仪表控制阀的分类及在化工行业中的选型

谢辉

摘要：仪表控制阀在化工行业中的应用十分普遍，不同的仪表控制阀有不同的特点，且应用的具体场合也有所不同。所以需要对仪表控制阀的分类进行了解，并对其在化工行业中的选型进行探究，然后对在化工行业中的选型进行分析。

关键词：仪表控制阀;化工行业;分类;选型

仪表控制阀在实际应用中具有多种功能，比如流体流量的调节与参数的调节控制等。在整个化工行业中，控制阀在实际运行期间，会受到所处环境、长期的疲劳运行等影响，对其使用功能造成极大影响。所以化工行业要科学合理的选择仪表控制阀，确保在实际应用中的安全性与可靠性。下面就对仪表控制阀的分类及在化工行业中的选型进行探究。

1.仪表控制阀的分类

1.1角行程控制阀

角形阀也有适用的场合，较多的使用在要求直角连接的场合，在实际应用中优势比较明显，安装空间充足，流路比较简单等。但是由于控制阀是单导向的，切换过程中要通过正作用或者反作用来实现。比较常见的角行程控制阀有：

（1）球阀。球阀的转角为90°，能进行旋转控制，动力源为压缩空气，DCS系统的应用比较常见[1]。阀门要想实现快速的关与闭，可以利用编程控制器进行控制。阀门由于具有流通能力大、使用年限长等特点，在实际应用中比较广泛;（2）蝶阀。蝶阀在实际应用中，能提供较大的流通能力，使用范围为石油化工的物流单元等，在实际应用中具有良好的密封效果，且密封材料的实用性更高，相比于同口径直行程阀的流通能力，球阀的流通能力更大;（3）偏心旋转阀。偏心旋转阀、直行程阀与角行程控制阀几个控制阀的优点都能在偏心旋转阀身上看到，可以说集众多控制阀的优势于一身。偏心旋转阀在实际应用中通用性较差，但是替换可缩减流通能力较高[2]。比如国外的一家阀门生产企业，就用偏心旋转阀在更换了直行程控制阀，还可以安装阀内件（气蚀与消除噪音的阀内件），但是偏心旋转阀的流通能力并不低，与同口径直行程阀的基本一样。

1.2直行程控制阀

直行程控制阀是众多控制阀中发展比较成熟与完备的一种，而且我国对直行程控制阀的应用历史较久，积累了较多的应用与管理经验[3]。阀门的紧固性较高，而且具有良好的密封性，且可以在各种化学环境中使用，具有良好的应用效果。直行程控制阀具体可以分为直通双座阀、三通控制阀、直通单座阀与套筒阀套筒阀又称笼式阀等。

1.3仪表控制阀选择前需注意的要素

（1）成本。化工企业在仪表控制阀的选择前，首先要了解的一定是成本，必须与企业的实际情况相符，对保证质量与安全的前提下，一定要控制好成本;（2）工艺介质气蚀。在设计仪表控制阀时，都会对工艺流体气蚀的影响进行考虑，并进行适当的调整;（3）能耗的節约。在化工行业，选择仪表控制阀时，一定要顺应时代发展潮流，严格控制能耗，降低能源损耗。

2.仪表控制阀在化工行业中的选型

在化工行业是仪表控制阀应用比较多的行业，仪表控制阀的选型会直接影响到行业的安全与发展。所以下面就对仪表控制阀在化工行业中的选型进行介绍：

2.1控制阀结构形式的选择

仪表控制阀的选型过程中，十分重要的一个步骤就是对结构形式的确定，结构的确定并不简单，需要根据化工行业的实际工艺条件与介质等的相关要求进行确定，比如化工企业有对噪音与泄漏的要求，结构一定要符合要求，综合考虑各种因素。直通单座阀适用于流量小、压差小的环境，而且对泄漏的要求较小，因此对于这种场合可以优先选择直通单座阀。但是当化工企业震动较大，而且介质的压差较大，一般要选择套筒控制阀。如果是公用工程水装置这类场所，管道的口径较大，所以可以选择蝶阀。

2.2控制阀材质的选择

控制阀材质的选择尤为重要，对控制阀的应用年限及应用期间的安全性具有重要意义。阀体与阀内组件是材质选择的两个关键，所以需要从这两个方面对材质进行选择。在选择阀体时，需要对材质的整体性能进行考虑，比如材质是否具有良好的腐蚀性与耐压性能等，阀体与压力容器的作用相当，所以一定要做好材质的性能试验[4]。就比如常见的氟橡胶的密封材料，当温度在260℃时，依然可以正常工作运行。氟橡胶的密封材料相比于乙丙橡胶，能适应的温度更高。再比如柔性石墨的应用也比较广泛，柔性石墨由于适用的范围较广，在整个化学品种中都有良好的应用效果，同时柔性石墨具有纯度高与耐高温与耐高压的特征，多被应用在乙烯裂解炉上的减温降压水阀上。柔性石墨在温度为700℃的环境中，依然具有良好的运行效果。

控制阀门的选择，需要对其在特殊环境中的工作情况进行了解，比如在腐蚀环境与高温等环境下，控制阀门是否能保持良好的工作性能。同时在实际应用中，节流也十分重要[5]。这些年，控制阀门在科学技术不断进步与创新过程中，控制阀门越来越先进，适用的环境也更加复杂与多元。新兴金属材料和合成材料的发展与应用，为控制阀门的发展提供了新的可能，相比于传统的材料，新兴金属材料和合成材料整体性能更加优越。比如钛金属在控制阀门中的应用，由于其能生成牢固的氧化物保护膜，可以确保阀门的使用期限。同时铌和镍的应用，则有效保障了材料的防腐蚀性能，在阀球表面的应用十分广泛。

2.3阀门固有流量特性的选择

保持阀门前后压差恒定，阀门开度与流通能力的关系是控制阀的固有流量特性。这种关系属于线性关系，比较好理解，线性的流量特征，更接近的是偏心旋转阀。所以在选择控制阀时，流量特性是必须考虑的因素，对控制系统的可靠性会产生直接影响，所以需要对其进行有效的控制[6]。

2.4控制阀口径的计算

阀门的口径、噪声等相关数值的计算十分重要，在计算前，要确定控制阀的结构形式，掌握流量特性，然后通过C值计算法的应用，计算出对应的数值。在控制阀选型期间，控制阀口径的计算十分重要，通过数据验算，如果发现与工艺要求相距甚远，这时就要地控制阀门进行重新思考，并在多次的实验后，如果依然相差较大，这时就要制定有效的应对措施[7]。

通过上面的分析，其实不难发现，除了成本因素外，控制阀门的选择，更多的要考虑材质，只有保证材质符合企业要求，才能确保控制阀门在实际应用中的效果。安全性是控制阀门材质的基本要求，确保材质具有可靠的、稳定的防腐蚀与耐高温性能;同時也要确保材质的使用年限，能够给有效延长控制阀门的使用年限，降低企业运行成本。所以在选择控制阀门时，需要综合考虑各项因素，这样才能选择合适自身实际情况的阀门，在保证安全性与可靠性的基础上，也能有效控制成本。

3.案例分析

某污水处理厂的控制阀门由于使用年限到期需要更换，经过研究该企业选择了应用德国技术生产的一款阀门。该阀门价格更低、可靠性更高，且可以适用于各种环境中，尤其是在含氯离子、污水、海水、强碱的工况中，能发挥其良好的效果。具体情况如表1所示。由于阀门所用材质为TA2、TA10，具有良好的抗腐蚀性，能够适应污水处理的特殊环境。该企业在该型号的控制阀门应用下，不仅满足了日常的工作需求，还降低了经济成本，为企业的发展提供了保障。

4 结束语

化工行业是我国社会经济的支出型行业，很多因素都会影响到其安全运行与经济效益。仪表控制阀门在化工行业中的应用十分普遍，所以在选择控制阀门时，首先要确保材质的安全性与可靠性，能够适应各类化工环境，其次要保证材质的低成本，有效减少企业支出，为企业的可持续发展奠定基础。通过对仪表控制阀的分类及在化工行业中的选型的研究，相信在未来会对化工企业的发展有所启发，也能促进行业的转型升级。

参考文献：

[1]谢海龙，陈国顺，谢海勇，等.浅谈工业过程控制系统用电磁阀的分类与选型[J].仪器仪表用户，2020，027（005 ）：106-108，85.

[2]秦凯戈.关于流量仪表在石油化工行业中的选型及应用分析[J].数字化用户，2019，025（008 ）：102.

[3]王印松，吴军超.一种基于PCA和贝叶斯分类的气动调节阀故障诊断方法[J].中国测试，2019，045（012 ）：112-118.

[4]金杏兴.化工电气仪表工程安装和调试要点探讨[J].科学与信息化，2019，000（035 ）：P.77-77.

[5]周晓普.阀门动密封的常用结构、材料及特性[J].中国室内装饰装修天地，2019，000（005 ）：235.

[6]尚群立，马良威，庞仁贵，等.基于希尔伯特—黄变换的控制阀气密性故障诊断研究[J].计算机测量与控制，2019，027（001 ）：5-12.

[7]王杰.流量仪表在石油化工行业中的选型及应用[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（24 ）：106-107.