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[摘 要]调节阀是工业过程控制中的主要执行单元仪表，通过接受调节控制单元阀是自控系统中的执行器，它的应用质量直接反应在系统的调节品质上。作为过程控制中的终端元件，人们对它的重要性较过去有了更新的认识。调节阀应用的好坏，除产品自身质量、用户是否正确安装、使用、维护外，正确地计算、选型十分重要。
[关键词]调节阀，水处理，流量
中图分类号：TH134 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0383-01
1、 调节阀在水处理中的发展方向的目的和意义
调节阀广泛应用于制造业领域，实现优化生产和降低成本的目的。长远来看，调节阀市场会保持适度的增长。水处理中一般采用流量调节阀，流量调节阀是一种采用高精度先导方式控制流量的多功能阀门。适用于配水管需控制流量和压力的管路中，保持预定流量不变，将过大流量限制在一个预定值，并将上游高压适当减低，即使主阀上游的压力发生变化，也不会影响主阀下游的流量。在现代化工厂的自动控制中，调节阀起着十分重要的作用，这些工厂的生产取决于流动着的液体和气体的正确分配和控制。这些控制无论是能量的交换、压力的降低或者是简单的容器加料，都需要某些最终控制元件去完成。最终控制元件可以认为是自动控制的“体力”。在调节器的低能量级和执行流动流体控制所需的高能级功能之间，最终控制元件完成了必要的功率放大作用，调节阀是最终控制元件的最广泛使用的型式。
2、 调节阀在水处理中的发展方向在国内外的现状
从调节阀应用看，发展方向如下：
（1）小型执行机构：可降低成本，提高流通能力 。
（2）套筒导向：采用套筒导向，有利于对中，有利于降低摩擦，有利于降噪，有利于流量特性的互换。
（3）平衡式阀芯：为降低执行机构推力或推力矩，采用平衡式阀芯是重要的，它对系统的动态性能也有改善。
（4）一体化阀芯和阀座：为克服双座阀密封性差的缺点，采用相同材质的一体化阀芯和阀座组成阀内件，将泄漏量和不平衡力同时减到最小。
（5）简单流路：流路简单，流阻减小，不仅可使阀两端压损下降，而且可降低成本。
（6）密封和摩擦：密封性能和摩擦性能是矛盾的两方面，调节阀设计中不仅要解决密封问题，对摩擦和寿命等性能指标也必须重视 因此，近年来，填料函和填料结构的研究得到重视，旋转型调节阀得到较广泛应用。
（7）降低噪声：采用多种方式降低调节阀噪声，例如，采用降噪套筒和阀芯，采用多级阀芯，采用降噪限流板，采用扩展器等。
（8）采用与管道同直径的调节阀和限制流通能力的阀内件：利于降低阀入口压力和出口流体流速，不需安装异径管等附加管件，有利于降低成本，通过更换流通能力大的阀内件，可扩展流通能力，通过选用限制流通能力阀内件可纠正计算口径过大的。
（9）在数字化信息化时代，将较多采用智能阀门定位器或通过数字控制器等实现非线性规律，补偿被控对象非线性，将较少选用调节阀流量特性来补偿被控对象非线性。
（10）阀内件的材料随温度变化，因此，应考虑不同温度下热膨胀造成的影响，也要考虑在高温下耐压等级的变化等，应考虑材料的耐腐蚀性、抗疲劳性等性能。
2.1 当前中国调节阀市场的概况
从厂商来看，国内外厂商竞争格局基本保持稳定，仍然稳居市场首位，本土厂商与国外优势品牌相比，仍然较弱，排名和业绩规模上未实现重大突破。虽然市场整体增长，但是厂商2010年业绩表现不均衡，少数厂商积极的抢占市场份额，多数厂商业绩受市场或产能的困扰保持2009年的水平。
从战略发展来看，国外厂商通常专注于这几个方面：实现本地化，完善营销服务体系，整合营销渠道，将中国公司打造成亚太区生产和技术服务的中心。国内厂商偏重于提高产能，走国产化道路，寻求产品和技术上的突破，力争企业快速发展。虽然当前调节阀行业整体增长放缓，但是出于对未来市场的看好，厂商实际上都在暗自积蓄力量，以便在未来行业快速发展时能够抢夺更多的市场份额
3、调节阀在水处理中的发展方向采用的路线和原理
3.1原理：调节阀用于调节介质的流量、压力和液位。根据调节部位信号，自动调节阀门的开度，从而达到介质流量、压力和液位的调节。调节阀分电动调节阀、气动调节阀和液动调节阀等。
3.2调节阀的发展方向主要为智能化、标准化、精小化、旋转化和安全化。
（1）智能化和标准化：
调节阀的智能化和标准化已经提到议事日程。智能化主要采用智能阀门定位器。智能化化表现在下列方面。
①调节阀的自诊断，运行状态的远程通信等智能功能，使调节阀的管理方便，故障诊断变得容易，也降低了对维护人员的技能要求。
②减少产品类型，简化生产流程。采用智能阀门定位器不仅可方便地改变调节阀的流量特性，也可提高控制系统的控制品质。因此，对调节阀流量特性的要求可简化及标准化（例如，仅生产线性特性调节阀）o用智能化功能模块实现与被控对象特性的匹配，使调节阀产品的类型和品种大大减少，使调节阀的制造过程得到简化，并在生产和市场中经受考验和认可。
③数字通信。数字通信将在调节阀中获得广泛应用，以HART通信协议为基础，一些调节阀的阀门定位器将输入信号和阀位信号在同一传输线实现；以现场总线技术为基础，调节阀与阀门定位器、PID控制功能模块结合，使控制功能在现场级实现，使危险分散，使控制更及时、更迅速。
④智能阀门定位器。智能阀门定位器具有阀门定位器的所有功能，同时能够改善调节阀的动态和静态特性，提高调节阀的控制精度，因此，智能阀门定位器将在今后一段时间内成为重要的调节阀辅助设备被广泛应用。
（2）精小化
为降低调节阀的重量，便于运输、安装和维护，调节阀的精小化采用了下列措施。 ①采用精小型执行机构。采用轻质材料，采用多组弹簧替代一组弹簧，降低执行机构高度，通常，精小型气动薄膜执行机构组成的调节阀比同类型气动薄膜执行机构组成的调节阀高度要降低约30%，重量降低约30%，而流通能力可提高约30%。
②改变流路结构。例如，将阀芯的移动改变为阀座的移动，将直线位移改变为角位移等，使调节阀体积缩小，重量减轻。
③采用电动执行机构。不仅可减少采用气动执行机构所需的气源装置和辅助设备，也可减少执行机构的重量。例如，Fisher公司的9000系列电动执行机构，其20型的高度小于330mm，使整个调节阀（带数字控制器和执行机构）质量降低到20～32kg。
（3）旋转化：
由于旋转类调节阀，例如球阀等，有相对体积较小、流路阻力较小、可调比较大、密封性较好、防堵性能较好、流通能力较大等优点，因此，在调节阀新品种中，旋转阀的比重增大。特别是大口径管道中，普遍采用球阀、蝶阀等类型调节阀，从国外近年的产品看，旋转阀应用的比例正逐年增长。
（4）安全化：
仪表控制系统的安全性已经得到各方面的重视，安全仪表系统（SIS）对调节阀的要求也越来越高，表现在以下几方面。
①对调节阀故障信息诊断和处理要求提高，不仅要对调节阀进行故障发生后的被动性维护，而且要进行故障发生前的预防性维护和预见性维护。因此，对组成调节阀的有关组件进行统计和分析，及时提出维护建议等变得更重要。
②對用于紧急停车系统或安全联锁系统的调节阀，提出及时、可靠、安全动作的要求。确保这些调节阀能够反应灵敏、准确。
③对用于危险场所的调节阀，应简化认证程序。例如，对本安应用的现场总线仪表，可简化为采用FISCO现场总线本质安全概念，使对本安产品的认证过程简化。
参考文献
[1] 胡寿松主编.自动控制原理.修订版.北京：国防工业出版社.1984.
[关键词]调节阀，水处理，流量
中图分类号：TH134 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0383-01
1、 调节阀在水处理中的发展方向的目的和意义
调节阀广泛应用于制造业领域，实现优化生产和降低成本的目的。长远来看，调节阀市场会保持适度的增长。水处理中一般采用流量调节阀，流量调节阀是一种采用高精度先导方式控制流量的多功能阀门。适用于配水管需控制流量和压力的管路中，保持预定流量不变，将过大流量限制在一个预定值，并将上游高压适当减低，即使主阀上游的压力发生变化，也不会影响主阀下游的流量。在现代化工厂的自动控制中，调节阀起着十分重要的作用，这些工厂的生产取决于流动着的液体和气体的正确分配和控制。这些控制无论是能量的交换、压力的降低或者是简单的容器加料，都需要某些最终控制元件去完成。最终控制元件可以认为是自动控制的“体力”。在调节器的低能量级和执行流动流体控制所需的高能级功能之间，最终控制元件完成了必要的功率放大作用，调节阀是最终控制元件的最广泛使用的型式。
2、 调节阀在水处理中的发展方向在国内外的现状
从调节阀应用看，发展方向如下：
（1）小型执行机构：可降低成本，提高流通能力 。
（2）套筒导向：采用套筒导向，有利于对中，有利于降低摩擦，有利于降噪，有利于流量特性的互换。
（3）平衡式阀芯：为降低执行机构推力或推力矩，采用平衡式阀芯是重要的，它对系统的动态性能也有改善。
（4）一体化阀芯和阀座：为克服双座阀密封性差的缺点，采用相同材质的一体化阀芯和阀座组成阀内件，将泄漏量和不平衡力同时减到最小。
（5）简单流路：流路简单，流阻减小，不仅可使阀两端压损下降，而且可降低成本。
（6）密封和摩擦：密封性能和摩擦性能是矛盾的两方面，调节阀设计中不仅要解决密封问题，对摩擦和寿命等性能指标也必须重视 因此，近年来，填料函和填料结构的研究得到重视，旋转型调节阀得到较广泛应用。
（7）降低噪声：采用多种方式降低调节阀噪声，例如，采用降噪套筒和阀芯，采用多级阀芯，采用降噪限流板，采用扩展器等。
（8）采用与管道同直径的调节阀和限制流通能力的阀内件：利于降低阀入口压力和出口流体流速，不需安装异径管等附加管件，有利于降低成本，通过更换流通能力大的阀内件，可扩展流通能力，通过选用限制流通能力阀内件可纠正计算口径过大的。
（9）在数字化信息化时代，将较多采用智能阀门定位器或通过数字控制器等实现非线性规律，补偿被控对象非线性，将较少选用调节阀流量特性来补偿被控对象非线性。
（10）阀内件的材料随温度变化，因此，应考虑不同温度下热膨胀造成的影响，也要考虑在高温下耐压等级的变化等，应考虑材料的耐腐蚀性、抗疲劳性等性能。
2.1 当前中国调节阀市场的概况
从厂商来看，国内外厂商竞争格局基本保持稳定，仍然稳居市场首位，本土厂商与国外优势品牌相比，仍然较弱，排名和业绩规模上未实现重大突破。虽然市场整体增长，但是厂商2010年业绩表现不均衡，少数厂商积极的抢占市场份额，多数厂商业绩受市场或产能的困扰保持2009年的水平。
从战略发展来看，国外厂商通常专注于这几个方面：实现本地化，完善营销服务体系，整合营销渠道，将中国公司打造成亚太区生产和技术服务的中心。国内厂商偏重于提高产能，走国产化道路，寻求产品和技术上的突破，力争企业快速发展。虽然当前调节阀行业整体增长放缓，但是出于对未来市场的看好，厂商实际上都在暗自积蓄力量，以便在未来行业快速发展时能够抢夺更多的市场份额
3、调节阀在水处理中的发展方向采用的路线和原理
3.1原理：调节阀用于调节介质的流量、压力和液位。根据调节部位信号，自动调节阀门的开度，从而达到介质流量、压力和液位的调节。调节阀分电动调节阀、气动调节阀和液动调节阀等。
3.2调节阀的发展方向主要为智能化、标准化、精小化、旋转化和安全化。
（1）智能化和标准化：
调节阀的智能化和标准化已经提到议事日程。智能化主要采用智能阀门定位器。智能化化表现在下列方面。
①调节阀的自诊断，运行状态的远程通信等智能功能，使调节阀的管理方便，故障诊断变得容易，也降低了对维护人员的技能要求。
②减少产品类型，简化生产流程。采用智能阀门定位器不仅可方便地改变调节阀的流量特性，也可提高控制系统的控制品质。因此，对调节阀流量特性的要求可简化及标准化（例如，仅生产线性特性调节阀）o用智能化功能模块实现与被控对象特性的匹配，使调节阀产品的类型和品种大大减少，使调节阀的制造过程得到简化，并在生产和市场中经受考验和认可。
③数字通信。数字通信将在调节阀中获得广泛应用，以HART通信协议为基础，一些调节阀的阀门定位器将输入信号和阀位信号在同一传输线实现；以现场总线技术为基础，调节阀与阀门定位器、PID控制功能模块结合，使控制功能在现场级实现，使危险分散，使控制更及时、更迅速。
④智能阀门定位器。智能阀门定位器具有阀门定位器的所有功能，同时能够改善调节阀的动态和静态特性，提高调节阀的控制精度，因此，智能阀门定位器将在今后一段时间内成为重要的调节阀辅助设备被广泛应用。
（2）精小化
为降低调节阀的重量，便于运输、安装和维护，调节阀的精小化采用了下列措施。 ①采用精小型执行机构。采用轻质材料，采用多组弹簧替代一组弹簧，降低执行机构高度，通常，精小型气动薄膜执行机构组成的调节阀比同类型气动薄膜执行机构组成的调节阀高度要降低约30%，重量降低约30%，而流通能力可提高约30%。
②改变流路结构。例如，将阀芯的移动改变为阀座的移动，将直线位移改变为角位移等，使调节阀体积缩小，重量减轻。
③采用电动执行机构。不仅可减少采用气动执行机构所需的气源装置和辅助设备，也可减少执行机构的重量。例如，Fisher公司的9000系列电动执行机构，其20型的高度小于330mm，使整个调节阀（带数字控制器和执行机构）质量降低到20～32kg。
（3）旋转化：
由于旋转类调节阀，例如球阀等，有相对体积较小、流路阻力较小、可调比较大、密封性较好、防堵性能较好、流通能力较大等优点，因此，在调节阀新品种中，旋转阀的比重增大。特别是大口径管道中，普遍采用球阀、蝶阀等类型调节阀，从国外近年的产品看，旋转阀应用的比例正逐年增长。
（4）安全化：
仪表控制系统的安全性已经得到各方面的重视，安全仪表系统（SIS）对调节阀的要求也越来越高，表现在以下几方面。
①对调节阀故障信息诊断和处理要求提高，不仅要对调节阀进行故障发生后的被动性维护，而且要进行故障发生前的预防性维护和预见性维护。因此，对组成调节阀的有关组件进行统计和分析，及时提出维护建议等变得更重要。
②對用于紧急停车系统或安全联锁系统的调节阀，提出及时、可靠、安全动作的要求。确保这些调节阀能够反应灵敏、准确。
③对用于危险场所的调节阀，应简化认证程序。例如，对本安应用的现场总线仪表，可简化为采用FISCO现场总线本质安全概念，使对本安产品的认证过程简化。
参考文献
[1] 胡寿松主编.自动控制原理.修订版.北京：国防工业出版社.1984.