上海阀特流体控制阀门有限公司,控制阀培训,一、控制阀设计与技术,1、控制阀的发展历史和现状 2、现代工业对控制阀的要求 3、控制阀基础知识 4、控制阀结构与设计标准 5、阀门材料 6、阀门部件的设计与计算 7、执行机构 8、控制阀的检测与测试 9、国内外控制阀相关标准,二、控制阀选型,1、控制回路 2、控制特性 3、流量系数计算 4、特性参数 5、闪蒸、气蚀 6、噪声 7、控制阀的选择 8、控制阀的安全与标准,三、控制阀的使用与维护,1、控制阀的使用 2、控制阀安装与拆卸 3、控制阀的维护 4、控制阀故障处理,四、控制阀附件选型与应用,1、阀门定位器 2、电磁阀 3、气动继电器 4、转换器 5、空气过滤减压阀 6、自锁阀 7、阀位传送器 8、行程开关,五、控制阀石油化工行业应用,1、典型工艺流程 通用过程控制阀的选择 流量控制阀 压力控制阀 温度控制阀 液位控制阀 并联控制阀 串联控制阀 特殊控制阀 2、天然气处理厂控制阀应用 3、炼油厂控制阀应用 4、乙烯厂控制阀应用 5、合成氨控制阀应用,六、控制阀电力行业应用,1、典型电站工艺流程 2、通用过程控制阀的选择 3、锅炉给水泵控制阀的选择 4、高低压加热器疏水阀 5、旁路控制阀 6、减温水控制阀选择 7、除氧器系统控制阀选择 8、循环水系统控制阀选择 9、蒸汽控制阀 10、锅炉除灰系统控制阀,七、主要控制阀生产厂家的产品特点与应用,1、国内生产厂家产品介绍 2、国外生产厂家产品介绍,八、上海阀特产品加工工艺,控制阀的发展自20世纪初始已有八、九十年的历史，先后产生了十个大类的调节阀产品、自立式阀和定位器等，其发展历程如下： 20年代：原始的稳定压力用的控制阀问世，其结构是一种带重锤的球形阀，利用重锤平衡阀芯所受到的流体作用来进行调节。这种控制阀后来演变成利用阀后压力进行调节的自立式调节阀。 30年代：产品的种类已经很多，以双座和单座，阀体形状为球型的球型阀为代表产品。 40年代：出现定位器，调节阀的新品种进一步产生，相继出现隔膜阀、角形阀、蝶阀、球阀等，并在市场上占据主导地位，各种产品已经比较齐全。 50年代：球阀得到较大的推广使用，三通阀代替两台单座阀投入系统。 60年代：在国内对上述产品进行了系列化的改型设计和标准化、规范化设计后，国内才有了自己完整的系列产品。现在还在大量使用的单座阀、双座阀、角型阀、三通阀、隔膜阀、蝶阀、球阀七种产品仍然是六十年代水平的产品；这时国外推出了第八种结构控制阀新产品套筒阀，很快受到重视并成为球形阀的主流产品。 70年代：有一种新结构的产品-偏心旋转阀问世，它容量大，流路简单，不平衡力小，这些优点使它成为角行程阀门的佼佼着，成为第九大类结构的控制阀品种，这一时期套筒阀在国外被广泛应用。70年代末，国内联合设计了套筒阀，使中国有了自己的套筒阀产品系列。 80年代：80年代初由于改革开放，中国成功引进了石化装置和调节阀技术，使套筒阀、偏心旋转阀得到了推广使用，尤其是套筒阀、大有取代单、双座阀之势，其使用越来越广。80年代末，控制阀的又一重大进展是日本的CV3000精小型调节阀，它在结构方面，只是将单弹簧的气动薄膜执行机构改为多弹簧是薄膜执行机构，阀的结构只是改进，不是改变。它的突出特点是使调节阀的重量和高度下降30%，流量系数提高30%。 90年代：智能化、模块化阀门的出现，为控制阀的出现翻开了新的一页。,1.1 控制阀的发展历史和现状,第一章,控制阀设计与技术,第一章,控制阀设计与技术,第一章,1.2.1质量更稳定、工作更可靠、操作更安全。 1.2.2调节精度更高。 1.2.3保护环境防止大气污染防止噪音 1.2.4节约能源采用低阻抗阀门提高阀芯、阀座的密封性能尽量使用气/电动执行机构,1.2 现代工业对控制阀的要求,控制阀设计与技术,1.3.1自动化过程工厂是由无数个控制回路组成的。每一个控制回路都经过设计以保证重要的过程变量如压力、流量、温度等不超过要求的工作范围，每一个回路都会接受并从内部产生扰动。这些干扰对过程变量产生决定性影响。为了减少这些负载扰动的影响，传感器和变送器会收集关于过程变量及其与要求的设定点之间的关系的信息。控制器然后处理这些信息并决定必须怎样做才能使得过程变量在负载扰动发生后恢复到它的正常范围。终端控制元件必须执行有控制器选择的控制策略。过程控制工业里最常用的终端元件就是控制阀。控制阀调节流动的液体、气体、蒸汽、水或化学混合物，以补偿负载扰动并使得被控制的过程变量尽可能地靠近需要的设定点。1.3.2国际电工委员会IEC对控制阀（control valve）的定义为：“工业过程控制系统中由动力操作的装置形成的终端元件，它包括一个阀体部件，内部有一个改变过程流体流率的组件，阀体部件又与一个或多个执行机构相连接。执行机构用来响应控制元件送来的信号”,控制阀或阀门，其实指的是控制阀组件。控制阀组件典型地由阀体、阀内件零件、提供阀门操作驱动力的执行机构，以及各种各样的阀门附件所组成。阀门附件包括定位器、转换器、供气压力调节器、手动操纵器、阻尼器或限位开关。,1.3 控制阀基础知识,第一章,控制阀设计与技术,1.3.3 控制阀基本参数,第一章,控制阀设计与技术,公称通径公称通径是管路系统中所有管路附件用数字表示的尺寸，公称通径是供参考用的一个方便的圆整数，与加工尺寸仅呈不严格的关系。公称通径用字母“DN”后面紧跟一个数字标志。 公称压力公称压力PN是一个用数字表示的与压力有关的标示代号，是仅供参考用的一个方便的圆整数，同一公称压力（PN）值所标示的同一公称通径（DN）的所有管路附件具有与端部连接形式相适应的同一连接尺寸。 中、美、日公称压力等级对照表 ANSI 150 300 600 900 1500 2500 PN 20 50 110 150 260 420 JIS 10 20 40 63 流量系数CV 当调节阀全开，阀两端压差P为1磅/平方英寸，介质为60F清水时每分钟流经调节阀的流量数，以加仑/分计。国内流量系数通常有KV表示，它们之间的换算关系为；Cv=1.167 Kv 流量特性 当百分比额定行程从0变化到100时，流经阀门的流量与百分比额定行程之间的关系。 等百分比流量特性 一种固有的流量特性：额定行程的等量增加会理想地产生流量系数的等百分比的改变。 直线流量特性 一种固有的流量特性：可以用一条直线在流量系数相对于额定行程的长方形图上表示出来。行程的等量增加提供流量系数的等量增加。 快开流量特性 一种固有的流量特性：在截流元件很小的行程下可以获得很大的流量系数。,通用分类法 这种分类方法既按原理、作用又按结构划分，是目前国际、国内最常用的分类方法。一般分闸阀、截止阀、节流阀、仪表阀、柱塞阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、止回阀、减压阀安全阀、疏水阀、调节阀、底阀、过滤器、排污阀等 按用途和作用分类 调节阀类主要用于调节介质的流量、压力等。包括调节阀、节流阀、减压阀等。 止回阀类用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。 分流阀类用于分离、分配或混合介质。包括各种结构的分配阀和疏水阀等。 安全阀类用于介质超压时的安全保护。包括各种类型的安全阀。 截断阀类主要用于截断或接通介质流。包括闸阀、截止阀、隔膜阀、球阀、旋塞阀、碟阀、柱塞阀、球塞阀、针型仪表阀等。 按压力分类 真空阀工作压力低于标准大气压的阀门。 低压阀公称压力PN 小于1.6MPa的阀门。 中压阀公称压力PN 2.56.4MPa的阀门。 高压阀公称压力PN10.080.0MPa的阀门。 超高压阀公称压力PN大于100MPa的阀门。 按介质温度分类 高温阀t 大于450的阀门。 中温阀120小于 t 小于450的阀门。 常温阀40小于 t 小于120的阀门。 低温阀100小于 t 小于-40的阀门。 超低温阀t 小于-100的阀门。 按阀体材料分类 金属阀体衬里阀门：衬铅阀门、衬塑料阀门、衬搪瓷阀门。 非金属材料阀门如：陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀门 金属材料阀门如：铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门、钛合金阀门、蒙乃尔合金阀门、铸铁阀门、碳钢阀门、铸钢阀门、低合金钢阀门、高合金钢阀门。,1.3.4 控制阀基本分类,第一章,控制阀设计与技术,1.4 控制阀结构与设计标准 1.4.1 直行程控制阀,第一章,控制阀设计与技术,一种阀门，带线性运动的截流无件，有单座或多座阀，它的阀体因为阀座区域有一个球形的内腔而与众不同，也叫球形阀。直通阀可进一步分为：单座阀、双座阀、角形阀、三通阀、不平衡笼式阀、平衡笼式阀。 单座阀 单座阀阀体是最常见的阀体类型，而且结构简单。 单座阀阀门有各种各样的形式，如直通式、角形、棒形、铸造和分体式结构。 通常单座阀阀门被指定用于要求严密关闭的场合。它们使用金属对金属阀座表面、或者由PTFE或其它复合材料组成的密封的软阀座。单阀座阀门能够处理大部分的工况要求。 由于高压流体通常把负载加在阀座的整个区域，为单座控制阀选择执行机构时必须考虑产生的不平衡力。 尽管较小口径的单阀座最常用，但是它们也经常有4英寸至8英寸的口径，配备大推力的执行机构。 很多现代的单座阀体采用阀笼或保持架式的结构以固定阀座环，提供阀芯就可以改变流量特性的特点。 通过更换阀内件零部件，阀笼或保持架式的单座阀体也可以很容易地被修改，以实现减小流通能力、降低噪声、或减少或消除气蚀的目的。,平衡阀芯笼式阀有两组阀芯密封面，芯上开有平衡孔，不平衡力小，但泄漏量大，可用于对泄漏量没有特殊要求的场合。 双座阀 流体压力作用于两个阀芯上，不平衡力相互抵消许多，因此许用压差大， 在关闭时，因存在着加工误差，阀芯和阀座的两个密封面不能同时密封，因此泄漏量比单座阀大很多，同时温度变化泄漏量也会增大，这是它的突出缺点，所以不能用在工艺要求泄漏小的场合。 阀体流路较复杂，加之上下导向处易被固体颗粒卡住，不使用于高粘度、悬浮液，含固体颗粒等易沉淀、易堵塞的场合。,第一章,控制阀设计与技术,1.4 控制阀结构与设计标准 1.4.1 直行程控制阀,第一章,控制阀设计与技术,套筒阀 阀的稳定性好，由于套筒阀的阀塞设有平衡孔，可以减少介质作用在阀塞上的不平衡力，加上足够的阀塞导向，因此不易引起阀芯的振荡。 套筒提供的节流窗口可以改进为降低噪音的低噪音阀。 阀的泄漏量大，许用压差大，因为是双密封结构。 维修方便，套筒通过上阀盖压紧在阀体上，因此拆装简便。 阀塞自身导向，加上流路复杂，更容易堵卡。 角型阀 一种阀门结构，它的一个口与阀杆或执行机构在同一直线上，另一个口则与阀杆成一垂直角度。 流路简单，具有“自洁”性能，可使用于不干净介质场合； 流阻小，流量系数大。 需要角形连接的场合 阀体利于锻造毛坯，所以高压阀通常采用角形阀。 三通阀 三个管道连接口具有通常的合流（流体混合）或分流（流体分散）作用。可用于混温调节，减温减压器减温水配比调节，换热器调节及两种介质的混合及切换等，利用一个三通阀可代替两个两通阀并是调节系统简化。,第一章,控制阀设计与技术,蝶阀 阀体需要最小的安装空间。 它们具有大的流通能力、小的阀门压力损失。 蝶阀阀体具有每投资1美元流通能力的经济性，尤其是较大尺寸的蝶阀。 传统轮廓的阀板提供阀板旋转角最大至60度的调节式控制。拥有专利的动态流线型阀板适合用于需要90度阀板旋转角的应用场合。 阀体配合标准的凸面管道法兰。 如果阀门很大或压力降很高，蝶阀阀体可能需要高输出或大型的执行机构，因为操作力矩可能会很大。 有极其严格的泄漏要求的用于核电厂应用工况的阀体也可提供。 蝶阀展示出近似等百分比的流量特性。它们可以用调节或开关控制。在阀体或阀板表面上使用内衬或可调软阀座环可以获得软阀座结构。,1.4 控制阀结构与设计标准 1.4.2 旋转式控制阀,球阀 球阀有“O”形球阀和“V”形球阀之分，它利用球芯转动与阀座相割开的面积来调节流量，其使用特点如下： 最大的特点是流路简单，损失最小，“自洁”性能最好。 “O”形球阀无阻调节，流量系数最大，通常用于介质的两位切断。 这个结构类似于一个传统的球阀，但是在球上带有拥有专利轮廓设计的V形切口。V形切口球提供等百分比的流量特性。这种控制阀有良好的可调比、控制和关闭能力。“V”形球阀与阀座相对转动时产生剪切作用，尤其适用于高粘度、悬浮液、纸浆等不干净，含纤维介质的调节、切断。 偏心旋转阀它有偏心的阀芯旋转来调节和切断介质，综合了球阀与蝶阀的优点。具有泄漏量小，可兼做切断阀、可调比大、体积小、重量轻、流量系数大、动态稳定性高，阀效应不明显（一般阀门在临界点流量特性曲线将发生畸变，这种现象称阀效应）；阀芯不平衡力较小，适用温度广，通用性好。该阀综合性能优越，可以代替普通调节阀，它特别适用于要求调节范围宽，泄漏量小，流通能力大，阻力小的场合。如火力发电厂中的除氧器加热蒸汽调节阀、主凝水调节阀等。另外，流路简单还适用于高粘度介质（重油），主要缺点是公称压力较小，不能在高压系统中使用。,