上海滬工閥門廠（集團）有限公司

摘要：簡要分析了調節閥的結構、運動機理，在對常規安裝程序及調校方法分析的基礎上，給出了經過數模推定的、能夠彌補常規方法不足的行之有效新方法。

關鍵詞：調節閥；機理；安裝；調校

一、引言

調節閥是工業生產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系到整個裝置的生產，尤其是化工行業表現得尤為突出。目前，隨著調節閥技術的日新月異，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、調校的方式與關鍵控制點都各不相同，本文就現代化生產上常用的調節閥的安裝、調校做一簡析。

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行安裝，一旦閥門產生故障將導致火災、爆炸、中毒等嚴重事故和人身傷害，后果是相當嚴重的。現以氣動閥為安裝實例，介紹安裝程序及要點：

1、安裝前檢驗

調節閥安裝前，進貨檢驗是一個非常重要的環節，以確認調節閥到貨情況是否滿足設計、工藝和規范要求。進貨檢驗著重以下兒項內容：

（1）閥休、閥內件規格檢驗：閥型號、閥形式、公稱直徑、閥座尺寸、閥芯型式、閥體材質、閥芯材質、閥座材質、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要求仔細清理各項附件，如過濾減壓閥、閥位開關、電磁閥、手輪機構、專用工具等。

以上各項內容的檢驗可以通過視覺、清理、計量器具、查看銘牌以及專用檢測手段（如法蘭及螺栓材質可通過光潛分析來鑒別）等方法來實現。

2、安裝原則

（1）氣動調節閥安裝位置，距地面要有一定高度，閥的上、下要留有一定的空間，以便進行閥的拆卸和修理。對于裝有氣動閥門定位器和手輪的調節閥，必須保證操作、觀察和調整方便。

（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。對于特殊場合，需要調節閥水平安裝在豎直的管道上時，也應將閥體進行支撐。安裝時，要避免給調節閥帶來附加應力，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，應采用異徑管連接。小口徑調節閥安裝時，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操作，可在不停車情況下對調節閥進行維護或檢修。

（6）一般調節閥工作環境溫度在 -30~+60℃，相對濕度不大于 95%．所以，安裝時應注意離開高、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等橡膠制品零件，在低溫時易硬化變脆、高溫時易老化。

（7）調節閥在安裝前要徹底清除管道內異物，如污垢、焊渣等。安裝后用常溫水進行試驗，實驗時應將閥全部打開或旁通閥打開。試運行時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，并對各自的特點進行了說明。

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。在滿足不了垂直安裝時，對法蘭用四個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位置。對法蘭用 8 個螺栓固定的調節閥則可以有 9 個安裝位置，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

新安裝的氣動調節閥安裝之前應進行單體調校，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%。

閥門定位器作為氣動調節閥的工具，對調節閥的使用起著決定性作用，定位器調校質量的好壞直接影響調節閥的使用。閥門定位器與閥門配套使用，組成一個閉環控制系統。該系統主要由磁電組件、零位彈簧、擋板、氣動功率放大器、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——調零彈簧長度
L——調節閥的行程
Kg——輸入電流所產生的電磁力矩
Kf——反彈黃所產生的反饋力矩
Kc——零位彈簧所產生的調零點力矩

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，調整定位器與反饋杠桿成 90 度角，并將螺釘固定；

（2）將零點、量程分別置于中間位置；

（3）輸入 4mA.DC 信號，使調節閥開始動作，調節零點，使零點達到要求；

（4）輸入 20mA.DC 信號，看其行程是否達到要求，若沒達到，則調量程，使其達到要求；

由（3）、（4）可知，調零點可改變 H,調量程又會影響零點，所以，調零點和調量程是相互作用相互影響的。因此，此種方法有時很難校準定位器，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，調零彈簧長度和量程調整機構的放大系數值也將會受到限制。此時，如果單調一臺調節閥的放大系數（很大或很小），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度；應用中可以將連接在閥桿上的銷釘靠近閥門定位器，這樣就將反饋杠桿的有效長度縮短，使 L 增大，行程增大，反之則行程減小。

四、結束語

調節閥在調節系統中是執行機構，它動作可靠與否決定著系統的成敗。一個調節閥從設計到使用要經歷加工、裝配、檢驗/試驗、銷售、采購、進場檢驗、安裝、調校等環節，那么決定結果的是進入現場的后三個環節。三個環節中，調校又是重中之重，所以把好三關就能保證調節閥的可靠運行。