摘要：控制阀是控制系统所有自动化中最重要的执行机构，其质量将直接反映整个系统的运行质量。随着工业自动化水平的提高，控制阀门的重要组成部分将应用于生产过程的各个环节，其质量将直接影响生产效率。因此，选择优质高效的控制阀是控制整个生产过程的关键。本文从工艺设计的角度介绍了控制阀选型的基本原理，分析了控制阀在化工行业的应用现状，阐述了工艺设计对控制阀的影响。
关键词：工艺设计；煤化工控制阀；选型；影响
1前言
控制阀是最重要的是实现所有自动化控制系统，其质量效应直接将影响整个系统的运行质量，作为控制过程的执行元件，它的重要性与过去相比已经大大增加了。控制阀的应用质量非常重要，除了产品本身的质量，使用和维护的质量也非常重要。系统控制阀门在计算误差的选择上，在启动和停止有时不能主动的提供服务，所以从最基本的工艺设计中，分析了控制阀的选择的几个重要因素。
2控制阀选型的基本原则
控制阀选择的基本原理包括：根据工艺设计的要求，确定合适的元器件和材料品种；根据工艺控制的特点，确定了控制阀的流动特性。结合工艺工作数据，确定控制阀的适当直径；结合工艺设计过程的特点，确定了必要的附件。在选择正确的执行组件时，组件的相应参数必须满足流程要求。在实际操作过程中，应注意以下几个因素：阀芯的特性：特别是阀芯的特性和不平衡力的选择。耐磨性：当流体介质为悬浮体时，具有高浓度的磨料颗粒，其内部材料必须具有一定的硬度；耐腐蚀：由于介质具有腐蚀性，可以选择结构简单的阀门，注意阀门内材料的耐腐蚀性能。介质的温度和压力是：当介质温度高，压力高时，应选择阀芯和阀座的材料受温度和压力变化的影响；它可以防止闪光和空化，一般只有在液体介质中才能产生闪光和空泡。在实际生产过程中，闪光和空化可以形成振动和噪声，缩短阀门的使用寿命，从而减少阀门产生的闪光和空化现象。所选的执行元件必须符合控制阀的操作过程和过程，以达到泄漏水平要求。一般情况下，如果选择了压力控制阀，就有必要根据实际的压差来调整增加，这意味着组件必须提供足够的控制力。否则，在工艺设计中出现问题时，控制阀两侧的实际差压差过大，导致无法关闭或启动的严重后果。
3常见控制阀类型
3.1偏心旋转阀
偏心回转阀通常用于黑水控制的水回收系统中，其循环容量大，比例可调，流道简单，抗阻塞能力强。在对现代计算流体软件（CFD）进行仿真分析的基础上，设计了低流动阻力、冲刷型芯型表面和球形岩心面。阀芯座可采用特殊的硬质合金粉末堆焊，超音速火焰喷涂技术，也可选用烧结WC技术，大大提高了磨砂性能和抗腐蚀能力，完全能够适应更广泛和苛刻的使用条件。偏心回转阀包括锻件本体结构，两种铸造阀体结构，并有法兰和夹钳两种形式，可实现角度到60度角至90度角。锻件可用于超音速喷涂和等离子堆焊操作，硬化层和基材结合力强，适用于固体含量大，易成型，铸造阀体适合固体颗粒含量小，灰度差，差压差。该阀芯和阀座可用于堆焊镍基合金，喷涂碳化钨和固体碳化物。采用CFD流体分析软件对产品结构进行分析，有效地避免了薄弱环节的侵蚀。
3.2角阀
黑水角阀主要用于高压差、强腐蚀介质中固体颗粒和闪蒸条件的流动和压力控制。该产品广泛应用于煤化工、黑水介质压力及流量调节。与相同的控制阀相比，黑水角阀需要更耐冲刷，适用于高压差，易于维护。阀体采用流体从隔离平衡的循环处理结构，避免大量的煤颗粒进入阀杆和填料部件，能有效地解决由于磨损而导致的阀门泄漏。内腔流线型设计结构有效地避免了颗粒介质对阀体内壁的影响。
3.3Globe阀
在煤化工行业的截止阀一般是指单阀或套筒阀的直通行程。阀芯和阀座的不同设计结构，可以实现广泛应用的位置，并通过套筒连接，进一步提高了阀门振动和降噪能力的预防，使其在更高的压差条件下的应用。当介质从阀瓣下方的阀门通过时，操作力所需要克服摩擦阻力是阀杆和填料介质压力产生的推力，关阀门的力比开阀门是更大的，阀杆或阀杆顶部的直径会发生弯曲破坏。密封型控制阀的设计，使阀门被上面的光盘介质沿流动方向进入阀腔，由于介质压力的影响，会导致关闭阀的力很小，大启动阀的功能使操作杆周围减少相应的路径。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，受介质影响，这样的控制阀会相对较紧。截止阀已被广泛使用，通过表面镀镍基合金和超音速喷射碳化钨，可以使用阀门的内部部件来提高使用寿命。
4化工行业控制阀应用现状
（1）对煤化工专用阀门的应用包括：一是煤泥（粉）输送，包括煤泥、油煤浆等；二是吹灰系统；废水处理系统；排渣系统。
（2）煤化学工业阀门控制媒介特点如下：介质温度高，转移温度350℃；气液固三相流体条件复杂；工作压力高，压力可达10MPa，介质移动速度快。
（3）目前在煤化学工业阀具有以下两个条件：煤化学设备关键阀基本上依赖进口，因为昂贵的进口阀，使用寿命短，导致频繁的停车，加上来自中国的工厂，售后服务不及时，成为煤炭化工设备正常运行的“瓶颈”，近年来，国内阀门制造商的技术推广和大量的使用性能增加，煤化学控制阀本地化的比例也不断提高。
5工艺设计对控制阀影响
5.1影响选型的设计工艺
（1）与传统的表面涂层技术相比，高优先级参数控制阀体和内部零件，具有更先进的表面硬化措施的耐腐蚀基材，使控制阀流动部件具有更好的衬底，以及较好的耐磨性。
（2）建立了计算流体力学的数学模型，为高参数控制阀提供理论研究基础。
（3）分别采用特殊CFD流体分析软件进行化学高温高压差动、介质含固颗粒条件的影响因素的侵蚀，在高参数控制阀耐蚀结构设计方法的过程中提出了阀门。
5.2工艺参数对结构形式和材料确定的影响
（1）阀芯的形状结构主要与确定的流动特性和不平衡力相结合。
（2）耐磨性。当流体介质为悬浮体时，颗粒高度集中，各闭孔严重影响阀芯和阀座连接面。因此，阀门流道和内部材料应该是光滑的。
（3）耐腐蚀。由于介质具有腐蚀性，在调节功能可以满足的条件下，应尽可能地确定简单的阀门。
（4）介质的温度和压力。当介质的温度、压力和变化都很高时，阀芯和阀座材料应选择受温度和压力变化的影响。
（5）减少闪光和空泡。闪烁和空化不仅影响流量系数的计算，还会形成振动和噪声，从而缩短阀门的使用寿命。如果套筒阀适用于大型振动和噪声，则偏心旋转阀适用于介质为粘稠或小颗粒的场合。
5.3确定控制阀的流量特性
调节阀流量特性常说通过介质的相对数量和位移变化之间的关系的特点，控制阀，流动特性的实验条件是抛物线，对数，快开，线性4种，实际常用对数，线性抛物型三种。抛物线在线性和对数之间存在，通常用对数代替，而快速打开特性主要用于两个控制和程序控制，阀门特性的确定是线性和对数的流量特性的确定。
6结语
在控制阀的选择上是一项比较严谨的任务，不只是要求有扎实的专业知识，还需要有较强的工艺设计知识，根据工艺设计的要求适当和高效的控制阀，往往会得到事半功倍的效果。选择一个好的控制阀不仅可以控制回路的PID参数的调节，而且能更有效地控制参数的参数，同时也提高了控制阀的使用寿命。
参考文献：
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［2］中国石化集团上海工程有限公司．化工工艺设计手册（第三版）下册［M］．北京：化学工业出版社，2015．
［3］张德姜，赵勇．石油化工工艺管道设计与安装［M］．北京：中国石化出版社，2012．
论文作者:杨涛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/6/4
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