调节阀类型及选型

调节阀又名控制阀，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流体流量。调节阀一般由执行机构和阀门组成，其安全性能需通过定期安全阀检测来验证密封性、启闭压力等关键参数是否符合标准。按所配执行机构使用的动力，调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀三种，即以压缩空气为动力源的气动调节阀，以电为动力源的电动调节阀，以液体介质(如油等)压力为动力的电液动调节阀；此外按其功能和特性还包含水力控制阀、电磁阀、电子式、智能式、现场总线型调节阀等类型。在实际应用中，安全阀检测作为重要维护环节，能够有效预防因阀门失效导致的系统故障或安全隐患。

一、调节阀的种类与结构特点

调节阀按执行机构运动方式分为直行程和角行程两大类，其核心结构均由执行机构和调节机构组成。以下为典型类型的结构特点：

1. 直行程调节阀

（1）单座调节阀

结构：阀体内仅有一个阀芯和阀座，阀杆带动阀芯直线移动以改变流通面积。

特点：

密封性好，泄漏量小（标准泄漏量≤0.01%额定流量系数），适用于严格切断场景。

不平衡力大，允许压差小（如DN100阀允许压差仅120kPa），不适用于高压差或大口径工况。

流路复杂，易堵塞，不适用于高粘度、含颗粒介质。

（2）双座调节阀

结构：两个阀芯和阀座，流体推力相互抵消。

特点：

不平衡力小，允许压差大（DN100阀允许压差可达280kPa）。

流量系数高，同口径下比单座阀大20%~50%。

泄漏量大，抗冲刷能力差，不适用于高压差或含颗粒介质。

（3）套筒阀

结构：阀芯在套筒内移动，套筒提供节流窗口。

特点：

稳定性好，噪声低，适用于高压差、闪蒸或空化场合。

泄漏量较大，易堵塞，不适用于含颗粒介质。

维修方便，套筒通过上阀盖压紧，拆装简便。

2. 角行程调节阀

（1）蝶阀

结构：阀板绕轴旋转调节流量。

特点：

结构简单，重量轻，适用于大口径、大流量场合。

自洁性能好，但泄漏量大，适用于低压差、洁净介质。

（2）球阀

结构：球体绕轴旋转实现开关或调节。

特点：

流通能力大，适用于高粘度、含颗粒介质。

调节精度受限，但密封性好，适用于严苛工况。

（3）偏心旋转阀（凸轮挠曲阀）

结构：偏心球面阀芯与阀座相切。

特点：

耐冲刷，适用于结晶、结巴及不干净介质场合。

流路简单，自洁性能好，调节比宽（可达100:1）。

二、调节阀的选型依据

调节阀的选型需综合考虑工艺参数、流体特性、调节系统要求及管道连接形式：

1、工艺参数

温度/压力：根据介质温度选择耐温材料（如超低温工况需选镍基合金）。

压差：高压差场合优先选平衡式结构（如套筒阀、双座阀）。

流速：高流速介质需选耐磨材料（如司太立合金）。

2、流体特性

腐蚀性：强腐蚀介质选哈氏合金、钛合金或衬氟阀。

粘度/颗粒：高粘度或含颗粒介质选球阀、偏心旋转阀。

洁净度：洁净介质可选单座阀、套筒阀；含颗粒介质需选角行程阀。

3、调节系统要求

泄漏量：严格切断选单座阀；允许一定泄漏可选双座阀。

流量特性：

直线特性：适用于压差变化小、负荷稳定的系统。

等百分比特性：适用于压差变化大、负荷波动大的系统。

快开特性：适用于两位式控制或紧急切断场合。

4、管道连接形式

直角连接选角形阀；分流/合流选三通阀。

三、调节阀的使用场合

1. 直行程调节阀

（1）单座阀：

适用场景：精密控制、泄漏量要求小的场合（如实验室气体流量控制）。

不适用场景：高压差、大口径、含颗粒介质。

（2）双座阀：

适用场景：大流量、高压差场合（如锅炉给水系统）。

不适用场景：高粘度、含颗粒介质。

（3）套筒阀：

适用场景：高压差、易闪蒸或空化的场合（如蒸汽减温减压系统）。

不适用场景：含颗粒介质。

2. 角行程调节阀

（1）蝶阀：

适用场景：大口径、大流量、低压差场合（如城市供水系统）。

不适用场景：高压差、严格切断场合。

（2）球阀：

适用场景：高粘度、含颗粒介质（如化工流程中的浆液控制）。

不适用场景：频繁调节、高精度控制场合。

（3）偏心旋转阀

适用场景：结晶、结巴及不干净介质场合（如造纸工业纸浆控制）。

不适用场景：洁净介质、低压差场合。

调节阀的选型需结合具体工况，综合评估以下因素：

1、密封性：严格切断选单座阀；允许泄漏选双座阀。

2、压差：高压差选平衡式结构（套筒阀、双座阀）。

3、介质特性：腐蚀性介质选耐腐蚀材料；含颗粒介质选角行程阀。

4、流量特性：根据系统稳定性需求选择直线、等百分比或快开特性。

综上所述，通过科学选型，可确保调节阀在复杂工况下稳定运行，满足工艺控制要求。同时上述阀门和气动薄膜执行器组合，带上阀门定位器，可以组成气动调节阀，和电动执行器可以组成不同的电动调节阀用于不同现场工况使用。

四、调节阀的阀体类型选择

调节阀的阀体种类很多，常用的阀体种类有直通单座、直通双座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋转、蝶形、套筒式、球形等。在具体选择时，可做如下考虑:

(1)阀芯形状结构

主要根据所选择的流量特性和不平衡力等因素考虑。

(2)耐磨损性

当流体介质是含有高浓度磨损性颗粒的悬浮液时，阀的内部材料要坚硬。

(3)耐腐蚀性

由于介质具有腐蚀性，尽量选择结构简单阀门。

(4)介质的温度、压力

当介质的温度、压力高且变化大时，应选用阀芯和阀座的材料受温度、压力变化小的阀门。

(5)防止闪蒸和空化

闪蒸和空化只产生在液体介质。在实际生产过程中，闪蒸和空化会形成振动和噪声，缩短阀门的使用寿命，因此在选择阀门时应防止阀门产生闪蒸和空化。

五、调节阀执行机构的选择

为了使调节阀正常工作，配用的执行机构要能产生足够的输出力来保证高度密封和阀门的开启。

对于双作用的气动、液动、电动执行机构，一般都没有复位弹簧。作用力的大小与它的运行方向无关，因此，选择执行机构的关键在于弄清最大的输出力和电机的转动力矩。对于单作用的气动执行机构，输出力与阀门的开度有关，调节阀上的出现的力也将影响运动特性，因此要求在整个调节阀的开度范围建立力平衡。

执行机构类型的确定

对执行机构输出力确定后，根据工艺使用环境要求，选择相应的执行机构。对于现场有防爆要求时，应选用气动执行机构。从节能方面考虑，应尽量选用电动执行机构。若调节精度高，可选择液动执行机构。如发电厂透明机的速度调节、炼油厂的催化装置反应器的温度调节控制等。

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