1 前言
1.1.1调节阀的现状
我国调节阀的技术经过近三十多年的引进革新和发展，有了巨大的进步，但是与国际水平相比还是有很大的差距，主要体现在高温、高压和大口径领域，我国设计制造的阀门普遍存在易卡死、振动大、噪音大、驱动力矩过大、可靠性太低、寿命不长、密封填料易漏等问题。而且在理论研究和结构创新上都还不能跟上近代工业发展的需求。 1.1.2 调节阀的发展趋势
随着现代大型成套装置技术的飞速发展，出现了一系列新型成套设备和机器，与之相配套的调节阀也变得更为大型化、自动化、高参数化和成套化。而且更多的新型调节阀还在不断增加，例如：紧急切断阀、急速关闭阀、耐高温防火阀和耐低温水冷阀等。调节阀的功能参数有了很大的提高，如调节阀的最大口径比以前更大，工作温度更高、压力更大．调节阀的发展已经趋向于品种多、性能好，密封更可靠，寿命更长。如新型球阀能达到十万次以上无
定心支片泄漏。新型铸铁闸阀能开关3万次，动作可靠，开关迅速 。
现代阀门的科研特点：试验研究和新产品开发之间密切结合；内部研究和引进技术之间密切结合；着重于高新技术在阀门上的应用和研究，重视高参数、特殊工况用阀门的设计研究和阀门的研究试验工作，也更加重视现场试验与创新改进。
1.1.3调节阀在自动调节系统中的作用
调节阀是在自动调节系统中不可缺少的一部分，接收来自于调节器的输出信号，从而改变和调节介质流量，达到调节功能。调节阀的性能和动作的好坏，会直接影响调节系统的质量和效果，是自动调节系统中的一个重要环节。 1.2 调节阀的组成和分类
1.2.1调节阀的组成与分类
集装箱内衬袋调节阀主要由执行机构和阀体部件组成。
（1）调节阀按行程特点可分为：直行程调节阀和角行程调节阀。直行程中包括：单座阀、
双座阀、隔膜阀、套筒阀、角形阀、三通阀；角行程中包括：蝶阀、球阀、全功能超轻型调节阀、偏心旋转阀。
（2）调节阀按驱动方式分为：以压缩空气为动力源的气动调节阀，以电为动力源的电动调节阀，以液体介质(如水、油等)压力为动力的电液动调节阀；
（3）按调节形式分为：调节型调节阀、切断型调节阀、调节切断型调节阀；
（4）按流量特性分为：线性、等百分比、抛物线、快开。
（5）按用途和作用分类：两位阀：主要用于关闭或接通介质;调节阀：主要用于调节系统。选阀时，需要确定调节阀的流量特性;分流阀：用于分配或混合介质;切断阀：通常指泄漏率小于十万分之一的阀。
（6）按压力分类：真空阀：工作压力低于标准大气压;低压阀：公称压力PN≤1.6MPa;中压阀：PN2.5～6.4MPa;高压阀：PNl0.0～80.0MPa，通常为PN22、PN32;超高压阀：PN≥100MPa。
（7）按介质工作温度分类高温阀：t>450℃;中温阀：220℃≤t≤450℃;常温阀：-40℃≤t≤220℃;低温阀：-200℃≤t≤-40℃。
1.2.2气动薄膜调节阀的应用
气动薄膜调节阀是经常使用的一种执行器，可以与气动调节仪表配套使用，用来实现工业生产过程中工艺参数的自动化调节。现代国内外使用最普便的是电动单元组合仪表，有Ⅱ型、Ⅲ型，以及带微机的智能化仪表、集散型控制系统，是自动化仪表发展的主流方向。气动仪表是在特定的条件下和配套设备上使用，但作为气动仪表的气动薄膜调节阀，在现实工业生产的使用中却起到了广泛的应用，因为它不但可以和气动仪表配套使用，而且配上电—气转换器后就可成为电动仪表的执行器，组成调节系统。
该阀的优点是：结构简单、操作便捷、可靠度高、维修简单、防火防爆，是目前生产的一般电动调节阀无法媲美的。因此广泛应用在石油化工和电力等行业。本次设计中的热电厂正好适合使用此种阀门。
1.3 调节阀设计要求
调节阀是管道系统中的一个重要组成部分，因此需要保证它的安全可靠、保证满足执行管道系统对阀门提出的使用要求。所以阀门设计要满足工作介质的压力、腐蚀、温度、流体特性和操作、安装、制造、维修各方面对阀门提出的要求。
（1）阀门设计必须具备的基本数据：
包覆胶水
a.阀门的用途、种类
dst指数 b.介质工作压力
c.介质工作温度
d.介质的物理、化学性能（腐蚀性、易燃易爆性、毒性、物态等）
e.公称尺寸
f.结构长度
g.阀门和管道的连接形式
h.阀门的操作方式（手动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、电动、气动、液动等）
（2）在阀门的技术性设计和工作图设计时，应当掌握的数据和技术要求：
a.阀门流通能力和流体阻力系数
b.阀门启闭次数和启闭速度
c.驱动装置的能源特性（电动、气动、液动）
d.阀门的工作环境和保养条件（是否防爆、是否复合气候条件等）
e.外形尺寸的限制
f.重量的限制
g.抗地震要求
2 总体设计方案
2.1设计课题
热电厂减温减压机构中气动减压调节系统改造设计toubai
调节阀在工业控制场合地位重要，应用广泛，其质量和控制能力对整个控制系统有着决定性的影响。该设计对山东石横特钢集团热电厂减温减压机构的一台气动减压调节阀进行改造设计，入口压力35KG，出口压力15KG，介质为435度蒸汽，口径DN200，正常流量10T/H，最大30T/H。配套ABB定位器。原来用的是中核苏阀的DN150，由于流量满足不了要求，需要进行改造。
要求：石竹素
1）确定气动减压调节系统各个环节功能；
2）对调节阀阀芯进行合理改造设计；
3）对调节阀参数进行计算。
2.2 设计的功能与其具体方案的选择
2.2.1轴流型调节阀及一般调节阀的性能缺点
现有的轴流型调节阀结构，改变了普通调节阀的整体流通结构, 让介质在阀内轴向顺环形流道流动,而流体在阀体内的流向转变很小,这样能量损失会比较少。同时整体铸造的圆桶结构适应了承压容器的受力要求,使承压性能更好。而普通调节阀的流通能力会受球形阀体的“S”形流道结构约束而无法增大, 原因就是介质在流道内经会多次改变流向, 更易形成旋涡而互相碰撞, 更加的消耗能量。而且当口径大于 DN400 mm 时,阀的行程变得太长, 调节阀的灵敏度降低, 整体结构过于笨重,驱动力过大。轴流型调节阀的阀体流道是顺管线中介质的流向设计, 并且，阀体内腔设置流线圆锥状导流罩, 能疏导流体的流速和流向, 使得管道流体分布更均匀, 压力更均衡。而节流部件则参考了套筒阀的结构, 区别在于轴流型调节阀把套筒顺管道流向安装, 使阀芯在套筒内轴向运动, 阀芯可设计为压力平衡式结构, 这样能够抵消因节流口前后压差而引起的不平衡力, 改善了普通调节阀口径小、压差小的约束。
一般的调节阀整体结构是球形的, 内部的流道基本上就像一个平置的S形, 流体进入阀体后经过流向的多次转变, 特别是在节流口前后有两次 90°的突然转变, 对流体的动能损失较大, 这样流阻就会变高。而从流路上分析, 其流路过于复杂, Cv值太小, 防堵性能差, 尺寸太大, 动作不够灵敏, 外观不够简约美观。从移动方式来分析, 阀杆的上下运动滑动摩擦大, 阀杆密封性差, 抗振动性能很差。从结构上来分析, 单密封允许的压差小, 但双密封泄漏量大, 阀芯在中间会无法避开高速介质的直接冲刷, 缩短使用寿命。
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