关于调节阀正反作用的辨析

[摘 要]在石油化工生产领域中，调节阀起着重要的作用，也是应用最多的仪表之一，它的正确工作与否关系着整个装置生产安全正常运行，因此调节阀的在安装使用前，检查和校验是十分重要的，在校验过程中核对调节阀的正反作用也是一个重要的环节，因为阀门的作用方式是有工艺上安全考虑确定的，是不可随便更改的。

[关键词]正作用 反作用 调节阀 定位器 执行机构 调节机构

中图分类号：TP214 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0278-01

前言

在石油化工生产领域中，调节阀起着重要的作用，也是应用最多的仪表之一，它的正常工作的与否关系着整个装置试车和生产能否正常运行，因此调节阀的在安装使用前，检查和校验是十分重要的，在校验过程中核对调节阀的正反作用也是一个重要的环节，因为阀门的作用方式是有工艺上安全考虑确定的，是不可随便更改的。随着我公司做大做强的发展，已有的调试人员不能满足施工生产的需要，越来越多的新技术员及技术工人来满足生产的需要，填补技术上的空缺，然而技术知识提高的过程中，仍有一些分人分辨不清调节阀中众多的的正反作用的问题，下面结合我的工作经验简要的介绍一下有关阀门的正反作用。

一、调节阀的组成和原理

一般调节阀是由执行机构和阀体部件两大部分组成的，执行机构用来响应控制元件送来的信号，它也是调节机构的推动部分，阀体部分是调节阀的调节部分，它直接与介质接触。执行机构接受信号的大小产生相应的推力或转矩，通过阀杆或转轴产生相应的位移或转角传输到调节阀的阀芯，从而使调节阀的阀芯动作，进而调节机构就改变阀芯和阀座之间的流通面积，从而改变被控介质的流量，达到调节的目的。

二、执行机构的正反作用

在工作中我们通常说的调节阀的正反作用一般是相对气动调节阀的执行机构而言的，调节阀的正作用就是执行机构是正作用的作用形式，调节阀的反作用就是执行机构是反作用的作用形式。执行机构的正作用指的是随着输入气源信号增大，执行机构的阀杆逐渐向下运动的形式是正作用，因此执行机构的反作用的定义是指随着输入气源信号增大，执行机构的阀杆逐渐向上运动的形式称之为反作用。其实执行机构的正反作用形式的定义，就是信号增大时对阀杆的运动方向产生的影响来定义的。

三、调节机构的正反作用

调节机构是由阀体，阀座，阀芯，上阀盖和密封填料等组成的，是调节阀的调节部分，它的正反作用是由阀芯的正装和反装来决定的，当阀芯在执行机构的作用下向下移动时，阀芯与阀座之间的流通截面积减小的称为正装阀；相反，当阀芯在执行机构的作用下向下移动时，阀芯与阀座之间的流通截面积增加的称为反装阀。

四、气开（关）阀与执行机构（调节机构）正反作用的关系

在石油化工行业中，我们遇到的调节阀有气开式调节阀和气关式调节阀两种，也有的人把气关阀称为气闭阀，事实上是一样的，只是称呼不一样罢了，通常我们把当信号压力增加时阀门开度增加，这样的调节阀称之为气开式阀门，相反，我们把当信号压力增加时阀门开度减少的调节阀称之为气关式阀门（或气闭式阀门）。由于执行机构和调节机构都有正反作用，因此调节阀的气开阀形势和气关形式有几种组成情况，在我们的工作中总有人误认为气开气关只与进气方向有关，从膜头上方进气的误认为气关，从膜头下方进气的误认为气开，事实上不是那么定义的，图1为气开式阀门和气关式阀门的组织形式：

五、阀门定位器的正反作用

一般来说阀门定位器是配合执行机构使用的，通常使用的电气转换类型的，把4到20mA的模拟信号通过电气转换变成调节阀所需要的气源信号。定位器的正作用是输入信号增大时，输出到执行机构的气压增大，定位器的反作用是输入信号增大时，输出到执行机构的气压减小。定位器接受的这个信号可以是自动调节信号，也可以是人工操作的信号，传输给执行机构来推动操作调节机构，以此改变介质的流量，达到调节温度、压力、流量、液位等参数的目的。

执行机构和定位器的组合形式同样有一下四种：

（1）正作用的执行机构与正作用的定位器配合实现正作用执行机构的功能；（2）正作用的执行机构与反作用的定位器配合实现反作用执行机构的功能；（3）反作用的执行机构与正作用的定位器配合实现反作用执行机构的功能；（4）反作用的执行机构反正作用的定位器配合实现正作用执行机构的功能；

六、FO与FC

由于调节阀在工厂生产中起着至关重要的作用，特别是安全系统中，如果阀门的问题会导致大事故的发生。因此在施工过程中我们经常碰见阀门有FO和FC的标识，特别是国外生产的调节阀，FO（FAIL OPEN）指气路故障时阀门为开启状态，FC（FAIL CLOSE）指气路故障时阀门为关闭状态，这是国外的通用叫法，在我们国家通常的气开和气闭表示正好相反，故障开对应的是气闭阀，故障关对应的是气开阀。不过现在的新的轻型阀、精小型阀已不强调执行机械的正作用、反作用了，因而他们都会在名牌的尾注上标明B和K，B表示气关阀，而K表示气开阀。

七、调节器的正反作用

调节器的正反作用一般是在控制系统中来判断选择的，调节器的输出随着正偏差的增加而增加时，选择的就是正作用。若是负偏差，情况相反，调节器的输出随着正偏差的增加而减小时，选择的就是反作用。

确定调节器正、反作用的次序过程，首先根据生产工艺安全的需要，确定调节阀的气开和气关的形式，然后再根据被控制对象的过程特性和该系统的开环传递函数各个环节的静态放大系数相乘为正负的原则，确定调节器的正作用方式或反作用方式。

调节器作用方向控制的原则：应根据被控过程的特性及调节阀的气开、气关形式来正确选择，以使自动控制系统成为一个负反馈的闭环系统，即如果被控变量偏高，则控制作用应使之降低；相反，如果被控变量偏低，则控制作用应使之升高。控制作用对被控变量的影响应与扰动作用对被控变量的影响相反，才能使被控变量回到设定值，因此达到自动调节的目的。

八、结束语

综上所述，调节阀的调试是一个系统工作，由于调节阀的应用是一个专业性强，涉及的技术领域广的系统的工作，要做好这个工作，不仅在理论上充分了解它的各种特性，而且要结合实际使用经验来综合分析判断调节阀的正反作用，这样才能充分发挥调节阀的作用。因而在实际现场施工过程中，如果碰见需要调节阀转向时，一定注意转向前后它的正反作用是否保持一致，如果在调试时碰到控制系统的正反作用需要修改，一定注意阀门的正反作用，是否能够满足生产的需要，在交工资料调节阀校验报告的填写的过程中，一定注意定位器的正反作用和阀门的正反作用，不要混淆填错。只有认真地了解阀门的正反作用，才在以后的施工中会解决更多的调试难题。

参考文献

[1] 乐嘉谦主编《仪表工手册（第二版）》化学工业出版社，2003.

[2] SH/T 3521-2013《石油化工仪表工程施工技术规程》中国石化出版社，2013.

[3] 林秋鸿等译.美国仪表学会调节阀手册（第二版）化学工业出版社，1985.