上海滬工閥門(mén)廠(chǎng)（集團）有限公司
摘要：簡(jiǎn)要分析了調節閥的結構、運動(dòng)機理，在對常規安裝程序及調校方法分析的基礎上，給出了經(jīng)過(guò)數模推定的、能夠彌補常規方法不足的行之有效新方法。
關(guān)鍵詞：調節閥；機理；安裝；調校
一、引言
調節閥是工業(yè)生產(chǎn)中非常常用和特別重要的控制設備，它工作正常與否直接關(guān)系到整個(gè)裝置的生產(chǎn)，尤其是化工行業(yè)表現得尤為突出。目前，隨著(zhù)調節閥技術(shù)的日新月異，調節閥的形式、品種繁多，功能各異。不同形式、不同功能的調節閥安裝、調校的方式與關(guān)鍵控制點(diǎn)都各不相同，本文就現代化生產(chǎn)上常用的調節閥的安裝、調校做一簡(jiǎn)析。
二、調節閥的安裝
調節閥的正確安裝非常重要，安裝的好壞是關(guān)系到操作性能、安全程度、成本高低的頭等大事。調節閥必須嚴格按照工藝及控制系統要求進(jìn)行安裝，一旦閥門(mén)產(chǎn)生故障將導致火災、爆炸、中毒等嚴重事故和人身傷害，后果是相當嚴重的�，F以氣動(dòng)閥為安裝實(shí)例，介紹安裝程序及要點(diǎn)：
1、安裝前檢驗
調節閥安裝前，進(jìn)貨檢驗是一個(gè)非常重要的環(huán)節，以確認調節閥到貨情況是否滿(mǎn)足設計、工藝和規范要求。進(jìn)貨檢驗著(zhù)重以下兒項內容：
（1）閥休、閥內件規格檢驗：閥型號、閥形式、公稱(chēng)直徑、閥座尺寸、閥芯型式、閥體材質(zhì)、閥芯材質(zhì)、閥座材質(zhì)、流量特性、泄漏等級、Cv 值、法蘭標準等級尺寸及密封型式等指標，只要其中一項內容不合要求均應征得設計的確認。
（2）執行機構檢驗：執行機構型號、型式、作用方式、彈簧范圍、供氣壓力等。
（3）定位器檢驗：定位器的輸入信號、氣源壓力、防爆等級、電氣和氣源接口尺寸等，其中，防爆等級不得低于設計等級。
（4）附件檢驗：根據調節閥的設計技術(shù)要求仔細清理各項附件，如過(guò)濾減壓閥、閥位開(kāi)關(guān)、電磁閥、手輪機構、專(zhuān)用工具等。
以上各項內容的檢驗可以通過(guò)視覺(jué)、清理、計量器具、查看銘牌以及專(zhuān)用檢測手段（如法蘭及螺栓材質(zhì)可通過(guò)光潛分析來(lái)鑒別）等方法來(lái)實(shí)現。
2、安裝原則
（1）氣動(dòng)調節閥安裝位置，距地面要有一定高度，閥的上、下要留有一定的空間，以便進(jìn)行閥的拆卸和修理。對于裝有氣動(dòng)閥門(mén)定位器和手輪的調節閥，必須保證操作、觀(guān)察和調整方便。
（2）調節閥應安裝在水平管道，相對于管道上、下垂直，一般要在閥的下端加支撐，保證穩定可靠。對于特殊場(chǎng)合，需要調節閥水平安裝在豎直的管道上時(shí)，也應將閥體進(jìn)行支撐。安裝時(shí)，要避免給調節閥帶來(lái)附加應力，如管道與閥體不同心或法蘭不平行等。
（3）調節閥前后位置應有直管段，直管段長(cháng)度不小于 10 倍的管道直徑（10D），以避免閥的直管段太短而影響流量特性。
（4）調節閥的口徑與工藝管道不同時(shí)，應采用異徑管連接。小口徑調節閥安裝時(shí)，可采用螺紋連接。閥體上流體方向箭頭與流體方向一至。
（5）閥要加旁通管道，目的是便于切換或手動(dòng)操作，可在不停車(chē)情況下對調節閥進(jìn)行維護或檢修。
（6）一般調節閥工作環(huán)境溫度在 -30~+60℃，相對濕度不大于 95%．所以，安裝時(shí)應注意離開(kāi)高、低溫輻射源（高、低溫管道，加熱爐等）。因調節閥的薄膜和密封環(huán)等橡膠制品零件，在低溫時(shí)易硬化變脆、高溫時(shí)易老化。
（7）調節閥在安裝前要徹底清除管道內異物，如污垢、焊渣等。安裝后用常溫水進(jìn)行試驗，實(shí)驗時(shí)應將閥全部打開(kāi)或旁通閥打開(kāi)。試運行時(shí)應注意閥體與管道連接處的密封性能。
3、安裝形式及方位
圖 1 調節閥安裝位置比較圖
調節閥的安裝通常情況下有一個(gè)調節閥組，即，上游閥、旁路閥、下游閥和調節閥。圖 1 給出了調節閥常用的六種組合形式，并對各自的特點(diǎn)進(jìn)行了說(shuō)明。
應注意的是切斷閥（上游閥、下游閥）和旁路閥的安裝要靠近三通，以減小死角。
通常調節閥要求垂直安裝。在滿(mǎn)足不了垂直安裝時(shí)，對法蘭用四個(gè)螺栓固定的調節閥可以有向上傾斜 45 度、向下傾斜 45 度、水平安裝和向下垂直安裝四個(gè)位置。對法蘭用 8 個(gè)螺栓固定的調節閥則可以有 9 個(gè)安裝位置，分別相隔 22.5 度。
在這些安裝位置中，最理想的是垂直向上安裝，應該優(yōu)先選擇；向上傾斜的位置為其次（依次是：22.5 度、45 度、67.5 度）；向下垂直安裝為再次位置；最差的位置是水平安裝，它與接近水平安裝的向下傾斜 67.5 度，此位置一般不采納。
三、調節閥的調校
新安裝的氣動(dòng)調節閥安裝之前應進(jìn)行單體調校，調校應達到的性能指標為：
基本誤差：±1.5%；回程誤差：1.5%；不靈敏區：0.6%。
閥門(mén)定位器作為氣動(dòng)調節閥的工具，對調節閥的使用起著(zhù)決定性作用，定位器調校質(zhì)量的好壞直接影響調節閥的使用。閥門(mén)定位器與閥門(mén)配套使用，組成一個(gè)閉環(huán)控制系統。該系統主要由磁電組件、零位彈簧、擋板、氣動(dòng)功率放大器、調節閥、反饋杠桿、量程調節機構、反饋彈簧等組成。其系統方框圖如圖 2 所示圖中。
圖 2 系統框圖
圖中：K0——零位彈簧彈性系數；K4——反饋彈簧彈性系數；K1, K2, K3, K5, K6, Kv——磁電組件、擋板、放大器、量程調整機構、反饋杠桿、調節閥的放大系數。
由圖（1）可得出該系統的數學(xué)模型：
設：令 Kc=K2*K3*Kv——（1）
Kf=K4*K5*K6——（2）
則有
L=Kc(K0*H+K1*I)/(1+Kc*Kf)=[Kg*K1/(1+Kg*Kf)]*I+Kc*K0*H/(l+Kc*Kf)——（3）
式中
I——輸入電流
H——調零彈簧長(cháng)度
L——調節閥的行程
Kg——輸入電流所產(chǎn)生的電磁力矩
Kf——反彈黃所產(chǎn)生的反饋力矩
Kc——零位彈簧所產(chǎn)生的調零點(diǎn)力矩
根據式（3）可得出定位器的調零模型：Kc*K0*H/(1+Kg*Kf)
生產(chǎn)中常用的調校原理和方法是：將式（l），式（2）代入（3）式得行程模型為：
L=K2*K3*Kv*(K0*H+K1*I)/(1+K2*K3*K4*K5*K6*Kv)——（4）
調校步驟是：
（1）是閥桿位于行程中點(diǎn)，調整定位器與反饋杠桿成 90 度角，并將螺釘固定；
（2）將零點(diǎn)、量程分別置于中間位置；
（3）輸入 4mA.DC 信號，使調節閥開(kāi)始動(dòng)作，調節零點(diǎn)，使零點(diǎn)達到要求；
（4）輸入 20mA.DC 信號，看其行程是否達到要求，若沒(méi)達到，則調量程，使其達到要求；
由（3）、（4）可知，調零點(diǎn)可改變 H,調量程又會(huì )影響零點(diǎn)，所以，調零點(diǎn)和調量程是相互作用相互影響的。因此，此種方法有時(shí)很難校準定位器，這是因為：一般情況下，零位彈簧工作在現行區域，其長(cháng)度變化范圍有限，調最程機構的空間位置受到限制，所以，調零彈簧長(cháng)度和量程調整機構的放大系數值也將會(huì )受到限制。此時(shí)，如果單調一臺調節閥的放大系數（很大或很�。�，就很難將其定位器校準。而由模型（4）可以看出：可以調節的參數還有零位彈簧的彈性系數和反饋杠桿的有效長(cháng)度；應用中可以將連接在閥桿上的銷(xiāo)釘靠近閥門(mén)定位器，這樣就將反饋杠桿的有效長(cháng)度縮短，使 L 增大，行程增大，反之則行程減小。
四、結束語(yǔ)
調節閥在調節系統中是執行機構，它動(dòng)作可靠與否決定著(zhù)系統的成敗。一個(gè)調節閥從設計到使用要經(jīng)歷加工、裝配、檢驗/試驗、銷(xiāo)售、采購、進(jìn)場(chǎng)檢驗、安裝、調校等環(huán)節，那么決定結果的是進(jìn)入現場(chǎng)的后三個(gè)環(huán)節。三個(gè)環(huán)節中，調校又是重中之重，所以把好三關(guān)就能保證調節閥的可靠運行。