气动调节阀和电动调节阀概述

概述

调节阀（Regulating valve）又名控制阀，在工业自动化过程控制领域中，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的最终控制元件。一般由执行机构和阀门组成。如果按行程特点，调节阀可分为直行程和角行程；按其所配执行机构使用的动力，可以分为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀三种；按其功能和特性分为线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。调节阀适用于空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品等介质。调节阀常用分类：气动调节阀，电动调节阀，液动调节阀，自力式调节阀。

工作原理

调节阀用于调节介质的流量、压力和液位。根据调节部位信号，自动控制阀门的开度，从而达到介质流量、压力和液位的调节。调节阀分电动调节阀、气动调节阀和液动调节阀等。

调节阀由电动执行机构或气动执行机构和调节阀两部分组成。调节阀通常分为直通单座式调节阀和直通双座式调节阀两种，后者具有流通能力大、不平衡办小和操作稳定的特点，所以通常特别适用于大流量、高压降和泄漏少的场合。

调节阀分类

按结构形式

（1）气动调节阀

① 按气动执行机构的形式分类

（a） 薄膜执行机构。又分直装式（正作用和反作用）及侧装式（正作用和作用）

（b） 活塞执行机构，又分比例式（正作用和反作用和二位式。

（c） 长行程执行机构

（d） 滚动薄膜执行机构。

② 按调节形式分类：（a）调节型；（b）切断型；（c）调节切断型。

③ 按移动型式分类：（a）直行程；（b）角行程。

④ 按阀芯形状分类：（a）平板形阀芯；（b）柱塞形阀芯；（c)窗口形阀芯；（d）套筒形阀芯；（e）多级形阀芯；（f）偏旋形阀芯；（g）蝶形阀芯；（h）球形阀芯。

⑤ 按流量特性分类：（a）直线；（b）等百分比；（c)抛物线；（d）快开。

⑥ 按上阀盖形式分类：（a）普通型；（b）散（吸）热型；（c)长颈型；（d）波纹管密封型。

（2) 电动调节阀

① 按电动职称机构的形式分类：（a）角行程；（b）直行程；（c)多回转式。

②按附件形式分类：（a）伺服放大器；（b）限位开关。

③按流量特性分类：（a）直线；（b）等百分比；（c)抛物线；（d）快开。

④按上盖形式分类：（a）普通型；（b）散（吸）热型；（c)长颈型；（d）波纹管密封型。

（3）手动调节阀。按阀芯性状分类：圆锥形；柱塞形；套筒形；多级形；偏旋形；蝶形；球形或半球形。

（4）（电）液动调节阀。

（5）智能调机阀。

安装事项

1）安装位置、高度、进出口方向必须符合设计要求，连接应牢固紧密。

2）安装在保温管道上的各类手动阀门，手柄均不得向下。

3）阀门安装前必须进行外观检查，阀门的铭牌应符合现行国家标准《通用阀门标志》GB 12220的规定。对于工作压力大于1.0 MPa 及在主干管上起到切断作用的阀门，安装前应进行强度和严密性能试验，合格后方准使用。强度试验时，试验压力为公称压力的1.5倍，持续时间不少于5min，阀门壳体、填料应无渗漏为合格。严密性试验时，试验压力为公称压力的1.1倍；试验压力在试验持续的时间应符合GB 50243标准要求，以阀瓣密封面无渗漏为合格。

处理方法

一般情况下，调节阀均不推荐反向使用，只有在高压差、高粘度、易结焦和含悬浮颗粒介质才推荐反向使用。反向使用时，应避免长期小开度情况下运行，尤其在试车时更应注意。

影响调节阀正常运行的因素及对策

1、前言

在自动化程度较高的化工控制系统，调节阀作为自动调节系统的终端执行装置，接受控制信号实现对化工流程的调节。它的动作灵敏度直接关系着调节系统的质量。据现场实际统计有70%左右的故障出自调节阀。因此在日常维护中总结分析影响调节阀安全运行的因素及其对策。

2、卡堵

调节阀经常出现的问题是卡堵，出现在新投运系统和大修投运初期，由于管道内焊渣、铁锈等在节流口、导向部位造成堵塞使介质流通不畅，或调节阀检修中填料过紧，造成摩擦力增大，导致小信号不动作大信号动作过头的现象。

故障处理：可迅速开、关副线或调节阀，让脏物从副线或调节阀处被介质冲跑。另一办法用管钳夹紧阀杆，在外加信号压力情况下，正反用力旋动阀杆，让阀芯闪过卡处。若不能则增加气源压力增加驱动功率反复上下移动几次，即可解决问题。如若仍不动作，则需解体处理。

3、泄漏

3.1阀内漏，阀杆长短不适。气开阀，阀杆太长阀杆向上的（或向下）的距离不够，造成阀芯和阀座之间有空隙，不能充分接触，导致关不严而内漏。同样气关阀阀杆太短，导致阀芯和阀座之间有空隙，不能充分接触，导致关不严而内漏。

解决办法：应缩短（或延长）调节阀阀杆使调节阀长度合适，使其不再内漏。

3.2填料泄漏。填料装入填料函以后，经压盖对其施加轴向压力。由于填料的塑性，使其产生径向力，并与阀杆紧密接触，但这种接触是并不是非常均匀的。有些部位接触的松，有些部位接触的紧，甚至有些部位没有接触上。调节阀在使用过程中，阀杆同填料之间存在着相对运动，这个运动叫轴向运动。在使用过程中，随着高温、高压和渗透性强的流体介质的影响，调节阀填料函也是发生泄漏现象较多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏，对于纺织填料还会出现渗漏（压力介质沿着填料纤维之间的微小缝隙向外泄漏）。阀杆与填料间的界面泄漏是由于填料接触压力的逐渐衰减，填料自身老化等原因引起的，这时压力介质就会沿着填料与阀杆之间的接触间隙向外泄漏。

解决对策：为使填料装入方便，在填料函顶端倒角，在填料函底部放置耐冲蚀的间隙较小的金属保护环（与填料的接触面不能为斜面），以防止填料被介质压力推出。填料函各部与填料接触部分的金属表面要精加工，以提高表面光洁度，减少填料磨损。填料选用柔性石墨，因其具有气密性好，摩擦力小，长期使用后变化小，磨损的烧损小，维修容易，压盖螺栓重新拧紧后摩擦力不发生变化，耐压性和耐热性良好，不受内部介质的侵蚀，与阀杆和填料函内部接触的金属不发生点蚀或腐蚀。这样，有效地保护了阀杆填料函的密封，保证了填料的密封的可靠性和长期性。

3.3阀芯、阀座变形泄漏。芯、阀座泄漏的主要原因是由于调节阀生产过程中的铸造或锻造缺陷可导致腐蚀的加强。而腐蚀介质的通过，流体介质的冲刷也可造成调节阀的泄漏。腐蚀主要以侵蚀或气蚀的形式存在。当腐蚀性介质在通过调节阀时，便会产生对阀芯、阀座材料的侵蚀和冲击使阀芯、阀座成椭圆形或其他形状，随着时间的推移，导致阀芯、阀座不配套，存在间隙，关不严发生泄漏。

解决方法：关键把好阀芯、阀座的材质的选型关、质量关。选择耐腐蚀材料，对麻点、沙眼等缺陷的产品坚决剔除。若阀芯、阀座变形不太严重，可经过细砂纸研磨，消除痕迹，提高密封光洁度，以提高密封性能。若损坏严重，则应重新更换新阀。

4、振荡

调节阀的弹簧刚度不足，调节阀输出信号不稳定而急剧变动易引起调节阀振荡。还有说选阀的频率与系统频率相同或管道、基座剧烈振动，使调节阀随之振动。选型不当，调节阀工作在小开度存在着急剧的流阻、流速、压力的变化，当超过阀刚度，稳定性变差，严重时产生振荡。

解决对策：由于产生振荡的原因是多方面的，因此具体问题具体分析。对振动轻微的振动，可增加刚度来消除。如选用大刚度弹簧，改用活塞执行结构。管道、基座剧烈震动通过增加支撑消除振动干扰；选阀的频率与系统频率相同，则更换不同结构的阀；工作在小开度造成的振荡，则是选型不当流通能力C值选大，必须重新选型流通能力C值较小的或采用分程控制或子母阀以克服调节阀工作在小开度。

5、阀门定位器故障

5.1普通定位器采用机械式力平衡原理工作，即喷嘴挡板技术，主要存在以下故障类型：

1）因采用机械式力平衡原理工作，其可动部件较多，容易受温度，振动的影响，造成调节阀的波动；

2）采用喷嘴挡板技术，由于喷嘴孔很小，易被灰尘或不干净的气源堵住，是定位器不能正常工作；

3）采用力的平衡原理，弹簧的弹性系数在恶劣现场下发生改变，造成调节阀非线性导致控制质量下降。

5.2智能定位器由微处理器（cpu）、A/D,D/A转换器及等部件组成，其工作原理与普通定位器截然不同。给定值和实际值的比较纯是电动信号，不再是力平衡。因此能够克服常规定位器的力平衡的缺点。但在用于紧急停车场合时，如紧急切断阀、紧急放空阀等。这些阀门要求静止在某一位置，只有紧急情况出现时，才需要可靠地动作。长时间停留在某一位置容易使电气转换器失控造成小信号不动作的危险情况。此外用于阀门的位置传感电位器由于工作在现场，电阻值易发生变化造成小信号不动作，大信号全开的危险情况。因此为了确保智能定位器的可靠性和可利用性，必须对它们进行频繁的测试。