控制阀培训讲义

山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑1气动阀电动阀山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑2主要内容：第一部分控制阀的基本知识第二部分控制阀的选型第三部分阀门定位器及附件第四部分控制阀门的使用和维修山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑3

第一部分控制阀的基本知识山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑4

控制阀结构紧凑的多弹簧执行机构集成式定位器安装

定位器安装一体化填料压盖标准配置的动态加载填料夹紧式上阀盖设计阀芯特性化1’山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑5气动调节阀的动作过程演示山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑6调节阀动作剖析图山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑7控制阀的定义：工业过程控制系统中调节流体流量的控制装置.

控制阀又可称调节阀。它可通过对流体流量的控制来调节流体的压力，温度，流量，液位等工艺参数。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑8控制阀应用：控制阀可应用于电力，石油天然气，化工，石化，冶金，制药，造纸，轻工，食品，电子等行业。

控制阀是影响工业过程控制系统的控制质量（控制精度）乃至产品质量的重要控制元件。控制阀的性能与控制精度直接影响工业生产的经济效益。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑9控制阀的构成：控制阀主要由两大部分组成：阀体＋执行器山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑10控制阀配置执行机构连接界面数字阀门定位器阀体山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑11控制阀的流量特性

控制阀的流量特性是指控制阀的行程在0－100％的范围内与对应的流经控制阀的流量之间的关系。压差恒定时阀门的流量特性称作固有流量特性。在压差等参数变化条件下阀门的流量特性称作实际流量特性。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑12控制阀的流量特性有三种等百分比流量特性线性流量特性抛物线流量特性山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑131.等百分比特性（对数）:

等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系，在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比，流量变化的百分比是相等的。所以它的优点是流量小时，流量变化小，流量大时，则流量变化大，也就是在不同开度上，具有相同的调节精度。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑142.线性特性（线性）:线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。流量大时，流量相对值变化小，流量小时，则流量相对值变化大。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑153.抛物线特性

:流量按行程的二方成比例变化，大体具有线性和等百分比特性的中间特性。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑16三种特性的性能

三种特性的分析可以看出，就其调节性能上讲，以等百分比特性为最优，其调节稳定，调节性能好。而抛物线特性又比线性特性的调节性能好，可根据使用场合的要求不同，挑选其中任何一种流量特性。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑17阀门耐压能力表述法有两种

-压力等级（CL）-公称压力（PN）

根据国际标准化组织（ISO）发布的标准，压力等级与公称压力之间的关系为CL150：PN20CL900：

PN150CL300：PN50CL1500：PN260CL600：PN110CL2500：PN420山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑18控制阀的主要性能指标

可调比－控制阀最大可控流量与最小可控流量的比值流通能力－特定条件下流经阀门的流量

气室密封性－特定压力下，特定时间内，执行器气室压力下降的程度山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑19流量系数：流量系数是指温度为40-60℉的水在1PSI（磅/平方英寸）的压降下，阀门某开度下每分钟流过阀门的（美)加仑数流量系数是表征阀门流通能力的参数。流量系数与阀门流道几何形状，阀门尺寸，阀门开度等参数有关。调节阀尺寸基本计算公式：Q=Cv√△P/G用不同符号表示不同介质流量系数。CV－－液体Cg－－气体Cs－－蒸汽山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑20采用国际单位制,流量系数用Kv表示

流量系数KV是指温度为5-40℃的水在100kPa的压降下，阀门某开度下每小时流过阀门的立方米数。Cv与Kv换算关系式：Cv=1.167Kv山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑21控制阀的偏差a.基本误差Ei=(li-Li)/LX100％

Ei-第i点的误差

li-第I点的实际行程

Li-第i点的理论行程

L-控制阀的额定行程b.回差

同一输入信号上测得的正反行程的最大差值c.死区（控制阀）

作用在执行器膜片上仍不能使其动作的压力区间即控制阀行

程上某点正反程信号之差。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑22（阀座）泄漏量：在一定压差，温度的条件下阀门全关时介质流过阀门的流量。泄漏量是衡量阀门内漏的指标关闭等级ANS

II－－VI山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑23阀体与管道的联接形式阀体与管道常用的联接方式有三种：1.螺纹联接

2.法兰联接

3.焊接山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑24按控制阀的结构分类笼式阀

单座阀

双座阀

三通阀

角阀

球阀碟阀山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑25直通阀山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑26角阀山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑27三通阀山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑28按控制阀的控制方式分类电动控制阀气动控制阀液动控制阀自力式控制阀山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑29按控制阀的动作方式分类

直行程控制阀角行程控制阀山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑30

第二部分控制阀的选型山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑31

选型应考虑的主要因素（1）要满足生产过程的温度、压力、液位及流量要求；（2）阀的泄漏及密封性要求;（3）阀的工作压差;（4）对提高阀使用寿命和可靠性的考虑；（5）对阀动作速度、流量特性的考虑；（6）对阀作用方式和流向的考虑；（7）对执行机构型式、输出力矩、刚度及弹簧范围的考虑；（8）对材质及阀经济性的考虑

调节阀的选型山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑32

选择调节阀时遵循的原则山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑33选择调节阀时遵循的原则

一。调节阀的结构型式：应能满足介质温度、压力、流动性、流向、调节范围以及严密性的要求。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑34二。

调节阀的流量特性：应能满足系统特性进行合理的补偿。

山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑351。直线性流量特性适用范围：①差压变化小，几乎恒定；②工艺流程的主要参数的变化呈线性；③系统压力损失大部分分配在调节阀上（改变开度，阀上差压变化相对小）；④外部干扰小，给定值变化小，可调范围要求小。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑362。等百分比特性适用范围：①实际可调范围大；②开度变化，阀上差压变化相对较大；③管道系统压力损失大；④工艺系统负荷大幅度波动；⑤调节阀经常在小开度下运行。

山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑37

3。除了以上两种常用的流量特性之外，还有抛物线特性和快开特性等其他流量特性的调节阀。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑38三。调节阀的口径：应能满足工艺上对流量的要求。

根据已知的流体条件，计算出必要的Kv值，选取合适的调节阀口径。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑39四。调节阀的材料：应能满足介质的温度、压力、压差、腐蚀性的要求。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑40五。调节阀执行机构输出力：应能满足现场使用压差的要求，其刚度应满足系统稳定的要求；开关型式应满足系统安全运行的要求。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑41六。调节阀在选择时，同时要考虑在特殊情况下，通过阀门定位器、电磁阀、限位开关等辅助装置使阀门应满足运作时间、分程控制等要求。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑42调节阀的作用方式1.气开

输入气压增加，阀门开度增大，失气时关闭。2.气关输入气压增加，阀门开度减小，失气时全开。选型要了解阀的作用方式山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑43山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑44山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑45

考虑原则是：万一输入到气动执行器的气压信号由于某种原因（例如气源故障、堵塞、泄漏等）而中断时，应保证设备和操作人员的安全。如果阀处于打开位置时危害性小，则应选用气关式，以使气源系统发生故障，气源中断时，阀门能自动打开，保证安全。反之阀处于关闭时危害性少，则应选用气开阀。遵循安全原则

气开式与气关式的选择

山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑46例:

对气开式气关式调节阀的选择

蒸汽射泵蒸汽阀蒸汽冷凝水气开式气关式水阀汽水分离器如图：纸机三段汽射泵流程山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑47各种控制阀的特点及应用场合山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑48蝶阀的特点①要求节流、调节控制流量；②泥浆介质及含固体颗粒介质；③要求阀门结构长度短的场合；④要求启闭速度快的场合；⑤压差较小的场合。

蝶阀不仅在石油、煤气、化工、水处理等一般工业上得到广泛使用，而且还应用于热电站的冷却水系统。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑49

介质流向蝶板正面为正向流动，介质流向蝶板背面为

反向流动

介质的流向(蝶阀)山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑50闸阀的特点

闸阀是通常应用于开启-关闭场合，作为截止介质使用，不能用于节流应用，在全开时整个流通直通，此时介质的运行的压力，损失最小。闸阀通常适用于，不需要经常启闭，而且保持闸板全开或全闭的工况。不适用于作为调节、节流使用。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑51V型调节阀的特点V型调节阀最适宜控制纸浆、污水和含有纤维性介质，以及含有微小固体悬浮介质，关闭时V型开口与阀座之间具有剪切作用，可将纤维物料切断。V型开口阀芯提供近似等百分比的流量特性。该阀具有流道通畅，流量系数大，可调比大，阀座带有增能环，可调节密封力，密封性能好，重量轻，动作可靠，使用维护方便等特点。被广泛应用于石油、化工、造纸、冶金、污水处理等工业部门。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑52

V形球阀的允许流向

介质流向球体凸面为正向流动，介质流向球体凹面为反向流动V形球阀的流向山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑53O型球阀的特点O型球阀，具有功能强、体积小、泄露量低、性能可靠、流通能力大，也适合于介质是粘稠，含颗粒，纤维性质的场合。广泛应用于食品、环保、轻工、石油、造纸、化工、轻纺、电力等行业。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑54气动薄膜阀的特点气动薄膜阀，具有结构紧凑、动作灵敏、体形小、重量轻、压降损失小、阀容大、密封性能好、维修方便等优点。而广泛应用于精确控制蒸汽、气体等介质，在石油、化工、冶金、电力、轻纺等行业中广泛应用。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑55控制阀的定位器及附件

第三部分山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑56调节阀附件的选择附件的作用就在于使控制阀的功能更完善、更合理、更齐全山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑57调节阀的附件阀门定位器、阀位开关、电磁阀、手轮机构、空气过滤减压器、储气罐等阀门附件应根据需要合理配置.山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑58气动调节阀的附件选择(一)阀门定位器阀门定位器是气动执行器的主要附件，分气动和电-气二种型式。它与气动执行器配套使用，用来提高阀门的位置精度，克服阀杆摩擦和介质不平衡力的影响，从而保证阀门按照调节器来的信号实现正确定位。

山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑59下列情况下，要配定位器

1、介质压力高、压差大的时候；

2、调节阀的口径大时(DN>100)；

3、高温、低温、高温高压调节阀，波纹管密封调节阀；各类活塞式调节阀；

4、需要提高调节阀的动作速度时；

5、用标准信号、操作非标准弹簧的执行机构时(20～100KPa以外的弹簧范围)；

6、用于分程控制时；

7、使阀门实现反向动作时(气关式和气开式互相转换)；

8、需要改变阀的流量特性时(可以改变定位器凸轮)；

9、弹簧复位执行机构或双作用活塞执行机构，要实现比例动作时；

10、用电信号去操作气动执行机构时，必须配电-气阀门定位器或电-气转换器。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑60气动调节阀的附件选择(二)电磁阀当系统需要实现程序控制或两位控制时，需要配用电磁阀。选用电磁阀时，除要考虑交、直流电源及电压、频率外，还必须注意电磁阀与调节阀作用型式的关系，可配用“常开型”或“常闭型”，单电控或双电控。如果要求加大电磁阀的容量，来缩短动作时间，可以并联使用两台电磁阀或加大电磁阀通径或把电磁阀作先导阀与大容量气动继动器组合使用。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑61气动调节阀的附件选择(三)气动继动器气动继动器是一种功率放大，它能将电磁阀、定位器输出的小信号进行压力或流量放大，克服由于信号管线细长所带来的滞后，也可增加阀门的动作速度，实现快速切断和紧急开启之用。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑62气动调节阀的附件选择(四)转换器转换器是实现气、电信号之间比例关系相互转换，主要用于电信号操纵气动执行机构时将0～10mA或4～20mA电信号转换成20～100KPa气信号，是电动仪表与气动仪表之间的转换环节。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑63(五)空气过滤减压器空气过滤器主要功能是将来自空压机的压缩空气进行过滤净化并将压力稳定在所需要的数值上，与阀门定位器及其它气动仪表、电磁阀、活塞式执行机构配套使用。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑64山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑65气动调节阀与附件的成套实例如下图：①空气过滤减压器②气动(电-气)阀门定位③电磁阀④气动保位阀⑤行程开关⑥阀位传送器⑦气动三联件⑧油雾器⑨空气安全阀⑩侧装平轮⑾顶装手轮⑿窜气阀山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑66减压阀山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑67定位器山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑68开关盒山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑69电磁阀山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑70山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑71配备定位器调节阀的动作山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑72智能定位器的工作原理山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑73定位器动画山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑74了解定位器的功能山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑75例1：NELES定位器的构造山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑76山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑77NELES定位器的技术规范

输入信号：4~20mADC，0~20mADC

分程范围：4~12mA，12~20mA

输入电阻（最大）：190Ω

反馈轴旋转角度（最大）：90°

旋转角度与输入信号关系：线性

气源压力：0.14~0.8MPa

气压影响：<%/10kPa

环境温度：-25~+85℃

空气消耗量（最大）：0.9m3/h山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑78

基本调校（1）接通气源和输入信号，注意极性。

（2）设置输入信号比阀限高或低2%（0.3mA），即4.3mA和9.7mA，调节阀零螺母直到执行气慢慢地到达关闭位置，当信号改变4%，即0.6mA时，阀门应稍微打开一点儿。

（3）设定输入信号20mA，则阀门应当完全打开，开度在100%，阀门在98%的位置，即19.7mA时，阀门也应完全开启，否则的话，则调整量程电位器即可，逆时针调节增大量程，顺时针调节减小量程。

（4）零点和量程的调整是相互影响的，因此以上的调整应当重复几次，直到符合要求为止。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑79例2：ZPD-2000定位器山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑80定位器与阀的配和山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑81山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑82山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑83

定位器故障的原因以及解决方法山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑84山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑85控制阀的使用与维修

第四部分山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑86当气室输入了0.02～0.10MPa信号压力之后，薄膜产生推力，使推力盘向下移动，压缩弹簧，带动推杆、阀杆、阀芯向下移动，阀芯离开了阀座，从而使压缩空气流通。当信号压力维持一定时，阀门就维持在一定的开度上。控制阀的工作过程首先了解一下：山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑87调节阀的技术指标基本误差：在规定的基本条件下，实际行程的特性曲线与规定行程的特性曲线之间的最大差值。回差：同一输入信号上升和下降的两个相应行程之间的最大差值。始终点偏差：始点偏差也称为零点误差，终点偏差也称为终点误差。仪表在规定的使用条件下工作时，当输入的信号范围的上、下限值时，调节阀的相应行程值的误差为始、终点偏差。额定行程偏差：仪表在规定的使用条件下工作时，输入信号范围上限值的规定值时的偏差，称为额定行程偏差。死区：输入信号沿正反方向变化而不致引起行程有任何可觉察变化的区间。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑88调节阀的现场校验与调试调节阀基本误差、回差、始终点偏差的校验方法：将输入信号平稳地按正反两个方向输入执行机构，测量各检测点的校验的行程值按规定的次数测试之后，计算相关偏差值。一般检测点至少要包括信号范围的0%、25%、50%、75%、100%这五个点。校验过程中，输入信号只能单向增大或减小，不允许输入信号超过设定点后又返回设定点。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑89调节阀的现场校验与调试调节阀额定行程偏差的校验方法：将全开信号（100%）输入执行机构待调节阀阀杆停止移动后，输入信号范围120%的信号，测量阀杆再移动的行程。阀杆再移动的行程与额定行程之比为额定行程偏差。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑90调节阀的现场校验与调试泄漏量的校验方法：调节薄膜气室压力，是调节阀全关；将温度为室温、压力相对恒定的水接入调节阀入口，调节阀出口端放空；用量杯测量出口端1min的漏水量，该水量即为调节阀的泄漏量。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑91调节阀的现场校验与调试调节阀的密封性测试：将1.1倍公称压力的室温水接入出口段封闭的调节阀，然后阀杆往复运动1~3次，并对填料函及上下阀盖与阀体的连接处连续观察5min，无渗漏现象为合格。山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑92调节阀的现场校验与调试调节阀的耐压测试：将1.5倍公称压力的室温水接入阀杆处于全开位置、出口端封闭的调节阀，使所有阀腔同时受压至少5min，无肉眼可见的渗漏现象为合格。

山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑93延长控制阀使用寿命的因素a.正确的选型b.良好的安装工艺c.科学的维护保养d.适时妥当的维修

山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑94保养日常检查，及时发现异常现象，紧固松动件小修清洗检查阀杆和执行机构推杆，更换损坏附件中修包括小修的内容。研磨密封面，更换密封件大修包括中修的内容。修补阀体，修理或更换执行机构损坏零件，更换

执行机构膜片等

山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑95

控制阀的检修流程

有

无

确定检修方案订购备件在线诊断检测修前准备调校修理检测检验检测结束阀门有无问题?

控制阀的使用与维修山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑96确定控制阀检修方案应考虑的因素A.控制阀的使用时间您的控制阀已经使用多长时间而未经修理了？B.控制阀的使用工况及在控制系统中的作用您的控制阀的工作压力，温度，介质怎样？是否处于系统中的重要位置？C.控制阀的运行状况在日常保养中，您发现您的控制阀是否存在故障或可能存在故障？D.控制阀预期的运行周期

现在您的控制阀的运行是否接近或超过您预计的维修期限

控制阀的使用与维修山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑97控制阀在线诊断检测服务主要内容a.检测阀门（整体）工作性能b.检测I/P工作性能c.检测定位器工作性能d.检测执行器和阀门工作性能e.检测阀门关闭状况f.提供检测报告及阀门维修建议

控制阀的使用与维修山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑98阀体部分重要密封面a.滑动密封面b.静密封面c.阀塞/阀座密封面密封面失效的原因滑动密封面－机件的边界润滑状态遭到破坏静密封面－介质的冲蚀损坏－密封面有杂质

－密封面光洁度差

控制阀的使用与维修山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑99

控制阀的使用与维修

控制阀的上线安装基本要求安装前吹扫管道，检查阀体内部是否有杂质，尽可能以标准方位安装，安装时注意阀体上的介质流向箭头。直通阀对于焊接式阀体，如果其材质特殊，需要进行焊后热处理，在热处理前应取出阀内件以免阀内橡塑件损坏或螺纹联接处或静配合处产生松动球阀安装前检查确认阀门的开关位置。切实均匀旋紧法兰螺栓，避免球体偏磨，内漏确认阀门允许流向是否与介质流动方向相符碟阀气关式阀门应先通气使阀门关闭再上线安装。注意介质流向。确认阀门的开关位置山东晨鸣纸业胶版纸动力任希庆编辑100③为了便于维护检修，调节阀应安装在靠近地面或楼板的地方，为了检修拆卸方便，应注意调节阀距离地面（或楼板）留有适当的高度