調節閥選型及維修與校驗
在電廠自動控制系統中調節閥是最常見的一種執行器，一般自動控制系統由對象、監測儀表、控制器、執行器等組成。正確選取調節閥的結構型式、流量特性、流通能力及執行機構的輸出力矩、推力與行程，對于自動控制系統的安全性、穩定性、經濟性和可靠性有著十分重要的作用。如果選擇不當，將直接影響控制系統性能，甚至無法實現自動控制，進而影響整臺機組的安全經濟運行。調查發現在這些事例中約95%屬于選型不當造成，而計算錯誤造成的問題不到5%。實踐證明計算與選型相比，選型難度更大，出現的問題更多，對此應特別重視。
1調節閥的選型
1.1選型應考慮的主要因素
(1)要滿足生產過程的溫度、壓力、液位及流量要求；
(2)閥的泄漏及密封性要求；
(3)閥的工作壓差<需用壓差；
(4)對提高閥使用壽命和可靠性的考慮；
(5)對閥動作速度、流量特性的考慮；
(6)對閥作用方式和流向的考慮；
(7)對執行機構型式、輸出力矩、剛度及彈簧范圍的考慮；
(8)對材質及閥經濟性的考慮(選型不當價格會相差3~4倍)。
1.2選型的一般原則
在滿足過程控制要求的前提下，所選的閥應盡量簡單、可靠、價廉、壽命長、維修方便和備件來源及時可靠。要盡力避免單純追求好的結構、好的材質、多帶附件，而忽略了對可靠性、經濟性的考慮。從可靠性觀點來看，結構越簡單，其可靠性就越高；材質選擇過高，將造成不必要的價格投入。
1.3選型應提供的工藝參數及系統要求
(1)工藝參數：溫度、壓力、正常流量時壓差及切斷時的壓差。
(2)流體特性：腐蝕性、粘度、溫度變化對流體特性的影響。
(3)系統要求：泄漏量、可調比、動作速度與頻率、線性及噪音。
1.4調節閥的分類及選擇
調節閥按結構特征大致可分為如下9大類：
(1)直通單座調節閥：該閥應用最廣，具有泄漏小、許用壓差小、流路復雜、結構簡單的特點，故適用于泄漏要求嚴、工作壓差小的干凈介質場合，但小規格閥(DN300mm時，通常都有蝶閥來完成。
(8)球閥：“O”形球閥全開時為無阻調節閥，“自潔”性能最佳，適用于特別污濁、含纖維介質的2位切斷場合。“V”形球閥具有近似等百分比的調節特性，適用于較污濁、含纖維介質可調比較大的調節場合，球閥價格較貴。
(9)偏心旋轉閥：該閥介于蝶閥和球閥之間，“自潔”、調節性能好，亦可切斷，故適用于較污濁介質、泄漏要求小的調節場合，但該閥價格較貴。
這9類產品中前6種為直行程調節閥，后3種為角行程調節閥。作為用戶，必須弄清其特點。
1.5正確選擇的若干問題
1.5.1閥體材料選擇
(1)閥體耐壓等級、使用溫度、耐腐蝕性能等方面應不低于工藝連接管道要求，并優先選用定型產品。
(2)水蒸氣及含水較多的濕氣體介質、環境溫度低于-20℃時，不宜選用鑄鐵閥。
1.5.2閥內件材質選擇
(1)非腐蝕性介質一般選用1Cr18Ni9Ti或其它不銹鋼。
(2)對汽蝕、沖蝕較為嚴重、介質溫度與壓差構成的直角坐標中，其溫度為300℃，壓差為1.5MPa 2點連線以外的區域時，應選用耐磨材料，如鈷基合金或表面堆焊史太萊合金等。
(3)對硬密封切斷閥，為提高密封面可靠性，應選用耐磨合金。當密封要求十分嚴密時，應選用軟密封，如四氟、橡膠。
1.5.3高低溫材料選擇
當介質溫度<-60℃時選用銅或1Cr18Ni9Ti；溫度在450~600℃時選用鈦、鉬不銹鋼；當介質溫度>600℃時應選用高溫高強度合金(如因可耐爾)。
1.6填料及閥蓋型式選擇
(1)通常情況下，介質溫度400℃時，需選用散熱型閥蓋和石墨填料。
(4)為增加閥桿密封的可靠性，可選用雙層填料結構。
1.7定位器的選擇
以下情況應選用定位器：
(1)電動儀表控制氣動閥，且為慢速響應系統時。
(2)需要提高薄膜執行機構輸出力的場合。
(3)緩慢過程需要提高調節閥響應速度的場合，如溫度、液位及分析等參數。
(4)需要克服摩擦力，減小過大的回差造成調節品質差的場合，如低溫或采用柔性石墨填料的調節閥。
(5)調節器比例帶很寬，但又要求閥小信號有響應時，采用無彈簧執行機構調節的系統。
帶定位器適用的閥，通常選用20~100kPa的彈簧，但為了提高輸出力，可選用氣源壓力PS=250kPa。對氣開閥，可選用60~180kPa的彈簧，以增加起點執行機構輸出力。對氣閉閥可選用20~100kPa的彈簧，以增加關閉時執行機構輸出力。
2調節閥正確安裝的若干問題
2.1安裝的一般性要求
(1)調節閥應垂直、正立安裝在水平管道上，公稱通經Dg≥50的調節閥，其閥前后管道上最好有永久性支架。
(2)調節閥安裝位置應方便操作維修，以便人員能進行維修和操作，必要時應設置平臺。
(3)調節閥上、下部分應留有足夠空間，以便維修時取下執行機構和閥內件及閥的下法蘭和堵頭。
(4)當調節閥安裝在有振動場合時，應考慮防振措施。
(5)未安裝閥門定位器的調節閥，膜頭上最好安裝指示控制信號的小型壓力表。
(6)調節閥應先檢查校驗，并在管道吹掃后安裝。
2.2對安全問題的考慮
(1)閥門在操作的各個環節中(即安裝、試驗、操作和維修)，應首先注意人員和設備的安全性。
(2)閥切斷后，閥門中的壓力還可保持一段時間，應有降壓的安全措施，如安裝放空閥或排放閥。
(3)對液體介質，應安裝1個能限制流量的放空閥，以防過快打開放空閥時水擊所造成的危害。
(4)對蒸汽管線，在接近調節閥的上下2端應保溫。
(5)壓力波動嚴重的地方，應安裝管線緩沖器。
2.3對調節閥性能的考慮
(1)配管通徑盡量與閥通徑一致。
(2)調節閥入口直管段長度至少不得小于10倍管道通經。
(3)調節閥出口直管段應有3~5倍管道通經。
(4)調節閥進出口取壓點位置為閥前2倍管道通經、閥后3倍管道通徑處。
(5)必須按流動方向箭頭安裝調節閥，避免過大的安裝應力。
2.4對手動操作的考慮
(1)閥門安裝位置應便于操作，并使操作人員能看到指示器(如液位計)上顯示的參數。
(2)應考慮卸下調節閥手輪機構、定位器等附件的側面空間。
(3)對大口徑、高空安裝的調節閥，要考慮到維護時操作人員的工作位置。
2.5調節閥信號的配管和配線
(1)調節閥的配管和配線方案應滿足調節系統的要求。
(2)調節閥配管宜采用D6×1mm紫銅管；大膜頭調節閥和氣動閥宜采用D8×1mm紫銅管。
3調節閥主要性能的現場檢測
調節閥的性能指標很多，以下項目應進行重點檢測和調校。
(1)基本誤差：將20~100kPa信號平穩地增大或減小輸入氣室(或定位器)內，測量各點所對應的行程值，計算出“信號―行程”關系與理論值之間的各點誤差，其最大值即為基本誤差。試驗點應按信號范圍的0%、25%、50%、75%、100% 5個點進行，測量儀表基本誤差應限于被測試閥門基本誤差限的1/4。
(2)回差：實驗方法同上。在同一輸入信號上測得的正反行程的最大差值即回差。
(3)始終點偏差：實驗方法同上。信號上限(始點)處的基本誤差即為始點偏差；信號下限(終點)處的基本誤差即為終點偏差。
(4)泄漏試驗：通常試驗介質為常溫水，當閥的壓差小于350kPa時，實驗壓力按350kPa做，當閥的工作壓差大于350kPa時按允許壓差做。實驗介質應按規定流向進入閥內，閥出口可直接連通大氣或連接出口通大氣的低壓頭測量裝置，在確認閥和下游各連接管完全充滿介質后，方可測取泄漏量。對主要閥門，還要做強壓試驗。
(5)對配套定位器的閥，在安裝、投運前，均應現場調試。
4調節閥的現場維護
調節閥由于直接與工藝介質接觸，其性能直接影響到系統質量和環境污染，所以對調節閥必須進行經常維護和定期檢修，尤其對使用條件惡劣和重要場合更應重視維修工作。其重點檢查維護部位：
(1)對于使用在高壓差和腐蝕性介質場合的調節閥，閥體內壁、隔膜經常受到介質的沖擊和腐蝕，應重點檢查耐壓、耐腐情況。
(2)固定閥座用的螺紋，內表面易受腐蝕而使閥座松動，應重點檢查此部位；對高壓差下工作的閥還應檢查閥座密封面是否被沖蝕、汽蝕。
(3)閥芯受介質的沖刷、腐蝕最為嚴重，檢修時要認真檢查是否被腐蝕、磨損，特別是在高壓差情況下閥芯因汽蝕現象磨損更為嚴重。
(4)檢查膜片、“0”型圈和其它密封墊是否裂化或老化。
(5)應注意聚四氟乙烯填料、密封潤滑油脂是否老化、配合面是否被損壞，必要時應更換。
5調節閥常見故障及現場處理
調節閥現場常見問題是關不死、打不開、回差大、泄漏大、振動、振蕩等，其處理方法分別為：
(1)閥芯關不死：對氣閉閥解決辦法是增大氣源壓力或調松彈簧預緊力(即降低氣室外起點壓力)。對氣開閥的解決方法是增大彈簧預緊力，同時增大起源壓力。
(2)推桿動作遲鈍或不動作：檢驗膜片、滾動膜片、墊片是否老化、破裂引起漏氣。
(3)回差大：推桿是否彎曲、填料壓蓋是否壓得太緊，尤其是石墨填料、閥芯導向是否有傷。解決辦法是換閥桿、換填料、增大導向間隙、換強力執行機構。
(4)閥的全行程不夠：松開閥桿連接螺母，將閥桿向外旋或向內伸。使全行程偏差值超過允許值再將螺母并緊。
(5)閥小開度穩定性差：現場首先檢查是否流向裝反了，或閥選得太大，解決辦法是改流開安裝、縮小閥芯尺寸。
(6)閥的動作不穩定：定位器故障、輸出管線漏氣、執行機構剛度太小流體壓力變化造成推力不足。解決辦法是維修定位器和管線，改用剛度大的執行機構。
(7)泄漏量大：首先檢查密封面是否有傷、閥座與閥桿連接螺紋是否松動、閥關閉時壓差是否大于執行機構的輸出力。解決辦法是更換密封面、并緊閥座、更換高輸出力的執行機構。
(8)振蕩現象：是由于閥處于小開度工作或流向為流閉型所致。解決辦法是避免小開度工作，改流開型工作。
6結束語
隨著機組容量增大及自動化程度提高，調節閥的重要性越來越重要。一臺滿意的調節閥，不僅能使自控系統穩定運行，減輕操作人員的勞動強度，而且能有效減少機組運行參數的偏差，提高機組的經濟性和電能質量。調節閥在使用中往往存在設計和制造質量問題，但更多的問題涉及到使用及維護。
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