在每個當代工業(yè)領(lǐng)域中，因為生產(chǎn)工藝流程全過程、目標工作狀況和控制方式不盡相同，對調(diào)節(jié)閥門也提出了各種各樣的需要。進而產(chǎn)生了適合不一樣情況的各種各樣調(diào)節(jié)閥門和相對應(yīng)的調(diào)節(jié)方式。

調(diào)節(jié)閥門在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中是不可缺少的，這是構(gòu)成工業(yè)生產(chǎn)自動化技術(shù)的關(guān)鍵步驟。在大部分調(diào)整場所應(yīng)用單獨調(diào)節(jié)閥門就足夠融入生產(chǎn)制造必須。但一些前提下，比如有些加工過程規(guī)定有很大區(qū)域的數(shù)據(jù)流量轉(zhuǎn)變，而單獨調(diào)節(jié)閥門的可調(diào)節(jié)范疇R則是比較有限的，就無法合理地完成調(diào)整。中國設(shè)計方案的調(diào)節(jié)閥門一般R=30。若采用一個調(diào)節(jié)閥門，最大流量與最低總流量相距不可以太差距，不然，滿足了最大流量，最少總流量時閥門開度不大，這將促使閥心、高壓閘閥受液體磨蝕比較嚴重，縮短壽命，特點受到影響，乃至不可以工作中。

一般調(diào)節(jié)閥門最少開啟度應(yīng)不小于10%。這時候為達到生產(chǎn)制造上流量大范疇轉(zhuǎn)變的需要，可使用2個或是好幾個調(diào)節(jié)閥門（調(diào)節(jié)閥門組）并接一同調(diào)整。這時候，調(diào)節(jié)閥門組的可調(diào)式范疇大大增加，既可以達到生產(chǎn)制造里的規(guī)定，又能改進調(diào)節(jié)閥門的工作條件，可維持閘閥的特點，延長壽命，提升調(diào)整品質(zhì)。

2 調(diào)節(jié)閥門流量特性

調(diào)節(jié)閥門的流量特性就是指液體根據(jù)閥體的相應(yīng)總流量與閘閥相對性開啟度相互關(guān)系，即：

Q/Q_max=f（I/L）

一般來說，更改調(diào)節(jié)閥門閥心、高壓閘閥間的節(jié)流閥總面積，便能夠調(diào)節(jié)流量。

2.1 調(diào)節(jié)閥門的原有流量特性

調(diào)節(jié)閥門在前后左右壓力差穩(wěn)定的前提下獲得的流量特性稱之為原有流量特性（或理想化流量特性）。調(diào)節(jié)閥門的原有流量特性在于閥心的樣子，不一樣的閥心斜面可獲得不一樣的流量特性。大部分技術(shù)專業(yè)指南上只介紹了平行線、多數(shù)（等百分數(shù)）、雙曲線和快開流量特性，對碟閥談及很少，而伴隨著電動執(zhí)行器的發(fā)展，其穩(wěn)定性及特性提升，凈重降低維護保養(yǎng)簡單，電動蝶閥的運用愈來愈普遍，許多公共場合都使用了碟閥 電動執(zhí)行器。現(xiàn)依據(jù)碟閥構(gòu)造特點測算如下所示：

由碟閥構(gòu)造特點得：

d（Q/Q_max）/d（I/L）=Ksin[90°（I/L）]

式中K為常量。

積分兌換后，帶到初始條件得：

Q/Q_max=1-[（R-1）/R]cos[90°（I/L）]

式中R為調(diào)節(jié)閥門可調(diào)式比。

三種常見流量特性的公式計算較為見表1。

表1 三種流量特性公式計算

由公式計算可估算出R=30的三種典型性原有流量特性的相對性開啟度和相應(yīng)總流量。

調(diào)節(jié)閥門商品選型手冊上標明碟閥的流量特性為：類似等百分數(shù)。由估算得到碟閥的流量特性處于平行線特點與多數(shù)特點中間，能夠當作類似等百分數(shù)。

再看調(diào)節(jié)閥門總流量的相應(yīng)轉(zhuǎn)變：企業(yè)偏移轉(zhuǎn)變導(dǎo)致的數(shù)據(jù)流量轉(zhuǎn)變與其點的原來總流量的比率，即[d（Q/Q_max）/d（I/L）]/（Q/Q_max）。平行線流量特性閥在小開啟度工作的時候，操縱功效太強，易造成超調(diào)量；在大開啟度工作的時候，操縱功效弱，不足立即。多數(shù)流量特性閥在一切開啟度工作的時候，總流量相對性轉(zhuǎn)變同樣，操縱功效一致，不容易因開啟度轉(zhuǎn)變造成調(diào)整功能的轉(zhuǎn)變。碟閥自零開始，在小月兒度時緩沖作用遠小于平行線特點閥和多數(shù)特點閥，當開啟度比較大時，與平行線特點閥比較類似；僅有在開多度中區(qū)，緩沖作用不錯，兩邊時緩沖作用比較弱。

2.2 調(diào)節(jié)閥門的工作中流量特性

在現(xiàn)實使用時，閥體兩邊的壓力差并不是穩(wěn)定不會改變。因此以上原有流量特性只不過一種理想化流量特性罷了。調(diào)節(jié)閥門在現(xiàn)實使用時獲得的流量特性稱之為工作中流量特性。它不僅僅在于閥心的樣子，而且還與調(diào)節(jié)閥門管路狀況相關(guān)。管路壓力損害與水流量的平方米正相關(guān)。

當調(diào)節(jié)閥門與管路串連時，其流量特性的計算公式為：

式中：S為調(diào)節(jié)閥門全開落的壓力差與系統(tǒng)總壓差比例（S=ΔP_1min/ΔP）。

當S=1時，即是原有流量特性；隨S值的減少，總流量特性曲線產(chǎn)生崎變，往上翹起。平行線特點趨于快開特點，等比例特點趨于平行線特點。因而，期待流量特性為平行線時，應(yīng)依據(jù)S值的尺寸挑選碟閥特點或等比例特點。一般S值不少于0.3。

當調(diào)節(jié)閥門與管路并接時，其流量特性的計算公式為：

Q/Q_max=xf（I/L） （1-x）

式中：x為調(diào)節(jié)閥門全開落總流量與主管最大流量比例（S=Q_1min/Q_max）。

當x=1時，旁通關(guān)完，即是原有流量特性；隨x值的減少，雖總流量特性曲線轉(zhuǎn)變并不大，但可調(diào)式比明顯減少。因而，一般X值不可小于0.8。

3 調(diào)節(jié)閥門組的流量特性

3.1 調(diào)節(jié)閥門組的原有流量特性

調(diào)節(jié)閥門組的流量特性與調(diào)節(jié)閥與管路并接時的流量特性相近，但管路摩擦阻力變成閘閥摩擦阻力，配有閘閥1、閘閥2并接應(yīng)用，流量特性各自為f₁，f₂。

由調(diào)節(jié)閥門總流量方程式發(fā)布

Q² = K·f²·ΔP，

Q = A·V

由并接氣體壓力相同發(fā)布

ΔP₁=ΔP₂=ΔP_1min=ΔP_2max

又

S=ΔP_1min/ΔP

ΔP_總=ΔP_閥 ΔP_管，ΔP_管=K_管·V²

假定總壓力降保持一致，將2個閥的性能及最高值帶入公式計算可解出來：

由公式計算可看得出：

2個規(guī)格同樣調(diào)壓閥：即K₁=K₂，則Q/Q_max=（f₁ f₂）/2，為2個調(diào)節(jié)閥門之均值。

2個類似閥同歩姿勢：即f₁=f₂，則Q/Q_max=f₁=f₂，流量特性等同于一個調(diào)節(jié)閥門。

閥2固定不動開啟度，閥1調(diào)整：設(shè)閥2開數(shù)為f₂(c/L)

3.2 調(diào)節(jié)閥門組的工作中流量特性

在現(xiàn)實使用時，調(diào)節(jié)閥門組的工作中流量特性需考慮到串連管路的摩擦阻力。

可獲得：

由公式計算可看得出：隨S值的減少，總流量特性曲線產(chǎn)生崎變，往上翹起。

2個規(guī)格同樣碟閥：即K₁=K₂，則

若兩閥再同歩姿勢：即f₁=f₂，則與單獨調(diào)節(jié)閥門一樣。

閥2固定不動開啟度，閥1調(diào)整：設(shè)閥2開數(shù)為f₂（c/L）

當S=1時：

當閥2關(guān)完時：f₂（c/L）=0，則與調(diào)節(jié)閥門1的調(diào)整特點f₁一致。

當閥2全開落：f₂（c/L）=1，則

3.3 調(diào)節(jié)閥門組的可調(diào)式比

若調(diào)節(jié)閥門的可調(diào)式比R=30，則由一個Φ400和2個Φ750調(diào)節(jié)閥門一同調(diào)整時的可調(diào)式比將大大增加，R=（3.5 3.5 1）/（1/30）=240，是單獨調(diào)節(jié)閥門的8倍。

4 調(diào)節(jié)閥門組的運用與控制方式

在好幾個調(diào)節(jié)閥門構(gòu)成的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，有挑選調(diào)節(jié)系統(tǒng)、分程調(diào)節(jié)系統(tǒng)、連動調(diào)節(jié)系統(tǒng)等種類。在其中挑選調(diào)整系統(tǒng)是依據(jù)生產(chǎn)制造必須，在幾臺調(diào)節(jié)閥門中挑選一臺由控制器實現(xiàn)操縱；分程調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由兩部調(diào)節(jié)閥門或大量做為一臺來考慮到，由一臺控制器的導(dǎo)出按段操縱兩部調(diào)節(jié)閥門調(diào)整；而連動調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由兩部或大量調(diào)節(jié)閥門作為一個總體來考慮到，由一臺控制器在全部導(dǎo)出范圍之內(nèi)與此同時操縱兩部調(diào)節(jié)閥門或大量調(diào)節(jié)閥門，而非按段調(diào)整。好多個與此同時姿勢的調(diào)節(jié)閥門大流量特性與單獨調(diào)節(jié)閥門大不一樣。

下邊以某煉鐵高爐減壓閥組為例子詳細介紹連動調(diào)節(jié)方式。

在高爐煉鐵生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)窯工作壓力的操縱是十分關(guān)鍵的。轉(zhuǎn)窯工作壓力在液化氣上升管檢驗二點，送進DCS系統(tǒng)軟件后，對減壓閥組的開啟度開展調(diào)整，保持轉(zhuǎn)窯工作壓力在加工工藝預(yù)設(shè)值。減壓閥組由一個Φ400自動閥A，2個Φ750測量范圍閥B和C及一個Φ750快開閥D構(gòu)成，均為碟閥，而且為靈活運用焦爐煤氣的余壓開展發(fā)電量，在二文式塔后又使用了TRT（余壓發(fā)電設(shè)備），因而轉(zhuǎn)窯工作壓力自動控制系統(tǒng)比較繁雜?？扉_閥D只在TRT應(yīng)急關(guān)閉設(shè)備快速打開，避免轉(zhuǎn)窯工作壓力大幅度升高。

在基本儀表盤控制方式下，只有將一個閥資金投入自動調(diào)節(jié)，其他閥則由檢驗人員開展手動調(diào)節(jié)?？墒且粋€閥的壓力調(diào)節(jié)范疇比較有限，假如轉(zhuǎn)窯工作壓力變化比較大，非常容易使全自動調(diào)節(jié)閥門超限額，這時候已不能對轉(zhuǎn)窯工作壓力開展自動調(diào)節(jié)，僅有靠人工控制其他手閥的閥位，才可以保持一定的轉(zhuǎn)窯工作壓力。這類控制方式導(dǎo)致轉(zhuǎn)窯工作壓力起伏非常大，波動幅度左右可以達到0.02MPa，調(diào)整實際效果較弱，使生產(chǎn)制造受到影響，同時常常必須檢驗人員開展人工控制。當TRT發(fā)電量時狀況更為嚴重。假如全自動調(diào)節(jié)閥門超限額時檢驗人員不注意或姿勢稍緩，轉(zhuǎn)窯工作壓力會出現(xiàn)強烈轉(zhuǎn)變，甚至是造成安全事故。

在此次DCS操作系統(tǒng)中，為擺脫之上諸多缺點，使用了一個新的控制方式，充分運用了DCS系統(tǒng)軟件的強勁基本功能。減壓閥組操作方式分成：連動、全自動、手動式和手操器手動4種。

（1）連動方法：

由DCS依據(jù)轉(zhuǎn)窯工作壓力和TRT工作情況自動控制系統(tǒng)自動閥A及測量范圍閥B或閥C的開啟度，由操作工設(shè)置另一測量范圍閥的開啟度。

（2）全自動方法：

由操作工設(shè)置A、B、C三個閥中任何2個閥的開啟度，DCS系統(tǒng)軟件依據(jù)轉(zhuǎn)窯工作壓力和TRT工作情況自動調(diào)節(jié)剩余一個閥的開啟度。

（3）手動式方法：

由操作工設(shè)置A、B、C三個閥的開啟度，人工干預(yù)轉(zhuǎn)窯工作壓力。

（4）手操器手動式方法：

為儲備手動式，僅在維修時應(yīng)用，且不會受到DCS操縱。

在連動方法下，為使轉(zhuǎn)窯工作壓力的起伏盡可能輕緩，挑選商品流通規(guī)格較小、調(diào)整起伏較小一點Φ400自動閥A開展PID自動調(diào)節(jié)，并把其開啟度限制在最具調(diào)整效率的35%~75%中間。當A閥開啟度抵達左右特惠，測量范圍閥B步進一步開或步進一步關(guān)，直到A閥返回35%~75%中間，依然由閥A開展自動調(diào)節(jié)，調(diào)整效果明顯。還能夠人工控制測量范圍閥C的開啟度，使各閥均處在不錯的閥位。測量范圍閥B和閥C可交換。那樣，DCS系統(tǒng)軟件可與此同時調(diào)整2個閥來操縱轉(zhuǎn)窯工作壓力，調(diào)整范疇較基本儀表盤變大很多，并且調(diào)整起伏小、效果明顯，能很好地保持轉(zhuǎn)窯工作壓力的穩(wěn)定。檢驗人員還可以挑選全自動、手動式等其他協(xié)助操作方式，以適合不一樣的工作狀況。

當TRT不發(fā)電量時，轉(zhuǎn)窯工作壓力由減壓閥組開展調(diào)整；當TRT發(fā)電量時，轉(zhuǎn)窯工作壓力先由減壓閥組開展調(diào)整，其功調(diào)整范疇不足時，則由DCS系統(tǒng)軟件直接控制TRT調(diào)速閥開展調(diào)整，這時減壓閥組關(guān)完，液化氣所有經(jīng)過TRT根據(jù)，TRT工作中于最大負荷，環(huán)保節(jié)能效果最好。

在連動方法下，假定由Φ400閥A，一個Φ750碟閥B構(gòu)成調(diào)節(jié)方式，設(shè)S=0.8，閥B一般固定不動在某開啟度：有K₂≈3.5K₁，

隨B閥開啟度的擴大，總流量特性曲線起始點移位，使全部曲線圖移位，相對性總流量調(diào)整范疇縮??；總流量的相應(yīng)轉(zhuǎn)變值越來越輕緩，趨于多數(shù)特點，有益于系統(tǒng)軟件調(diào)整，在小開啟度、大好度時，均能穩(wěn)定而靈活地完成調(diào)整。

（A B）調(diào)節(jié)閥門組的流量特性并不是一條曲線圖，反而是在幾個曲線圖排成的繁雜范圍之內(nèi)。一部分重疊范疇表明：根據(jù)調(diào)整2個閥的不一樣開啟度，都能夠做到這一總流量值。

選用調(diào)節(jié)閥門組控制方式，使流量特性和總流量相對性轉(zhuǎn)變均出現(xiàn)了轉(zhuǎn)變?？偭髁康南鄳?yīng)轉(zhuǎn)變值越來越輕緩，趨于多數(shù)特點，有益于系統(tǒng)軟件調(diào)整。雖說總流量的相應(yīng)總流量調(diào)整范疇很有可能縮小，但能通過由DCS系統(tǒng)軟件與此同時操縱好幾個調(diào)節(jié)閥門來合理地擴張調(diào)整范疇。因而，從總的來看，調(diào)節(jié)閥門組的應(yīng)用有益于改進調(diào)整特性。

5 減壓閥組控制效果與結(jié)果

調(diào)節(jié)閥門組能擴張調(diào)節(jié)閥門的可調(diào)節(jié)范疇，改進調(diào)節(jié)閥門的運行特點，提升調(diào)整品質(zhì)。融入生產(chǎn)制造必須，達到不一樣加工過程時的大流量和小流量規(guī)定，使之都是有不錯的控制品質(zhì)。

因為有好幾個調(diào)節(jié)閥門，所以可根據(jù)不一樣的組成，造成多種多樣的調(diào)節(jié)方式，在不一樣的生產(chǎn)情況下，可選用最好的調(diào)節(jié)方式：

（1）液化氣主管總流量比較大時，挑選連動方法，挑選組合閥自動調(diào)節(jié)；
（2）液化氣主管總流量較鐘頭，挑選全自動方法，挑選單獨閥自動調(diào)節(jié)；
（3）液化氣主管總流量起伏過大時，挑選A閥自動調(diào)節(jié)；
（4）液化氣主管總流量起伏較鐘頭，挑選B或C閥自動調(diào)節(jié)。

那樣，在不一樣生產(chǎn)情況下都能獲得不錯的控制效果，做到較強的調(diào)整質(zhì)量。

自這套煉鐵高爐轉(zhuǎn)窯工作壓力自動控制系統(tǒng)投入使用之后，當TRT發(fā)電量時，由減壓閥組開展調(diào)整的轉(zhuǎn)窯工作壓力起伏一般小于0.002MPa，轉(zhuǎn)窯壓力控制取得了不錯的成效，達到了期望的目地。調(diào)節(jié)閥門組的運用獲得不錯的成效。

為充分運用DCS系統(tǒng)的功能，又編寫了調(diào)壓閥常見故障程序處理：最先系統(tǒng)軟件分辨調(diào)壓閥是不是發(fā)生卡住等問題；若出現(xiàn)異常則立即警報，與此同時查看現(xiàn)階段減壓閥組的操作方式：若本閥處在手動式方法則僅僅警報；若本閥處在連動方法、全自動方法則警報的與此同時自動切換至另一沒有問題的調(diào)節(jié)閥門，保證DCS系統(tǒng)軟件依然可以對轉(zhuǎn)窯工作壓力開展自動調(diào)節(jié)，避免頂壓起伏。這種體系就能夠?qū)C器設(shè)備等產(chǎn)生的偶然狀況全自動作出解決，降低了人工控制，取得了時長，進而防止出現(xiàn)惡性事故，確保了正常的生產(chǎn)制造。

論文參考文獻

[1] 涂植英，朱麟章.過程控制系統(tǒng).機械工程出版社出版，1991