在每個(gè)當(dāng)代工業(yè)領(lǐng)域中，因?yàn)樯a(chǎn)工藝流程全過程、目標(biāo)工作狀況和控制方式不盡相同，對(duì)調(diào)節(jié)閥門也提出了各種各樣的需要。進(jìn)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(duì)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(dòng)化技術(shù)的關(guān)鍵步驟。在大部分調(diào)整場所應(yīng)用單獨(dú)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(dú)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(jì)方案的調(diào)節(jié)閥門一般R=30。若采用一個(gè)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(shí)閥門開度不大，這將促使閥心、高壓閘閥受液體磨蝕比較嚴(yán)重，縮短壽命，特點(diǎn)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(shí)候?yàn)檫_(dá)到生產(chǎn)制造上流量大范疇轉(zhuǎn)變的需要，可使用2個(gè)或是好幾個(gè)調(diào)節(jié)閥門（調(diào)節(jié)閥門組）并接一同調(diào)整。這時(shí)候，調(diào)節(jié)閥門組的可調(diào)式范疇大大增加，既可以達(dá)到生產(chǎn)制造里的規(guī)定，又能改進(jìn)調(diào)節(jié)閥門的工作條件，可維持閘閥的特點(diǎn)，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(duì)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?jǐn)?shù)）、雙曲線和快開流量特性，對(duì)碟閥談及很少，而伴隨著電動(dòng)執(zhí)行器的發(fā)展，其穩(wěn)定性及特性提升，凈重降低維護(hù)保養(yǎng)簡單，電動(dòng)蝶閥的運(yùn)用愈來愈普遍，許多公共場合都使用了碟閥 電動(dòng)執(zhí)行器?，F(xiàn)依據(jù)碟閥構(gòu)造特點(diǎn)測算如下所示：

由碟閥構(gòu)造特點(diǎn)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(jì)算較為見表1。

表1 三種流量特性公式計(jì)算

由公式計(jì)算可估算出R=30的三種典型性原有流量特性的相對(duì)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(biāo)明碟閥的流量特性為：類似等百分?jǐn)?shù)。由估算得到碟閥的流量特性處于平行線特點(diǎn)與多數(shù)特點(diǎn)中間，能夠當(dāng)作類似等百分?jǐn)?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(diǎn)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(shí)候，操縱功效太強(qiáng)，易造成超調(diào)量；在大開啟度工作的時(shí)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(shí)候，總流量相對(duì)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(shí)緩沖作用遠(yuǎn)小于平行線特點(diǎn)閥和多數(shù)特點(diǎn)閥，當(dāng)開啟度比較大時(shí)，與平行線特點(diǎn)閥比較類似；僅有在開多度中區(qū)，緩沖作用不錯(cuò)，兩邊時(shí)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(shí)使用時(shí)，閥體兩邊的壓力差并不是穩(wěn)定不會(huì)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(shí)使用時(shí)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(dāng)調(diào)節(jié)閥門與管路串連時(shí)，其流量特性的計(jì)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(dāng)S=1時(shí)，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(diǎn)趨于快開特點(diǎn)，等比例特點(diǎn)趨于平行線特點(diǎn)。因而，期待流量特性為平行線時(shí)，應(yīng)依據(jù)S值的尺寸挑選碟閥特點(diǎn)或等比例特點(diǎn)。一般S值不少于0.3。

當(dāng)調(diào)節(jié)閥門與管路并接時(shí)，其流量特性的計(jì)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(dāng)x=1時(shí)，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(shí)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(gè)閥的性能及最高值帶入公式計(jì)算可解出來：

由公式計(jì)算可看得出：

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

2個(gè)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(gè)調(diào)節(jié)閥門。

閥2固定不動(dòng)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(shí)使用時(shí)，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(jì)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(gè)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(dú)調(diào)節(jié)閥門一樣。

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

當(dāng)S=1時(shí)：

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

當(dāng)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(gè)Φ400和2個(gè)Φ750調(diào)節(jié)閥門一同調(diào)整時(shí)的可調(diào)式比將大大增加，R=（3.5 3.5 1）/（1/30）=240，是單獨(dú)調(diào)節(jié)閥門的8倍。

4 調(diào)節(jié)閥門組的運(yùn)用與控制方式

在好幾個(gè)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(dòng)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(tái)調(diào)節(jié)閥門中挑選一臺(tái)由控制器實(shí)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(tái)來考慮到，由一臺(tái)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(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由兩部或大量調(diào)節(jié)閥門作為一個(gè)總體來考慮到，由一臺(tái)控制器在全部導(dǎo)出范圍之內(nèi)與此同時(shí)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(gè)與此同時(shí)姿勢的調(diào)節(jié)閥門大流量特性與單獨(dú)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(xì)介紹連動(dòng)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(yàn)二點(diǎn)，送進(jìn)DCS系統(tǒng)軟件后，對(duì)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(gè)Φ400自動(dòng)閥A，2個(gè)Φ750測量范圍閥B和C及一個(gè)Φ750快開閥D構(gòu)成，均為碟閥，而且為靈活運(yùn)用焦?fàn)t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(dòng)控制系統(tǒng)比較繁雜。快開閥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(gè)閥資金投入自動(dòng)調(diào)節(jié)，其他閥則由檢驗(yàn)人員開展手動(dòng)調(diào)節(jié)?？墒且粋€(gè)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(dòng)調(diào)節(jié)閥門超限額，這時(shí)候已不能對(duì)轉(zhuǎn)窯工作壓力開展自動(dòng)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(dòng)幅度左右可以達(dá)到0.02MPa，調(diào)整實(shí)際效果較弱，使生產(chǎn)制造受到影響，同時(shí)常常必須檢驗(yàn)人員開展人工控制。當(dāng)TRT發(fā)電量時(shí)狀況更為嚴(yán)重。假如全自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門超限額時(shí)檢驗(yàn)人員不注意或姿勢稍緩，轉(zhuǎn)窯工作壓力會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)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(diǎn)，使用了一個(gè)新的控制方式，充分運(yùn)用了DCS系統(tǒng)軟件的強(qiáng)勁基本功能。減壓閥組操作方式分成：連動(dòng)、全自動(dòng)、手動(dòng)式和手操器手動(dòng)4種。

（1）連動(dòng)方法：

由DCS依據(jù)轉(zhuǎn)窯工作壓力和TRT工作情況自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)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(dòng)方法：

由操作工設(shè)置A、B、C三個(gè)閥中任何2個(gè)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(dòng)調(diào)節(jié)剩余一個(gè)閥的開啟度。

（3）手動(dòng)式方法：

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

（4）手操器手動(dòng)式方法：

為儲(chǔ)備手動(dòng)式，僅在維修時(shí)應(yīng)用，且不會(huì)受到DCS操縱。

在連動(dòng)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(diǎn)Φ400自動(dòng)閥A開展PID自動(dòng)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(dāng)A閥開啟度抵達(dá)左右特惠，測量范圍閥B步進(jìn)一步開或步進(jìn)一步關(guān)，直到A閥返回35%~75%中間，依然由閥A開展自動(dòng)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(cuò)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(shí)調(diào)整2個(gè)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(yàn)人員還可以挑選全自動(dòng)、手動(dòng)式等其他協(xié)助操作方式，以適合不一樣的工作狀況。

當(dāng)TRT不發(fā)電量時(shí)，轉(zhuǎn)窯工作壓力由減壓閥組開展調(diào)整；當(dāng)TRT發(fā)電量時(shí)，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(shí)，則由DCS系統(tǒng)軟件直接控制TRT調(diào)速閥開展調(diào)整，這時(shí)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(fù)荷，環(huán)保節(jié)能效果最好。

在連動(dòng)方法下，假定由Φ400閥A，一個(gè)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(dòng)在某開啟度：有K₂≈3.5K₁，

隨B閥開啟度的擴(kuò)大，總流量特性曲線起始點(diǎn)移位，使全部曲線圖移位，相對(duì)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(diǎn)，有益于系統(tǒng)軟件調(diào)整，在小開啟度、大好度時(shí)，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(gè)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(gè)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(duì)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(diǎn)，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(shí)操縱好幾個(gè)調(diào)節(jié)閥門來合理地?cái)U(kuò)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(jìn)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(kuò)張調(diào)節(jié)閥門的可調(diào)節(jié)范疇，改進(jìn)調(diào)節(jié)閥門的運(yùn)行特點(diǎn)，提升調(diào)整品質(zhì)。融入生產(chǎn)制造必須，達(dá)到不一樣加工過程時(shí)的大流量和小流量規(guī)定，使之都是有不錯(cuò)的控制品質(zhì)。

因?yàn)橛泻脦讉€(gè)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(shí)，挑選連動(dòng)方法，挑選組合閥自動(dòng)調(diào)節(jié)；
（2）液化氣主管總流量較鐘頭，挑選全自動(dòng)方法，挑選單獨(dú)閥自動(dòng)調(diào)節(jié)；
（3）液化氣主管總流量起伏過大時(shí)，挑選A閥自動(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)。

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

自這套煉鐵高爐轉(zhuǎn)窯工作壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)投入使用之后，當(dāng)TRT發(fā)電量時(shí)，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(cuò)的成效，達(dá)到了期望的目地。調(diào)節(jié)閥門組的運(yùn)用獲得不錯(cuò)的成效。

為充分運(yùn)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(bào)，與此同時(shí)查看現(xiàn)階段減壓閥組的操作方式：若本閥處在手動(dòng)式方法則僅僅警報(bào)；若本閥處在連動(dòng)方法、全自動(dòng)方法則警報(bào)的與此同時(shí)自動(dòng)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(duì)轉(zhuǎn)窯工作壓力開展自動(dòng)調(diào)節(jié)，避免頂壓起伏。這種體系就能夠?qū)C(jī)器設(shè)備等產(chǎn)生的偶然狀況全自動(dòng)作出解決，降低了人工控制，取得了時(shí)長，進(jìn)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(xiàn)

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