1、 1 阀流量的智能控制1 1 绪论 1.1 流量控制阀的发展历史及我国现状 我国的流量控制阀生产行业起步较晚，国内 70 年代自行设计和生产的直通单座阀、 直通双座阀、三通流量控制阀、高压流量控制阀、蝶阀、长行程执行机构和阀门定位器等 传统产品直至 90 年代仍在生产和使用。 我国流量控制阀的飞跃是从 80 年代开始， 流量控 制阀在系列化、标准化等方面得到了进一步完善，缩小了与国外产品的差距，成为目前国 内执行器行业流量控制阀的主流产品。其技术水平为国际 80 年代末或 90 年代初的水平， 依然落后于国际先进水平， 现在已不能满足国内及国际市场的需求。 从技术上分析主要表 现在以下几个方面
2、： 1.1.1 性能 直动阀分为单座阀和笼式双座阀，单座阀的密封性能较好，可达 ANSI 标准级，但 是由于结构上的特点，其允许压差比较小，要满足允许压差，则其推力比较大，需要的执 行机构(动力源)较大。而笼式双座阀则相反，由于其结构上的原因，阀的密封性较差，一 般为 ANSI 标准级， 但由于压力平衡的结构， 允许压差较大， 因此所配的执行机构较小。 1.1.2 结构 70 年代以前，我国流量控制阀采用“统一设计产品”都是仿苏联的阀门结构型式， 即四法兰型式。这种型式的特点是采用上、下导向，由于导向坚固，其抗振动、耐压差性 能较好， 缺点是由于有下法兰， 而增加了一个泄漏点， 且结构复杂，
3、从 70 年代以来西欧、 日本、美国相继发展了三法兰的型式。一个泄漏点，因此被广泛采用，以至成为阀门的主 流，当今世界各大公司的阀门，基本采用此种型式，但由于少了一个导向，使得阀门的抗 振动性能及允许压差性能受到影响，因此，双导向、四法兰型式的阀门仍然存在，只是数 量较少。 1.1.3 控制系统 流量控制阀与控制系统接口是通过电动执行机构和阀门定位器实现的， 国内流量控制 阀生产企业， 主要还是以先前引进或仿制的电气阀门定位器为主， 虽然国内的研究机构和 生产企业， 也在智能定位器和智能电动执行机构开发上下了很大功夫， 产品也有推向市场， 但目前智能型及总线定位器和电动执行机构仍然以进口产品为
4、主。 1.1.4 可靠性 国内流量控制阀产品不论内在质量还是外观质量， 在可靠性方面考虑的比较少， 外置 2 式定位器和其他附件，可靠性差。在产品性能可靠性设计上更是少有研究。 1.1.5 专有技术 国外流量控制阀企业在特殊材料和特殊工艺手段上都有自己多年的积累， 能够满足高 温、高压差、抗；中刷、强耐磨、耐强腐蚀的极端工况条件，已形成他们专有技术，占据 了高端市场。 而我们在这方面投入的技术攻关和研究经费远远不够， 我们还处于拼价格的 阶段。 1.2现代工业对流量控制阀的最新要求 先进的现代化工业是以生产自动化为标志的。人们已经不再满足于传统的生产方式， 开始用数字化、 微机化等先进技术进行
5、革新。 智能仪表的研制和使用更为工业自动化开创 了美好的未来。另外，随着现代化工业的大规模发展，对工业品的要求也越来越高，范围 也越来越广。作为工业自动化控制系统的手脚流量控制阀也将面临新的课题有待创 新、提高。 1.2.1 高质量、高可靠性 在过程控制中，流量控制阀直接控制流体，它的质量好坏将会直接影响到整个系统， 一旦发生故障，后果不堪设想。在石油天然气工业中，从油田到炼油厂，各种生产装置都 大规模地集中监测和控制，大部分操作条件都是在高温或高压中进行，介质都是易燃、易 爆的油、气，因此流量控制阀的质量与可靠性被提到了首位。在化学工业中，过程的多样 性及工艺条件的变化，对温度、压力、流量、
6、液位四大热工变量的控制中，都有很多特殊 问题要求流量控制阀能够适应。在电力工业中，发电厂要对锅炉进行控制，锅炉调节系统 中保持水位的正常非常关键，避免流量控制阀的误开、误关、失灵等故障的发生是何等的 重要。 1.2.2 保护环境 随着工业的快速发展， 环境污染也日趋严重， 人们的健康及生态环境面临着极大的威 胁，各个国家都在积极地制定相应的法律、法规以减少环境污染，并保护公众的健康和生 态平衡， 因此环保已成为企业产品设计所要考虑的关键问题之一。 流量控制阀对环境造成 的危害主要表现为噪声和因外泄漏导致大气污染等， 公众和社会对此都有强烈的要求， 而 作为流量控制阀制造厂就必须作出响应。 1.2.3 节约能源 经济的高速增长必然引起能源的极大损耗， 然而地球的资源是有限的。 原材料供不应 求，石油、煤、水资源的消耗和短缺已成为目前及今后相当长的时期内所面临的问题。因 此用于流体控制的阀门，在其设计、使用过程中要与节能问题相联系。这就要求，我们的 流量控制阀不但要满足恶劣工况调节需求， 更要求阀门在关闭的情况下泄漏率要控制在最 低，甚至是不漏的。 1.2.4 适用于新领域 随
