调节阀是自动化控制系统中一个十分重要且不可或缺的组成部分，如果把调节器比作人的大脑，那么调节阀就是人的手和脚。调节阀作为一种常见的
执行机构，它的作用就是接受调节器发出的控制信号改变调节参数，把被调参数控制在工艺所要求的范围内，从而实现生产过程的自动化。按其能源的不同，调节阀主要有气动、电动和液动等几种形式，
电动调节阀是以电能来驱动调节阀，它使用方便、体积小、推力大，但结构复杂，且不适宜用于高温、潮湿、易燃、易爆等场所；液动调节阀响应速度快，无滞后现象，但结构复杂、体积较大、操作不方便，在实际生产中已很少应用;
气动调节阀则是以压缩空气作为能源，它具有结构简单、操作方便、工作可靠、便于维护等优点，不仅可以与气动调节器配套使用，而且可以与电动调节器及各种智能调节器配套使用，另外它具有的防火、防爆特点，使其可以在高温、高湿、有导电尘埃的场所中使用，因此，气动调节阀被广泛的应用于石油、化工等诸多行业生产过程的自动调节和远程控制中，本文以气动薄膜调节阀为例谈一下调节阀的选型及维护。
一、调节阀工作原理
图1是一个单座气动薄膜调节阀（气开型）的结构示意图，如图所示，气动调节阀的结构分为执行机构和调节机构两大部分，执行机构是调节阀的推动部分，它通过压缩空气产生推力;调节机构是调节阀的调节机构，它与被调介质直接接触。当压缩空气通过进气孔进人薄膜气室时，在薄膜①上产生一个推力，这个推力拉伸弹簧②，并且弹簧②的反作用力又与此推力相平衡，使阀杆③移动，阀杆③移动的距离，就是我们常说的阀的行程，在阀杆③移动的带动下，阀芯④也做相应的移动，从而改变了阀芯④与阀座间的流通面积，也就是改变了阀的阻力系数，使阀内的介质流量发生变化，最终实现对流量、压力、温度、液位等工艺参数的控制。
二、调节阀选型
1、调节阀选型的一般原则
调节阀的选型主要是调节阀结构形式和材质的选择，调节阀
流量特性的选择，调节阀额定
流量系数的计算及口径的选择，调节阀允许差压的计算及执行机构的选择，等等。一般来说，调节阀选型应遵循如下原则：
（1）调节阀的结构形式必须满足工艺介质温度、压力、调节范围、泄漏量等的基本要求。
（2）调节阀材质的选择应根据工艺介质的温度、压力、腐蚀性等要求来进行。
（3）调节阀的流量特性要根据工艺系统特性进行选择，它的作用是对工艺系统特性起补偿作用。
（4）根据介质的流量大小，确定合适的口径。
（5）根据介质的差压大小，选择调节阀的执行机构，其刚度应能满足系统。
（6）选择合适的配套装置，保证调节阀的正常使。
2、调节阀结构形式的选择
调节阀结构形式的选择，应根据实际生产中工艺条件（温度、压力、流量等）、工艺介质的性质（如粘度、腐蚀性、有毒有害等）以及调节系统的要求（调节范围、泄露量、噪音）等因素综合加以考虑。平常在我们实际使用中，应用最多的是普通单、
双座调节阀和
套筒调节阀，一般来讲，在流量小、压差小、要求泄漏量小的场合，选择
单座调节阀即可满足生产需要，而且经济实惠，而在流量大、压差大、泄漏量要求不严格的场合，应优先考虑双座调节阀，套筒调节阀最适宜用在介质压差大、振动大、噪音大的场合。当然，其它类型的调节阀，我们有时也会用到，如我们公司在空调控制系统中，就采用三通分流调节阀来控制冷冻水的循环量，这样既可以控制空调送风的温湿度，又省掉了一个两通阀和一个三通接头，经济实用。此外，对于高粘度、含有悬浮颗粒流体以及汽一液混合相，易闪蒸、汽蚀的流体，则要考虑采用角型调节阀。
3、调节阀流量特性的选择
调节阀的流量特性是指调节阀相对开度和通过阀的相对流量之间的关系，可用式子表示如下：
Q/Qmax=f（1/L）
式中：Q/Qmax：相对流量，调节阀某一开度下的流量与阀全开状态下的流量之比；
1/L：相对开度，调节阀某一开度下的行程与阀全开状态下的行程之比。
我们知道，一个自动控制系统是由被调对象、变送器、调节器、执行机构（如调节阀）等构成的，在负荷变动、调节器的整定参数不变的情况下，自动控制系统要想达到理想的控制品质，必须保证系统总的放大系数在整个可调范围（调节阀所能控制的最大流量和最小流量之比）内保持不变，然而事实上，被调对象的放大系数总是会随着外部条件的变化而变化，因此，我们必须以阀的放大系数来补偿对象的放大系数，即选择流量特性正好与被调对象特性相反的调节阀，这样，调节系统的综合特性可以最大限度地接近线性。
调节阀的流量特性直接影响到自动控制系统的质量和稳定性，因此，必须合理选择。对于调节阀，我们选用最多的是等百分比特性，当然，对于压差变化小（几乎恒定）、可调范围小、开度变化小的场合，也可以选用线性调节阀。
4、调节阀流通能力和口径的选择
调节阀流通能力的大小，一般用Cv值来表示，是调节阀的重要参数，不同Cv值的调节阀在系统中的控制效果是截然不同的，例如在我公司新近投产的氨纶项目中，为90℃热水加热所用的蒸汽调节阀原计算的Cv值为0.63，据此选用的调节阀的流通能力小，投运后，阀后压力最大只有0.55MPa，而加热器中水的压力是0.60MPa，造成蒸汽不能加入水中，水温上不去（只有40℃左右），无法满足生产要求，后来我们经过认真分析和计算，选用Cv值为14的调节阀，并调整合适的工艺参数和PID控制参数，使水温控制在了90士1℃的范围内，满足了工艺要求。
Cv值反映了流体通过调节阀的能力，根据Cv值的大小，就可以确定调节阀的口径，具体步骤如下：
（1）首先，要根据工艺参数及生产能力，计算出调节阀的最大流量Qmax和最小流量Qmin 。
（2）然后，要根据所选择阀的流量特性以及管路压力损失，确定调节阀前后的最大压差△Pma、和最小差压△Pmino
（3）将工艺参数代人Cv值的计算公式，求得最大流量时的CVmax，最小流量时的Cvmi，
（4）根据CVmax在所选调节阀形式的标准中，选择大于Cvmax并最接近Cvmax的Cv值作为选择调节阀的依据。
（5）根据确定的Cv值和阀的流量特性，求出阀的最大开度Kmax和最小开度Kmin，并要求Kmax<90%且Kmin>10%，以保证调节阀正常工作时不会在最大位置或最小位置。
（6）根据Cv值，查表确定调节阀的口径。
需要说明的是，有的厂家对于单座调节阀、双座调节阀、角型阀等常用的调节阀，在不改变连接口径的情况下，设计了不同口径的缩小阀座，这样，就使调节阀的Cv值比额定值相应地减少了，如我们正在使用的连接口径为DN=25mm的调节阀中，有的调节阀的Cv值为14，有的调节阀的Cv值仅为0.63，其选择的依据主要是：一是渐缩管的成本太高，二是从机械强度上考虑，必须选用较大连接口径的阀体;三是避免缩径后压差增大，产生噪音。所以说，确定合适口径的调节阀，不仅要认真计算Cv值，还要根据生产工艺要求及设计者自身的工作经验全方位的考虑各种因素。
5、调节阀材质的选择
调节阀材质的选择主要是指两个方面：一是阀体、阀盖材质的选择，二是阀内组件（阀杆、阀芯、阀座）材质的选择。阀体、阀盖相当于压力容器，因此要求其必须能承受介质的温度、压力和腐蚀，而阀内组件主要起节流作用，对它的基本要求是耐腐蚀、耐冲刷，这是调节阀材质选择的出发点。
选择调节阀的材质必须把握两个大的原则：一是要保证安全可靠，也就是根据工艺特性，选择诸如耐高温、耐低温、耐高压、耐汽蚀以及耐腐蚀的材质；二是在满足使用要求的前提下，还要考虑其性能、使用寿命和经济性。至于各种材质的性能，我们可以参考有关资料。
三、调节阀的维护
调节阀作为自动控制系统的执行单元，直接安装在工艺现场，而大多数化工生产的现场环境又较为恶劣，为了保证自动控制系统的控制质量，必须经常性地对调节阀进行检查和维护：
1、检查调节阀是否有泄漏现象，检查的方面包括气源管路、执行机构、填料室压盖、与工艺管道的连接等。
2、调节阀所使用的气源的质量必须符合要求，气源的好坏直接影响到调节阀的工作性能及使用寿命，尤其是在夏季，经常会出现由于压缩空气含水量高造成气源管路堵塞、调节阀不能动作的现象，影响生产的稳定。因此，必须定期对气源的油水分离系统进行排污。
3、检查调节阀是否经常工作在接近全关或者全开的位置，若是，则说明正在使用的调节阀的Cv值过大或过小，需要更换Cv值合适的调节阀。
4、注意调节阀的阀体卫生，一般来讲，生产现场环境较为恶劣的场所（如锅炉车间），容易出现调节阀阀杆与导向环之间被粉尘阻塞的现象，造成调节阀阀杆动作不灵活、迟滞。
5、检查调节阀的阀杆是否会在一定的行程范围内振荡，若是，则在排除调节器故障的前提下，从
阀门定位器是否堵塞、阀杆摩擦力是否增大、密封填料是否老化等方面查找原因。
另外，有一些调节阀（如用于高温介质）还带有注油器，这表示调节阀的上阀盖填料需要润滑，其结构如图2所示。
上阀盖部分是否已经添加了润滑油脂或者润滑油脂的添加量是否合适，可以采用松开注油器手轮，转动给油螺杆的方法，如果给油螺杆转动困难，表示注油器已添加了油脂，反之，如果给油螺杆转动轻松自如，表示注油器无油或者油脂的量较少，需要给注油器注油。注油的方法如下：
a.首先，要按要求备好润滑油脂;
b.然后，拧紧注油器的手轮;
c.拆下给油螺杆，注入润滑油脂，再装上给油螺杆;
d.松开手轮并转动给油螺杆，驱动油脂向前移动。
e.重复b,c,d步骤，直到给油螺杆转动困难为止，然后拧紧手轮，注油结束。
调节阀的许多故障并不是一下就发生的，只要我们加强日常维护，就可以及时发现许多潜在的问题，避免发生大的工艺事故。
四、结论
本文是我在选择和使用调节阀过程中的一些经验和体会写出来与大家共勉，文中不当之处请专家同行批评、指正。正确的选择和使用调节阀，不仅直接关系到整个自动控制系统的控制质量，而且还将对生产秩序的稳定产生重要的影响。据有关部门统计，自动控制系统不能正常投入运行的，有2/3以上是由于调节阀的选型不当造成的。因此，如何正确选择合适的调节阀，必须引起我们每一位自动化控制技术人员的高度重视。
