学文网摘要：调节阀是自控系统中的执行器，它接受来自调节单元的控制信号，产生相应的开度，从而达到调节的目的。调节阀的应用质量直接反应在系统的调节品质上。作为过程控制中的终端元件，调节阀应用的好坏，除产品自身质量、用户是否正确安装、使用、维护外，正确地计算、选型十分重要。由于计算选型的失误，造成系统开开停停，有的甚至无法投用，所以对于用户及系统设计人员应该认识阀在生产现场的重要性，必须对调节阀的选型引起足够的重视。
关键词：CV值、执行机构、阀门定位器、材质
中***分类号： TP214 文献标识码： A
一、调节阀选型的基本准则
选择调节阀的项目主要有：结构形式、公称压力、温压等级、管道连接、上阀盖形式、流量特性、材质及执行机构等。选择调节阀必须已知过程控制系统的各种工艺参数以及调节仪表、管道连接等基本条件才能正确地选择调节阀。
根据工艺条件，选择合适的结构形式和材料。
根据工艺对象的特点，选择调节阀的流量特性。
根据工艺操作参数，选择合适的调节阀口径尺寸。
根据工艺过程的要求，选择所需要的辅助装置。
合理选择执行机构，执行机构的响应速度应能满足工艺要求。
二、调节阀结构形式的选择
确定公称压力，不是用Pmax去套PN，而是由温度、压力、材质三个条件从表中找出相应的PN并满足于所选阀之PN值。
确定的阀型，其泄漏量满足工艺要求。
确定的阀型，其工作压差应小于阀的允许压差。
介质的温度在阀的工作温度范围内，环境温度符合要求。
根据介质的不干净情况考虑阀的防堵问题。
根据介质的化学性能考虑阀的耐腐蚀问题。
根据压差和含硬物介质，考虑阀的冲蚀及耐磨损问题。
综合经济效果考虑的性能、价格比。需考虑三个问题：
结构简单(越简单可靠性越高)、维护方便、备件有来源；
使用寿命；
价格。
调节阀口径和CV值计算
决定调节阀的口径应根据已知的流体条件，计算出必要的CV值，然后再根据调节阀的额定CV值选取合适的调节阀口径。
Cv值是用来表示调节阀的英制单位流量系数。其定义是：阀处于全开状态，两端压差为1磅／英寸２ （7KPa）的条件下，60℃F(+15.6℃)的清水,每分钟通过阀的美加仑数。
液体工况的CV值计算
英制式中：Q=最大流量gpm(美加仑／分) ； G=比重（水=1）； P1=进口压力Psia(最大流量时) ；P2=出口压力Psia(最大流量时)
公制式中：Q=最大流量m3/h ；G=比重（水=1）；P1=进口压力kgf/cm2(最大流量时)；P2=出口压力kgf/cm2(最大流量时) ；P=P1-P2
注：上述公式只适用于流体流动呈紊流状态，或雷诺数大的场合，流体接近层流或雷诺数较小的场合，上述公式必须进行粘度修正。粘度修正要按粘度修正曲线（雷诺数R的实测系数值）进行修正。
气体工况的CV值计算
气体计算公式是把液体计算公式的比重，经过换算后得出的。这个比重是取进口一侧状态下的比重呢，还是取出口一侧状态下的比重呢，还是取其两者平均值呢？实验证明，取平均值的计算结果比较接近实验数值，所以最近普遍采用比重平均值来计算Cv值。另外，气体在P≥P1/2状态时，气体的流速达到音速，流量会达到饱和状态。压差在增大，流量也不会增加了，因此应分P〈P1/2和P≥P2/2两种情况加以讨论。
水蒸气的CV值计算
其他蒸汽的CV值计算
（五）公称通径的选择
调节阀公称通径选择，是由最大Cv值、可调范围，以及调节阀有足够的调节余量，这几个因素来决定的。最大Cv值和最小Cv值是分别在最大流量和最小流量条件计算出的二个数值。一般情况下按照最大计算CV值的1.5~2倍选用额定CV值，从而确定调节阀公称通径，使调节阀开度最大在80~90%之间。
（六）缩小阀孔
单座阀、双座阀及角阀等调节阀，同一个公称通径，设计了几组不同的缩小阀孔，它的流量系数比原来的额定值小一档或小二档。笼式阀只要更换套筒就可以做到这一点，蝶阀、三通阀、隔膜阀等没有缩小阀孔的规格。
缩小阀孔的调节阀用于下列场合：
从机械强度上考虑，（管道应用引起）必须选用大尺寸的阀体。
阀的流量系数今后有可能加大。
降低大压差产生的噪音，或者增加阀体各部分的强度。
渐缩管成本太高。
阀体受闪蒸流体和高压差流体、气蚀破坏时，增大下流侧流出截面积，可减轻气蚀破坏。
四、执行机构的选择
执行机构包括气动、电动、和液动三大类，液动执行机构使用较少，因此执行机构的选择主要指对气动执行机构和电动执行机构的选择。
选择执行机构必须考虑执行机构的输出力。执行机构的输出力（力矩）必须大于调节阀的不平衡力（力矩）。气动薄膜执行机构的输出力矩可以满足大多数工况的要求，但是当调节阀口径较大或阀门前后差压较大时要求执行机构有较大的输出力矩，此时可以考虑气缸式执行机构。
电动执行机构主要优点是驱动源(电源)方便，但价格高，可靠性、防水防爆不如气动执行机构，所以应优先选用气动式。
五、材质的选择
阀体耐压等级、使用温度和耐腐蚀性能等方面应不低于工艺连接管道的要求，并应优先选用制造厂定型产品。
水蒸汽或含水较多的湿气体和易燃易爆介质，不宜选用铸铁阀。
环境温度低于－20℃时(尤其是北方)，不宜选用铸铁阀。
对汽蚀、冲蚀较为严重的介质温度与压差构成的直角坐标中，其温度为300℃，压差为1．5MPa两点连线以外的区域时，对节流密封面应选用耐磨材料，如钴基合金或表面堆焊司特莱合金等。
对强腐蚀性介质，选用耐蚀合金必须根据介质的种类、浓度、温度、压力的不同，选择合适的耐腐蚀材料。
阀体与节流件分别对待，阀体内壁节流速度小并允许有一定的腐蚀，其腐蚀率可以在1mm／年左右；节流件受到高速冲刷、腐蚀会引起泄漏增大，其腐蚀率应小于0.1mm／年。
对衬里材料(橡胶、塑料)的选择时该工作介质的温度、压力、浓度都必须满足该材料的使用范围，并考虑阀动作时对它物理、机械的破坏(如剪切破坏)。
真空阀不宜选用阀体内衬橡胶、塑料结构。
水处理系统的两位切断阀不宜选用衬橡胶材料。
到目前为止，最万能的耐腐蚀材料是四氟，称为“耐蚀王”。因此，应首先选用四氟耐腐蚀阀，不得已的情况下(如温度>180℃，PN>1．6)才选用合金。
六、流量特性的选择
下面提供的是初步的选择：
S>0.6时选对数特性。
小开度工作、不平衡力变化大时选对数特性。
要求的被调参数反映速度快时选直线，慢时选对数。
压力调节系统可选直线特性。
液位调节系统可选直线特性。
七、作用方式选择
国外常用故障下开或关来表示，即故障开、故障关，与我国的气开、气闭表示正好相反，故障开对应气闭阀，故障关对应气开阀。
新的轻型阀、精小型阀已不强调执行机械的正作用、反作 用了，因而必须在尾注上标明：B(气闭)K(气开) 。
八、弹簧范围的选择
首先是选择弹簧范围，还要确定工作弹簧范围。
确定工作弹簧范围涉及计算输出力去克服不平衡力。若有困难，应将条件(主要是阀关闭时的压差)告诉制造厂，协助计算并调好弹簧和工作范围出厂(目前，不少厂家根本不做计算)。
九、流向的选择
在节流口，介质对着阀芯开方向流为流开，向关方向流为流闭。
流向的选择主要是单密封类调节阀，有单座阀类、角阀类、单密封套筒阀三个大类。基它为规定流向(如双座阀、V球)和任意流动(如O球)。
当dg＞15时，通常选流开，当dg≤15的小口径阀，尤其是高压阀可选流闭，以提高寿命。
对两位开关阀可选流闭。
若流闭型阀产生振荡，改过来，流开型即可消除。
十、填料的选择
调节阀常用的是四氟“V”形填料和石墨“O”形填料。
四氟填料摩擦小，但耐温差，寿命短，适用于低温环境；石墨填料摩擦大，但耐温好，寿命长；高温下（大于150度）的阀建议选石墨填料。
若四氟填料常换，可以考虑用石墨填料。
十一、附件的选择
调节阀的附件主要有：定位器、转换器、继动器、增压阀、保位阀、减压阀、过滤器、快排阀、行程开关、位置变送器、电磁阀、储气罐、手轮机构。
附件起补充功能和保证阀运行的作用。必要的就增加，不必要的不增加。不必要时增加附件会提高价格并降低可靠性。
防爆场合注意选用相应防爆等级的附件。
电磁阀应选择可靠的产品，防止要它动作时不动作。
最好由生产厂家提供并总成在阀上供货，以保证系统和总成联接的可靠性。
订货时，应提供附件的名称、型号、规格、输入信号、输出信号等。
再重申：请注意这些“小东西”的重要性，尤其是可靠性，若必要时，可配套气动元件，如电磁阀。
将以上各项确定完毕就可以编制调节阀规格书了，当然经过调节阀厂重新计算后还要进行技术交流纠正偏离等等后续工作。
[参考文献]
1．《过程控制仪表》 浙江大学出版社 曹润生、黄祯地、周泽魁编著
2．《仪表工手册》 化学工业出版社 乐嘉谦著
3．《仪表常用数据手册》化学工业出版社 王森，纪纲编