調(diào)節(jié)閥在現(xiàn)代化工廠的自動(dòng)控制中，調(diào)節(jié)閥起著十分重要的作用，這些工廠的生產(chǎn)取決于流動(dòng)著的介質(zhì)正確分配和控制。這些控制無論是能量的交換、壓力的降低或者是簡單的容器加料，都需要某些終控制元件去完成。

在化工生產(chǎn)工藝流程中的管路和設(shè)備中，有大量的流體流量調(diào)節(jié)閥對(duì)保證設(shè)備的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。它們有多種結(jié)構(gòu)形式，分別適用于不同場合。調(diào)節(jié)閥又名控制閥，在工業(yè)自動(dòng)化過程控制領(lǐng)域中，通過接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號(hào)，借助動(dòng)力操作去改變介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)的終控制元件。其主要作用即用于調(diào)節(jié)流量，以保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。它們有操作簡單、方便，易于控制等特點(diǎn)，故受到廣泛的應(yīng)用。但也有消耗能量過大、閥門元件易損等缺陷，若設(shè)計(jì)使用不當(dāng)，會(huì)給生產(chǎn)帶來影響。本文主要討論的是對(duì)管路流量調(diào)節(jié)過大、輸送流體溫度過高，可能會(huì)產(chǎn)生的汽蝕和閃蒸現(xiàn)象以及其對(duì)調(diào)節(jié)閥的破壞及防止方法。

1.出現(xiàn)蝕和閃蒸的原因分析

1.1 流體在調(diào)節(jié)閥中的流動(dòng)過程

液體在調(diào)節(jié)閥的流道中的流動(dòng)過程是極其復(fù)雜的，根據(jù)連續(xù)性方程：

uAp=常數(shù)

式中u——截面平均流速，m/s；

A—— 流道截面積，m2；

p—流體介質(zhì)的密度，kg/m3。

對(duì)于不可壓縮的流體，p=常數(shù)，因此uA=常數(shù)，亦即流體的流速和通過該截面的截面積成反比。

同時(shí)，又根據(jù)伯努利方程式[1]：

式中z——位置標(biāo)高，m；

p——靜壓強(qiáng)，Pa；

g—— 重力加速度，kg?m/s2。

忽略管道進(jìn)出口流體的位置標(biāo)高差別，如果通過截面時(shí)的流速增大，則意味著斷面的壓力將下降，當(dāng)流體的壓力下降到該溫度下的飽和壓力Pv時(shí)，液體將出現(xiàn)汽化，同時(shí)發(fā)生汽蝕或閃蒸現(xiàn)象。

由于汽蝕現(xiàn)象和閃蒸現(xiàn)象對(duì)設(shè)備有較大的破壞力。我們以前僅對(duì)離心泵的汽蝕現(xiàn)象研究較多，而對(duì)管路中調(diào)節(jié)閥可能產(chǎn)生的汽蝕和閃蒸現(xiàn)象造成的破壞未引起足夠重視，因此研究防止液體在流動(dòng)過程中產(chǎn)生汽蝕和閃蒸的機(jī)理將顯得更加重要。

自力式調(diào)節(jié)閥依靠流經(jīng)閥內(nèi)介質(zhì)自身的數(shù)字壓力表、攝氏度作為能源驅(qū)動(dòng)閥門自動(dòng)工作，不需要外接電源和二次儀表。而拋物線特性又比線性特性的調(diào)節(jié)性能好，可根據(jù)使用場合的要求不同，挑選其中任何一種流量特性。這種自力式調(diào)節(jié)閥都利用閥輸出端的反饋信號(hào)源（數(shù)字壓力表、壓差、攝氏度）通過信號(hào)源管傳遞到運(yùn)行組織驅(qū)動(dòng)閥瓣改變閥門的開度，達(dá)到調(diào)節(jié)數(shù)字壓力表、流量、攝氏度的目的。這種調(diào)節(jié)閥又分為直接功用式和間接功用式兩種。

自力式調(diào)節(jié)閥直接功用自力式調(diào)節(jié)閥又稱為彈簧負(fù)載式，其結(jié)構(gòu)內(nèi)有彈性元件如：彈簧、波紋管、波紋管式的溫包等，利用彈性力與反饋信號(hào)源平衡的原理。 如果是數(shù)字壓力表自力式調(diào)節(jié)閥，反饋信號(hào)源就是閥的出口數(shù)字壓力表，通過信號(hào)源管引入運(yùn)行組織。2、安裝放空閥或排放閥，任何一個(gè)管路設(shè)計(jì)和安裝，在切斷時(shí)都會(huì)不可避免地積留高壓液體，如果積聚流體的潛在能量有很大危險(xiǎn)性，應(yīng)在調(diào)節(jié)閥的每一側(cè)安裝放空閥或排放閥，在積聚有大量高壓物料的閥門，要安裝兩個(gè)放空閥或排放閥。 如果是流量自力式調(diào)節(jié)閥，閥的出口處就有一個(gè)孔板（或者是其他阻力裝置）由孔板兩端取出壓差信號(hào)源引入運(yùn)行組織。 如果是攝氏度自力式調(diào)節(jié)閥，閥的出口就有攝氏度傳感器（或者溫包）通過攝氏度傳感器內(nèi)介質(zhì)的熱脹冷縮驅(qū)動(dòng)運(yùn)行組織。

調(diào)節(jié)閥安裝時(shí)，必需考慮到調(diào)節(jié)閥在現(xiàn)場維修或日常拆卸維修工作，維修費(fèi)用的高低取決于接近閥門的方便性，如果需要拆卸帶有閥桿和閥芯的頂部組件，閥門的上方應(yīng)留有足夠的空隙，如果需要拆卸底部法蘭和閥桿、閥芯部件、閥門的底部應(yīng)留空隙。調(diào)節(jié)閥材料的接觸介質(zhì)可能與檢測元件的接觸介質(zhì)不同，所以，對(duì)調(diào)節(jié)閥的耐腐蝕性能、強(qiáng)度、剛度等提出更高要求。如果需要拆卸閥門的附件如手輪、閥門、保位閥等閥門的側(cè)面應(yīng)留空隙，拆卸閥體法蘭上的螺栓，應(yīng)有足夠的空隙，如果管道是垂直的，調(diào)節(jié)閥非水平安裝不可，則需要用吊鉤或拉條把執(zhí)行機(jī)構(gòu)支撐在管道上，或者用V型螺栓管卡和支板把調(diào)節(jié)閥支承起來，消除熱膨脹的影響。

流量調(diào)節(jié)閥選購時(shí)要注意：除了一般工業(yè)過程控制之外，在實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)工廠里還存在許多需要控制很小流量的應(yīng)用場合，如此小的流量使其全開流量比一般閥的泄漏量還小，所以僅憑一般的機(jī)械加工，一般的工藝是無法保證的，能解決問題的方法是對(duì)每臺(tái)閥的流量特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)標(biāo)定，以終標(biāo)定的，具體的，真實(shí)的流量來說明。為此，閥桿設(shè)計(jì)得非常細(xì)小，填料又常用摩擦系數(shù)小的四氟填料，以便減少回差，但由此派出的問題是閥桿細(xì)，則易彎，填料壽命也短。

   結(jié)構(gòu)形式——通常解決小流量控制問題有兩種方法：

  （1）在標(biāo)準(zhǔn)閥體中采用特殊閥內(nèi)件。這種方法通?？勺龅終v=0.03左右，在標(biāo)準(zhǔn)閥體中采用特殊閥內(nèi)件具有很好的經(jīng)濟(jì)性和擴(kuò)展性，因?yàn)檫@將減少對(duì)特殊閥體和執(zhí)行機(jī)構(gòu)備品備件的要求，同時(shí)也為將來流量的擴(kuò)大提供了方便（將來僅需更換標(biāo)準(zhǔn)閥體內(nèi)件）。

  （2）為超小流量調(diào)節(jié)而設(shè)計(jì)的專用調(diào)節(jié)閥可以做到Kv值為0.001左右，具有近似直線特性，一體化鍛造，結(jié)構(gòu)緊湊且重量輕。