控制閥小白第一課：控制閥選型的要點(45年經驗老工程師分享)

　　近幾年安全生產問題頻頻被大眾所關注，相信大家還記得《烈火英雄》這部基于真實事件改編的電影，講述了一次重大火災事故中，消防員們英勇無畏地與火魔搏斗，最終成功控制了火勢，保護了民眾的生命財產安全。在這部電影中，一個特別的情節是消防員需要關閉一個大型的石油儲罐閥門，以切斷燃料供應，防止火勢蔓延。這個閥門的轉動需要8000圈才能完全關閉，耗時長達六個小時，這反映了 控制閥選型在極端條件下的重要性 和挑戰。

　　可以說控制閥的選型對于工業過程控制系統來說至關重要，它直接影響到生產效率、能源消耗、產品質量以及系統的穩定性和安全性。以下是控制閥選型重要性的幾個關鍵方面：

　　1) 精確控制 ：控制閥是過程控制系統中的執行器，負責調節流體的流量，以達到設定的工藝條件。一個正確選型的控制閥可以提供所需的精確控制，確保過程變量(如溫度、壓力、流量)維持在目標范圍內。

　　2) 節能和成本效益 ：不當的選型可能導致控制閥在非最優工況下運行，造成能量浪費和不必要的成本開支。例如，過大的控制閥會導致泵送或壓縮設備工作在更高的能耗狀態，而過小的控制閥則可能限制流體流動，影響生產效率。

　　3) 響應速度和穩定性 ：控制閥的響應速度和動態特性對其所處的閉環控制回路的穩定性有重大影響。不合適的選型可能會導致控制回路振蕩，影響過程的穩定性和安全性。

　　4) 維護和使用壽命 ：控制閥的不當選型可能會加速其磨損和故障，導致頻繁的維護和更換，增加運營成本。例如，過大的控制閥長期處于小開度工作，可能因流體侵蝕而提前損壞。

　　5) 適應性和靈活性 ：隨著工藝條件的變化，一個可調范圍寬廣且選型適當的控制閥可以更好地適應不同工況，無需頻繁更換或調整。

　　6) 安全性 ：在某些關鍵應用中，如緊急關斷或放空系統，控制閥的可靠性和響應時間直接關系到人員和設備的安全。

　　7) 合規性和標準 ：許多行業都有嚴格的安全和環保法規，控制閥的選型需要符合相應的標準，避免違規風險。

　　那么 作為一名控制閥行業的小白，該如何來掌握控制閥選型的要點呢? 這里我們不講復雜的分析，分享一個擁有 45年控制閥行業從業經驗的老工程師的選型要點 ，一起來學習一下。

　　圖1：不同尺寸閥門的安裝特性曲線展示(這兩個閥門是等百分比流量特性的閥門)

　　圖1描繪了兩個不同尺寸的閥門在同一系統中的安裝特性曲線，這些閥門均采用等百分比流量特性設計，而系統本身含有大量管道。

　　值得注意的是，兩條曲線在規定最大流量550加侖每分鐘(gpm)之前，呈現出接近線性的流量特性。其中，3英寸閥門(綠色曲線)的選型恰到好處，而6英寸閥門(紅色曲線)則明顯過大。

　　3英寸閥門之所以選型得當，是因為它遵循了一條經驗法則： 在最大要求流量550gpm時，閥門的開度應在60%～80%之間 。這條規則對閥門用戶而言是極為有利的，因為它巧妙地平衡了充分利用閥門控制范圍與提供良好流量調節的需求，同時確保了充足的安全余量。

　　3英寸閥門能夠在550gpm的基礎上額外處理約20%的流量，這通常是足夠的;相比之下，6英寸閥門則能在同一基礎上處理高達60%的額外流量，顯然超出了實際需求。

　　那么， 恰當的選型如何轉化為更佳的控制效果呢?

　　如果3英寸閥門在正確選型的情況下，其開度每增加1%，流量將相應增加8gpm。

　　而若6英寸閥門同樣增加1%的開度，則流量將激增20 gpm。

　　所有閥門在操作過程中都存在一定的粘滯性。 隨著時間推移，特別是在頻繁調整填料的情況下，閥門的最小移動增量可能固定在1%左右。

　　因此，假設在理想狀態下，這些閥門能夠以1%的開度增量進行精準定位，那么3英寸閥門便能實現8gpm的流量微調，而6英寸閥門的流量控制則僅限于20gpm的增量。

　　通常， 控制閥選型過大，其控制精度隨之下降 。 理想的閥門最小開度應保持在20%左右，以確保在低流量區域有足夠的安全緩沖。 然而，這一目標并非總是易于實現。有幾個關鍵點應當銘記于心： 在最大要求流量時，閥門開度位于60%～80%的控制閥，將展現出最佳的控制性能。

　　對于 全通徑球閥、分段球閥及高性能蝶閥，其正確選型往往意味著比管道小兩號 。

　　而 直通控制閥的恰當選型則通常要求比管道小一號 。為了規避控制范圍低端可能遇到的難題，閥門開度不宜遠低于20%，只要條件允許。

　　閥門制造商發布的Cv值表格通常從10%起步，這意味著更低開度下的閥門行為鮮為人知。

　　過大的控制閥在實踐中十分常見。在進行選型計算時，壓力降(ΔP)的確定不可隨意，必須依據系統在各設計流量率下的靜態分析結果。

　　文字來源：微信公眾號 控制閥事務所