仪表选型设计规定----调节阀

本文将介绍某装置仪表选型设计规定----调节阀的选型。

1、调节阀口径的确定原则

a) 根据工艺最小流量、正常流量和最大流量计算的流量系数 Cv min、Cv nor、Cv max值，选择调节的额定 Cv 值，最终选定调节阀口径。

可根据下列原则确定额定 Cv 值

等百分比: Cv 额定值 = 2.0 x Cv nor， 或 Cv 额定值 = Cv max x 1.3 二者选较大值

线性: Cv 额定值 = 1.5 x Cv nor，或Cv 额定值 = Cv max x 1.1，二者选较大值

b) Cv 额定值应能使调节阀的相对行程处于所规定的范围。见表 3.7.1 调节阀相对行程表。对于角行程的阀门应转换成角度值。

c) 在任何情况下，Cv max 所对应的直行程调节阀的相对行程不能超过 95%，角行程调节阀的开度不能超过 75°，蝶阀的开度不能超过 60° 。

d) Cv min 所对应的直行程调节阀的相对行程不能低于 10%，角行程调节阀的开度不能低于 10°。

e) 调节阀和自力式调节阀选型计算执行 ANSI/ISA 75.01、IEC-60534-2 或等同标准。

f) 调节阀和自力式调节阀噪音计算执行 ANSI/ISA 75.17 或 IEC-60534-8 标准。

调节阀设计应使调节阀下游 1 米处和管道表面 1 米处的噪声等级不超过 85dBA 。间歇使用或紧急操作的调节阀在上述位置的噪声不超过 105dBA。 调节阀的降噪措施优先选用低噪音阀内件、改变阀门结构形式等在调节阀内部节流降噪的方法 ，若还不能满足噪声控制要求时，可选择通过外部声路处理降噪。

g) 在 1”及以上的管线上安装的阀门，阀体尺寸不能小于 1”。小于 1”的管线上的阀门尺寸应与管线尺寸一致。为减少管线应力，阀门尺寸不能小于上游管线尺寸的 1/2, 除非计算结果有特殊要求。

2 调节阀阀型的选择

2.1 调节阀阀型的选择应根据工艺条件、流体特性以及调节系统要求、调节阀管道连结形式综合选择调节阀型式。

2.2 一般情况下,调节阀使用单座阀（Globe），除非是高流量、高压差等特殊情况，则须选择其他类型阀门。

2.3 下列场合可选用不同型式的调节阀

a) 直通单座阀适用于要求泄漏量小、阀前后压差较小的场合；小口径直通单座阀也可用于较大差压的场合；不适用于高粘度或含悬浮颗粒流体的场合。

b) 直通双座调节阀适用于泄漏量要求不严、阀前后压差大的场合；不适用于高粘度和含悬浮颗粒流体的场合。

c) 角形调节阀适用于高压差、高粘度、含有悬浮颗粒流体、汽-液混相、易闪蒸的场合。

d) 套筒式调节阀适用于阀前后压差较大、介质不含固体颗粒的场合。

e) 球形调节阀适用于高粘度、含有纤维或固体颗粒的介质和在调节系统要求可调范围宽、严密封的场合。

f) 偏心旋转调节阀适用于高粘度、大压差、流通能力大、严密封、可调范围宽的场合。

g) 蝶形调节阀适用于大口径、大流量和低压差的场合。

h) 波纹管密封调节阀适用于剧毒、易挥发的介质以及真空系统。

i) 低噪声调节阀适用于流体产生闪蒸、空化，噪声超过 85dBA 的场合。

j) 自力式调节阀适用于流量变化小、调节精度要求不高的场合。

k) 一般情况下，调节阀和自力式调节阀采用法兰连接。用于烃类或其他可燃介质的角行程阀门宜选用法兰连接型；配管等级规定允许时，大口径蝶阀也可选用支耳（Lug）连接型。连接法兰等级应不低于配管材料等级要求。

2.4 如果安全标准要求，需在规格书中注明行程时间和部分行程测试。

2.5 调节阀的泄漏等级一般为 ANSI IV。严密关闭的调节阀泄漏等级为 ANSI V或 VI。SIS 关联调节阀、开关阀应采用防火型。

2.6 对于压缩机防喘振的阀门有下列要求：

a) 除非规格书中有明确说明，输出信号到 4mA 或电磁阀失电时，阀门的全开时间（阀门从全关到全开）不能超过 2 秒。

b) 除非规格书中有明确说明，输出信号到 20mA 或电磁阀砺磁时，阀门的全关时间（阀门从全开到全关）不能超过 5 秒。

c) 为达到上述要求，制造厂装配相应设备，如增压器或快速排放阀等。

d) 阀门可以跟踪微小信号变化（0.1mA）和大信号变化(4mA),并在全量程内保持无回差，保持稳定性。

3 上阀盖型式的选择

a) 介质最高温度为-18～204℃时，选用普通型阀盖带 V 型 PTFE 填料。

b) 介质最低温度低于-18℃时，选用长颈型阀盖。

c) 介质最高温度高于 204℃时，选用散热型阀盖。

d) 对于剧毒、易挥发、不应外泄漏的工艺流体，选用波纹管密封型阀盖。

4 调节阀材料的选择

a) 根据配管规定及工艺介质的温度、压力、腐蚀性等选择调节阀的材料。

1) 调节阀阀体的额定压力、工作温度和耐腐蚀性能和材料应与配管等级规定相同。一般选用铸钢或锻钢阀体。

2) 工艺介质有要求时可选用铸不锈钢、锻不锈钢阀体或其他材料（蒙乃尔合金、哈氏合金、钛、钽等）。

b) 调节阀内件材质

1) 一般情况选用 316SS 不锈钢。

2) 在闪蒸、空化、严重冲刷、高温、高压差场合，选用 316SS 表面堆焊硬质合金等材料。

3) 对于腐蚀性流体应根据流体的种类、浓度、温度和压力合理选择耐腐蚀材料。

4) 阀芯(不包括阀杆)应由整体棒材加工或铸造而成，不能使用分段制造或中空阀芯。

c) 填料函结构和填料选择

1) 一般选用单层填料结构；对低温、高温或毒性较大的流体，选用双层填料结构。

2) 一般选用“V”型聚四氟乙烯填料；在高温场合选用柔性石墨填料。

3) 填料选择应符合阀门类型、工艺条件、环境要求。防火规定执行 API607 标准。 严禁使用石棉填料。

4) 如果要求阀门低释放,应在规格书中注明允许泄漏量要求，若无特殊说明，，最大允许泄漏量应为 500 ppm。在释放要求很低的场合，使用波纹管密封。

5 调节阀执行机构的选择

a) 应根据通过调节阀的压降、调节阀口径以及对响应速度的要求，合理选择执行机构的输出力（或力矩），必要时应进行核算。应按工艺专业提供的阀门最大关闭压差来决定执行机构的输出力。执行器的安全系数、尺寸应由制造厂确认，保证不会对阀杆和阀座造成损害。

b) 一般选用弹簧返回气动薄膜执行机构。要求速度较快的开关阀，选择气缸式执行机构, 优先选弹簧返回的单作用气缸，然后选双作用气缸。

c) 调节阀气动执行机构应按调节阀的最大切断压差选择，一般使用阀上游设计压力。

d) 一般情况下调节阀的联锁位置应与气源故障位置一致。如果位置不一样，需要使用储气罐以确保联锁时位于正常位置。

e) 选择执行机构时，应基于仪表空气的最小压力考虑（0.4MPaG）。

6 调节阀附件的选用

a) 调节阀配置智能阀门定位器（4-20mA DC 带 HART 协议）。在振动等特殊场合，可选用电/气转换器加气动阀门定位器。阀门定位器和 I/P 转换器一般应为正作用。

b) 下列场合宜采用手轮机构

1) 未设置切断阀和旁路阀的调节阀或切断阀。

对安全联锁用的紧急切断阀或安装在禁止人进入的危险区内的调节阀，不得设置手轮机构。 除非 PID 标明其可操作性高于安全性。

2) 手轮不能用于阀门机械限位,除非有特殊场合，其他方法都不适用于机械限位。

3) 特殊调节阀。

c）下列场合宜采用气动继动器/增压器:

1) 快速控制系统需要提高执行机构动作响应速度的场合。

2) 大口径场合。

3) 需要提高执行机构信号压力的场合。

d) 如果阀门为故障保持型,应选择相应的附件实现该功能.

e) 指示调节阀的开、关状态时，应选用防爆型限位开关。限位开关类型宜为接近式干接点型。带电磁阀的调节阀至少应带一个指示联锁位置的限位开关。

f) 遥控、程序控制、联锁系统等场合，选用防爆型电磁阀。电磁阀应为 24VDC 低功率（低于 4W），316SS 材质，完全密封，高负载电磁线圈，绝缘等级为 H（高温）。三通或四通电磁阀应选用长期带电型。

g) 空气储罐的制造应符合 ASME VIII 或相当的中国标准，根据其阀门的安全等级确定是否配压力开关，用于指示仪表空气气压低或气源故障。

7 开关阀

1 开关阀尺寸

a) 若无特殊要求，开关阀与管线尺寸一致。

2 开关阀类型选择

a) 开关阀阀型可选择单座阀(globe)、球阀(ball)和蝶阀(butterfly)。

b) 如果安全标准要求，需在规格书中注明行程时间和部分行程测试。

c) 开关阀泄漏等级应至少为 ANSI V 或 VI 级。

d) SIS 的开关阀应使用金属密封，石墨填料。也可使用软阀座，符合 API 607 防火标准。

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