在过程控制工业中最常见的控制元件之一是控制阀。一个控制阀帮助调节流体(气体、蒸汽、水或化学物质)的流量,以保持调节的过程变量(压力和流量)尽可能接近理想的设定值。控制阀通常可以设计用于在低温范围高达500摄氏度以上的蒸汽温度下处理所有类型的流体。
控制阀通常使用仪表空气因此,其特征为气动驱动阀。电动和电动液压执行器也可与控制阀一起使用。然而,与气动执行器相比,它们通常更复杂,因此更昂贵。在没有仪表空气或仪表气体供应源的情况下,在气动供应管线中的冷凝水可能冻结的低环境温度下,或在阀门运动需要异常大的驱动(阀杆)力的情况下,它们具有优势。气动型控制阀通常是截止阀.
控制阀通常设计成在高压环境下工作闭环,即,有关过程变量的信息持续反馈至控制器设定点,以便对过程变量进行连续、自动修正。这通常被称为反馈回路.
为了能够订购适合应用的最佳控制阀,用户必须向阀门制造商提供所有必要的信息,以选择和设计合适的控制阀。
- 通过阀门的流体类型
- 流体的工艺特性(粘度,蒸汽压力等),以便能够告知任何特殊设计条件,例如,闪蒸的可能性等。
- 需要规定通过控制阀的正常流量、最大流量和最小流量值,以便能够计算出阀门的设计流量系数Kv/Cv和阀门的容量,即在稳定条件下通过阀门的流量。的流量系数的简历,表示为m3/h,是流经阀门导致在阀门上的静压降为1bar的流量。了解不同操作点的流体细节,并考虑到阀门的具体结构细节(阀笼等),可以计算出每种操作条件的Cv值。所选阀门的Cv值必须大于最坏工况下的Cv值。知道最大和最小流量也使我们能够计算阀的调节比,即最大可控的比例最大/最小流量,我们也可以计算其他操作特征,如关闭DP压力和最大的执行力,从而允许我们选择最合适的传动装置。
- 正常操作,阀门入口和出口处的最大和最小压力。
- 压降在正常流动和关闭条件下。
- 安装(室内/室外)
- 最大允许噪音水平
- 建筑材料、端部连接类型
- 关于阀内件特性的信息,即阀门是否为线性特性(流量随阀门行程线性增加),同等比例的特点(流量随着阀门阀内件的移动呈指数级增加)或快开特性(只要阀门阀内件行程发生很小的变化,流量就会发生很大的变化)。
- 空气故障时所需的动作:阀门开启(FAIL open),关闭(FAIL close),或保持最后控制位置(FAIL last position)
- 可提供仪表空气供应,仪表空气供应的操作和设计压力值。
图3 -典型气动型控制阀数据表






