進(jìn)口調(diào)節(jié)閥是自控系統(tǒng)中的執(zhí)行器，它接受來(lái)自調(diào)節(jié)單元的控制信號(hào)，產(chǎn)生相應(yīng)的開(kāi)度，從而達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用質(zhì)量直接反應(yīng)在系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)上。作為過(guò)程控制中的終端元件，調(diào)節(jié)閥應(yīng)用的好壞，除產(chǎn)品自身質(zhì)量、用戶是否正確安裝、使用、維護(hù)外，正確地計(jì)算、選型十分重要。由于計(jì)算選型的失誤，造成系統(tǒng)開(kāi)開(kāi)停停，有的甚至無(wú)法投用，所以對(duì)于用戶及系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)閥在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的重要性，必須對(duì)調(diào)節(jié)閥的選型引起足夠的重視。

一.進(jìn)口調(diào)節(jié)閥選型的基本準(zhǔn)則

選擇調(diào)節(jié)閥的項(xiàng)目主要有：結(jié)構(gòu)形式、公稱(chēng)壓力、溫壓等級(jí)、管道連接、上閥蓋形式、流量特性、材質(zhì)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。選擇調(diào)節(jié)閥必須已知過(guò)程控制系統(tǒng)的各種工藝參數(shù)以及調(diào)節(jié)儀表、管道連接等基本條件才能正確地選擇調(diào)節(jié)閥。

根據(jù)工藝條件，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式和材料。

根據(jù)工藝對(duì)象的特點(diǎn)，選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性。

根據(jù)工藝操作參數(shù)，選擇合適的調(diào)節(jié)閥口徑尺寸。

根據(jù)工藝過(guò)程的要求，選擇所需要的輔助裝置。

合理選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度應(yīng)能滿足工藝要求。

二.進(jìn)口調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式的選擇

確定公稱(chēng)壓力，不是用Pmax去套PN，而是由溫度、壓力、材質(zhì)三個(gè)條件從表中找出相應(yīng)的PN并滿足于所選閥之PN值

確定的閥型，其泄漏量滿足工藝要求。

根據(jù)介質(zhì)的不干凈情況考慮閥的防堵問(wèn)題。

根據(jù)介質(zhì)的化學(xué)性能考慮閥的耐腐蝕問(wèn)題。

確定的閥型，其工作壓差應(yīng)小于閥的允許壓差。

介質(zhì)的溫度在閥的工作溫度范圍內(nèi)，環(huán)境溫度符合要求。

根據(jù)壓差和含硬物介質(zhì)，考慮閥的沖蝕及耐磨損問(wèn)題。

綜合經(jīng)濟(jì)效果考慮的性能、價(jià)格比。需考慮三個(gè)問(wèn)題

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(越簡(jiǎn)單可靠性越高)、維護(hù)方便、備件有來(lái)源；

使用壽命；

價(jià)格。

三.進(jìn)口調(diào)節(jié)閥口徑和CV值計(jì)算

決定調(diào)節(jié)閥的口徑應(yīng)根據(jù)已知的流體條件，計(jì)算出必要的CV值，然后再根據(jù)調(diào)節(jié)閥的額定CV值選取合適的調(diào)節(jié)閥口徑。

Cv值是用來(lái)表示調(diào)節(jié)閥的英制單位流量系數(shù)。其定義是：閥處于全開(kāi)狀態(tài)，兩端壓差為1磅／英寸２ （7KPa）的條件下，60℃F(+15.6℃)的清水,每分鐘通過(guò)閥的美加侖數(shù)

液體工況的CV值計(jì)算

英制式中：Q=最大流量gpm(美加侖／分) ； G=比重（水=1）； P1=進(jìn)口壓力Psia(最大流量時(shí)) ；P2=出口壓力Psia(最大流量時(shí))

公制式中：Q=最大流量m3/h ；G=比重（水=1）；P1=進(jìn)口壓力kgf/cm2(最大流量時(shí))；P2=出口壓力kgf/cm2(最大流量時(shí)) ；P=P1-P2

注：上述公式只適用于流體流動(dòng)呈紊流狀態(tài)，或雷諾數(shù)大的場(chǎng)合，流體接近層流或雷諾數(shù)較小的場(chǎng)合，上述公式必須進(jìn)行粘度修正。粘度修正要按粘度修正曲線（雷諾數(shù)R的實(shí)測(cè)系數(shù)值）進(jìn)行修正。

氣體工況的CV值計(jì)算

氣體計(jì)算公式是把液體計(jì)算公式的比重，經(jīng)過(guò)換算后得出的。這個(gè)比重是取進(jìn)口一側(cè)狀態(tài)下的比重呢，還是取出口一側(cè)狀態(tài)下的比重呢，還是取其兩者平均值呢？實(shí)驗(yàn)證明，取平均值的計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)驗(yàn)數(shù)值，所以最近普遍采用比重平均值來(lái)計(jì)算Cv值。另外，氣體在P≥P1/2狀態(tài)時(shí)，氣體的流速達(dá)到音速，流量會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)。壓差在增大，流量也不會(huì)增加了，因此應(yīng)分P〈P1/2和P≥P2/2兩種情況加以討論。

水蒸氣的CV值計(jì)算

其他蒸汽的CV值計(jì)

（五）公稱(chēng)通徑的選擇

調(diào)節(jié)閥公稱(chēng)通徑選擇，是由最大Cv值、可調(diào)范圍，以及調(diào)節(jié)閥有足夠的調(diào)節(jié)余量，這幾個(gè)因素來(lái)決定的。最大Cv值和最小Cv值是分別在最大流量和最小流量條件計(jì)算出的二個(gè)數(shù)值。一般情況下按照最大計(jì)算CV值的1.5~2倍選用額定CV值，從而確定調(diào)節(jié)閥公稱(chēng)通徑，使調(diào)節(jié)閥開(kāi)度最大在80~90%之間。

（六）縮小閥孔

單座閥、雙座閥及角閥等調(diào)節(jié)閥，同一個(gè)公稱(chēng)通徑，設(shè)計(jì)了幾組不同的縮小閥孔，它的流量系數(shù)比原來(lái)的額定值小一檔或小二檔?；\式閥只要更換套筒就可以做到這一點(diǎn)，蝶閥、三通閥、隔膜閥等沒(méi)有縮小閥孔的規(guī)格。

縮小閥孔的調(diào)節(jié)閥用于下列場(chǎng)合：

從機(jī)械強(qiáng)度上考慮，（管道應(yīng)用引起）必須選用大尺寸的閥體。

閥的流量系數(shù)今后有可能加大。

降低大壓差產(chǎn)生的噪音，或者增加閥體各部分的強(qiáng)度。

漸縮管成本太高

閥體受閃蒸流體和高壓差流體、氣蝕破壞時(shí)，增大下流側(cè)流出截面積，可減輕氣蝕破壞

四.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇

執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括氣動(dòng)、電動(dòng)、和液動(dòng)三大類(lèi)，液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用較少，因此執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇主要指對(duì)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇。

選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力（力矩）必須大于調(diào)節(jié)閥的不平衡力（力矩）。氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力矩可以滿足大多數(shù)工況的要求，但是當(dāng)調(diào)節(jié)閥口徑較大或閥門(mén)前后差壓較大時(shí)要求執(zhí)行機(jī)構(gòu)有較大的輸出力矩，此時(shí)可以考慮氣缸式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)源(電源)方便，但價(jià)格高，可靠性、防水防爆不如氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所以應(yīng)優(yōu)先選用氣動(dòng)式。

五.材質(zhì)的選型

閥體耐壓等級(jí)、使用溫度和耐腐蝕性能等方面應(yīng)不低于工藝連接管道的要求，并應(yīng)優(yōu)先選用制造廠定型產(chǎn)品。

水蒸汽或含水較多的濕氣體和易燃易爆介質(zhì)，不宜選用鑄鐵閥。

環(huán)境溫度低于－20℃時(shí)(尤其是北方)，不宜選用鑄鐵閥。

對(duì)汽蝕、沖蝕較為嚴(yán)重的介質(zhì)溫度與壓差構(gòu)成的直角坐標(biāo)中，其溫度為300℃，壓差為1．5MPa兩點(diǎn)連線以外的區(qū)域時(shí)，對(duì)節(jié)流密封面應(yīng)選用耐磨材料，如鈷基合金或表面堆焊司特萊合金等。

對(duì)強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，選用耐蝕合金必須根據(jù)介質(zhì)的種類(lèi)、濃度、溫度、壓力的不同，選擇合適的耐腐蝕材料。

閥體與節(jié)流件分別對(duì)待，閥體內(nèi)壁節(jié)流速度小并允許有一定的腐蝕，其腐蝕率可以在1mm／年左右；節(jié)流件受到高速?zèng)_刷、腐蝕會(huì)引起泄漏增大，其腐蝕率應(yīng)小于0.1mm／年。

對(duì)襯里材料(橡膠、塑料)的選擇時(shí)該工作介質(zhì)的溫度、壓力、濃度都必須滿足該材料的使用范圍，并考慮閥動(dòng)作時(shí)對(duì)它物理、機(jī)械的破壞(如剪切破壞)。

真空閥不宜選用閥體內(nèi)襯橡膠、塑料結(jié)構(gòu)。

水處理系統(tǒng)的兩位切斷閥不宜選用襯橡膠材料。

到目前為止，最萬(wàn)能的耐腐蝕材料是四氟，稱(chēng)為“耐蝕王”。因此，應(yīng)首先選用四氟耐腐蝕閥，不得已的情況下(如溫度>180℃，PN>1．6)才選用合金。

六.流量特性的選擇

下面提供的是初步的選擇：

S>0.6時(shí)選對(duì)數(shù)特性。

小開(kāi)度工作、不平衡力變化大時(shí)選對(duì)數(shù)特性。

要求的被調(diào)參數(shù)反映速度快時(shí)選直線，慢時(shí)選對(duì)數(shù)。

壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)可選直線特性。

液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)可選直線特性。

七.作用方式選擇

國(guó)外常用故障下開(kāi)或關(guān)來(lái)表示，即故障開(kāi)、故障關(guān)，與我國(guó)的氣開(kāi)、氣閉表示正好相反，故障開(kāi)對(duì)應(yīng)氣閉閥，故障關(guān)對(duì)應(yīng)氣開(kāi)閥。

新的輕型閥、精小型閥已不強(qiáng)調(diào)執(zhí)行機(jī)械的正作用、反作 用了，因而必須在尾注上標(biāo)明：B(氣閉)K(氣開(kāi)) 。

八.彈簧范圍的選擇

首先是選擇彈簧范圍，還要確定工作彈簧范圍。

確定工作彈簧范圍涉及計(jì)算輸出力去克服不平衡力。若有困難，應(yīng)將條件(主要是閥關(guān)閉時(shí)的壓差)告訴制造廠，協(xié)助計(jì)算并調(diào)好彈簧和工作范圍出廠(目前，不少?gòu)S家根本不做計(jì)算)。

九.流向的選擇

在節(jié)流口，介質(zhì)對(duì)著閥芯開(kāi)方向流為流開(kāi)，向關(guān)方向流為流閉。

流向的選擇主要是單密封類(lèi)調(diào)節(jié)閥，有單座閥類(lèi)、角閥類(lèi)、單密封套筒閥三個(gè)大類(lèi)?；鼮橐?guī)定流向(如雙座閥、V球)和任意流動(dòng)(如O球)。

當(dāng)dg＞15時(shí)，通常選流開(kāi)，當(dāng)dg≤15的小口徑閥，尤其是高壓閥可選流閉，以提高壽命。

對(duì)兩位開(kāi)關(guān)閥可選流閉。

若流閉型閥產(chǎn)生振蕩，改過(guò)來(lái)，流開(kāi)型即可消除。

十.填料的選擇

調(diào)節(jié)閥常用的是四氟“V”形填料和石墨“O”形填料。

四氟填料摩擦小，但耐溫差，壽命短，適用于低溫環(huán)境；石墨填料摩擦大，但耐溫好，壽命長(zhǎng)；高溫下（大于150度）的閥建議選石墨填料。

若四氟填料常換，可以考慮用石墨填料。

十一.附件的選擇

調(diào)節(jié)閥的附件主要有：定位器、轉(zhuǎn)換器、繼動(dòng)器、增壓閥、保位閥、減壓閥、過(guò)濾器、快排閥、行程開(kāi)關(guān)、位置變送器、電磁閥、儲(chǔ)氣罐、手輪機(jī)構(gòu)。

附件起補(bǔ)充功能和保證閥運(yùn)行的作用。必要的就增加，不必要的不增加。不必要時(shí)增加附件會(huì)提高價(jià)格并降低可靠性。

防爆場(chǎng)合注意選用相應(yīng)防爆等級(jí)的附件

電磁閥應(yīng)選擇可靠的產(chǎn)品，防止要它動(dòng)作時(shí)不動(dòng)作。

最好由生產(chǎn)廠家提供并總成在閥上供貨，以保證系統(tǒng)和總成聯(lián)接的可靠性。

訂貨時(shí)，應(yīng)提供附件的名稱(chēng)、型號(hào)、規(guī)格、輸入信號(hào)、輸出信號(hào)等。

再重申：請(qǐng)注意這些“小東西”的重要性，尤其是可靠性，若必要時(shí)，可配套氣動(dòng)元件，如電磁閥。

將以上各項(xiàng)確定完畢就可以編制調(diào)節(jié)閥規(guī)格書(shū)了，當(dāng)然經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)閥廠重新計(jì)算后還要進(jìn)行技術(shù)交流糾正偏離等等后續(xù)工作。