①. 调节阀又名控制阀(control valve),是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。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,可分为线性特性、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、泥浆、油品及各种腐蚀性介质。
电力驱动是阀门常用的驱动方式,通常称这种形式的驱动装置为阀门电动装置,阀门电动装置的缺点是构造复杂,在潮湿的地方使用更为困难,用于易爆介质时,需要采用隔爆措施。阀门电动装置的特点如下。
a. 启闭迅速,可以大大缩短启闭阀门所需的时间。
b. 可以大大减轻操作人员的劳动强度,特别适用于高压、大口径阀门。
c. 适用于安装在不能手动操作或难于接近的位置,易于实现远距离操纵,而且安装高度不受限制。
d. 有利于整个系统的自动化。
e. 电源比气源和液源容易获得,其电线的敷设和维护也比压缩空气和液压管线简单得多。
气动阀门和液动是以一定压力的空气、水或油为动力源,利用气缸(或液压缸)和活塞的运动来驱动阀门的,一般气动的空气压力小于0.8MPa,液动的水压或液压为2.5~25MPa。
②. 调节阀的布置
a. 调节阀的安装位置应满足工艺流程设计的要求,并应靠近与其有关的一次指示仪表,便于在用旁路阀手动操作时观察一次仪表。
b. 调节阀组应尽量布置在地面、楼面、操作平台上或通道两旁且易于接近的地方,并尽量靠近与其操作有关的现场监测仪表等便于调试、检查、拆卸的地方。
c. 调节阀应正立垂直安装于水平管道上,特殊情况下才可水平或倾斜安装,但必须加支承。
d. 为便于操作和维护检修,调节阀应布置在地面或平台上且易于接近的地方。与平台或地面的净空不应小于250mm。对于反装阀芯的单双座调节阀,宜在阀体下方留出抽阀芯的空间。
e. 调节阀组(包括调节阀、旁路阀、切断阀和排液阀)立面安装时,调节阀接管直径不小于DN25时,应把调节阀安装在旁路的下方或与旁路相同标高;调节阀接管直径小于DN25时,调节阀可安装在旁路的上方、下方或与旁路相同标高,当调节阀安装在旁路上方时,旁路上应装排液阀。输送含有固体颗粒介质的管道上的调节阀直径小于DN25时,因小口径调节阀容易堵塞,应在入口隔断阀后增设过滤器或将旁路阀布置在同一个平面上,或将旁路阀布置在调节阀的下方,见图2.166。
f. 为避免调节阀鼓膜受热及便于就地取下膜头,膜头顶部上净距应不小于200mm。为避免旁路阀泄漏介质落在调节阀上和便于就地拆装膜头,安装时调节阀与旁路阀应错开布置。
g. 低温或高温管道上的调节阀组的支架,两个支架中应有一个是固定支架,另一个是滑动支架,见图2.167。
h. 调节阀应安装在环境温度不高于60℃且不低于-40℃的地方,并远离振动源。
i. 在一个区域内有较多的调节阀时,应考虑形式一致,整齐、美观及操作方便。
j. 隔断阀是当调节阀检修时关闭管道之用,故应选用闸板阀;旁路阀是当调节阀检修停用时作调节流量之用,故一般应选用截止阀,但旁路阀直径大于DN150时,可选用闸板阀。
k. 调节阀在检修时需将两隔断阀之间的管道泄压和排液,一般可在调节阀入口侧与调节阀上游的切断阀之间管道的低点设排液闸阀。当工艺管道公称直径大于DN25时,排液阀公称直径应不小于DN20;当工艺管道公称直径不大于DN25,排液阀的公称直径应为DN15。高压管道的排液阀应设双阀。
l. 当管道施工后进行清扫及吹扫试运转时,应将调节阀从管道上卸下,用短管代替。
m. 调节阀的典型布置如图2.168所示:图(a)中阀组布置紧凑,所占空间小,维修时便于拆卸,整套阀组放空简便。图(b)、图(c)中旁路阀的操作维修方便。图(d)中阀组布置紧凑,但调节阀偏高,适用于较小口径调节阀。图(e)适用于角式调节阀。图(f)中调节阀容易接近,但两个隔断阀与调节阀在一根直管上,难于拆卸和安装,旁路上有死角,不得用于易凝、有腐蚀性介质,阀组安装要占较大空间,仅用于低压降调节阀。图(g)与图(h)用于水平布置的阀组。
工程应用:调节阀安装方向的选择
布置设计调节阀时,有的设计人员可能考虑到布置空间和操作维修高度等问题,将膜头安装成了水平方向,这是错误的。如图2.169所示的8个方位,最好是按方位1正立、垂直安装在水平管道上,执行机构位于阀体上方。其他方位应尽量避免。其他方位与方位1比较,有如下缺点:由于滑动零件的不平衡力,会加速磨损或增加滞后;泄漏量不易保证;维修麻烦;执行机构必须加支承,固定牢固;不能通过底塞排放脏物。
当受现场条件限制,无法在方位1安装时,可采用方位2、8,其次采用方位5,再次采用方位4、方位6,不能在方位3、7安装。
工程应用:蒸汽管线调节阀的配管设计
蒸汽管线口径为20in隔断阀的手柄标高在2.6m,调节阀膜头的高度也在2.0m,考虑到主管与旁路阀门的操作维护高度,将调节阀布置在旁路的相同标高。如图2.170所示,在调节阀与旁路之间设置了平台。调节阀前的排净采用蒸汽集液包和疏水器。
工程应用:调节阀前后有异径管的目的
见图2.171,通常调节阀前后都有异径管。调节阀为了实现有效调节,一般设计得比较细,使得调节阀成为流量控制点、压力控制点,细心的人会发现,一般的管道等级转换都发生在调节阀前后。
在工厂经常遇到这个问题,如果用手阀调节流量,如果这个闸阀的阀芯有10扣螺纹,把阀门关到8扣的时候,流量仍然没有多大变化,真正控制流量变化的就是最后的那几扣螺纹。
调节阀前的缩颈是经过计算的,目的是使细径能通过设计流体的最大流量,也就是说,调节阀全部打开的时候基本上其通过能力就是设计的最大流量,这样只要关一点调节阀,流量就会发生变化,而不是像手阀那样。
调节阀的流量特性:阀位越小越灵敏;有压降,才会有调节;调节阀阀芯的通道相对其外形来说是很小的;同样的阀芯,阀体越大会越贵。
工程应用:调节阀前的排净
浙江至德钢业有限公司在参与某轴测图审核时,发现排净(液)布置在调节阀后,这是错误的,如图2.172中①所示位置。通常情况下,排净布置在调节阀前,以便在调节阀检修时,先排掉隔断阀与控制阀之间的带压存液,因此,应将排净的位置修改到图2.172中②所示的位置。