2.5MPa、耐冲蚀性能差，故要求压差越小越好,通常在7.6MPa内。这一条件已经覆盖了强腐蚀场合90％以上。正由于此，耐腐蚀问题不再是老大难了。
3.2 耐磨损材质的选择
对汽蚀、冲蚀严重的阀,如高压差介质,含固体颗粒的介质必须考虑耐磨损问题;对切断类硬密封调节阀,也必须保护密封面,防止和减小冲蚀,可选用的最常用的耐磨材料是司特莱合金。
4.1 调节阀作用方式的选择
气动调节阀按作用方式不同,分为气开阀与气闭阀两种.气开阀随着信号压力的增加而打开,无信号时,阀处于关闭状态.气闭阀即随着信号压力的增加,阀逐渐关闭,无信号时,阀处于全开状态。
气开、气闭阀的选择主要从生产安全角度考虑.当系统因故障等原因使信号压力中断时(即阀处于无信号压力的情况下时),考虑阀应处于全开还是关闭状态才能避免损坏设备和保护工作人员.若阀处全开位置危害性小,则应选气闭阀;反之,应选气开阀。
4.2 气动薄膜执行机构作用方式的决定
选定了调节阀作用方式之后，即可决定气动薄膜执行机构的作用方式，即决定正作用或反作用执行机构的问题。传统的执行机构与阀体部件的配用情况见表5～3。依据所选的气开阀或气闭阀，从该表中即可决定执行机构的作用方式及型号。
值得强调的是,对气开阀采用倒装阀芯去配正作用执行机构,现在看来是极不可取的。我们不去考虑阀的本身(阀芯仍然正装),而从改配反作用执行机构解决,这样既简单、又方便(理由是改动阀比改反作用执行机构复杂得多)。
表5—3 阀作用方式与执行机构作用方式
执行机构 作用方式 正作用 反作用
型号