简单的压力调节器就足够了

关键字 过程控制与仪表 调节阀和阀门 控制

压力调节器是非常简单的控制装置，从过程中获取必要的运行能量。相反，控制阀需要变送器、控制器和外部能源。

价值工程努力实现满足需求的简单解决方案。压力调节器的简单性足以成为考虑它们的理由。除此之外，调节阀的购买、安装和维护成本通常更低，结构更紧凑，重量也比控制阀轻。

比较特征，两种选择

当把控制阀放在一起比较时，控制阀在“特征”竞赛中胜出(见对比表)。但在不需要所有这些优势的应用中，并且比例控制将满足要求，调节器可能是正确的选择。

调节器有两种基本设计:自动操作和操纵。

自操作式调节阀可以配置弹簧或压力加载，适用于要求出口压力保持在设定值的10%以内的应用。典型的自助式调节阀应用包括工业、商业和家庭气体服务;仪表空气或气体供应;工业炉的燃气燃料;蒸汽头;以及水压控制。

基本的自我操作稳压器使用弹簧负载膜片。在基本自动调节器示例所示，施加到膜片底部的下游压力可以克服由弹簧施加的向下力。当膜片的顶部和底部的力相等时，调节阀的插头保持位置。下游负载的变化会增加或减少膜片底部的力，将调节阀塞移动到一个新的位置。

弹簧式自操作稳压器提供了最简单的设计、结构和操作，但由于弹簧效应，为了稳定而牺牲了测距能力。压力加载式调节器使用与弹簧加载式调节器相同的原理，但弹簧施加的机械力被空气压力所取代(参见压力加载式调节器示意图)。

压力负载式稳压器具有良好的稳定性，提供准确的出口压力控制，并利用所有可用行程来实现更大的范围。然而，也不全是好消息。压力负载式调节阀还要求将负载压力排放到大气中或输送到下游系统。

自操作稳压器的简单设计限制了它们的简单比例带输出。

只使用比例带控制的设备的一个特点是“偏移”。

在过程控制实验中，通过将纯比例控制器的设定值置于其范围的50%，并观察测量变量，也达到50%标志，表明“在设定值”控制，来证明偏移。(操作符像控制器，其中设定值和测量变量匹配。)当纯比例控制器的设定值从50%的设定值移动到75%时，被测变量将跟随设定值上升。过程仍在控制中，但设定值与测量变量之间的匹配将永远无法实现。差额已抵消。

在调节阀中，offset常被称为“下垂”，描述为流量增加时出口压力的降低。通常表示为百分比，水柱英寸，或磅每平方英寸，下垂显示在公布的最大流量下的出口压力和在低流量下设置的出口压力之间的差异。

比较表

	控制阀	监管机构
硬件选择:	好	可怜的
软件选择:	好	好
端接方式的选择:	好	可怜的
变化幅度:	好	可怜的
响应:	公平	好
温度范围:	好	可怜的
紧的关闭:	公平	好
配件供应:	好	可怜的
安装简易:	公平	好
易于维护:	公平	好
通过修改内饰调整尺寸的有效性:	好	可怜的
远程设置方便:	好	可怜的
成本:	公平	好

先导式监管机构

先导式调节阀适用于要求出口压力保持在设定压力的2-5%的应用场合，例如燃气或水区调节站;燃气轮机燃料供应;燃气热处理炉和锅炉;以及商业和工业气体供应。

先导式调节器有两种类型:双路加载和卸载系统。

这两种类型都适用于要求在调节器下游点进行精确压力控制的安装。然而，当下游传感点超过了调节阀的8到10个管径时，可能需要在传感线中设置一个可调限制，以使调节阀“调整”稳定。

使用双路设计的调节器提供快速响应、准确性和稳定性(参见双路调节器系统)。下游压力的变化同时作用于调节器的两个部分。主膜片提供快速响应，但缺乏返回所需压力设置所需的精度。响应较慢的先导调节器提供了所需的高增益，以准确地将系统返回到其设置，并允许主调节器的全行程。

卸载稳压器系统使用先导稳压器卸载主稳压器压力(参见先导操作稳压器卸载系统)。虽然相当准确，但它们不如双路调节器系统稳定。

大小和指定

调节阀通径与阀门通径相似，需要了解:

• 介质类型(如天然气、氩气、空气、水等);

• 进出口压力;

• 最小、最大和正常流量;

• 介质流动温度;和

• 需要紧密关闭。

一些监管机构将严格的限制作为标准。控制阀用户经常惊讶地发现，除非指定，控制阀可能不能提供严密的关闭。更让人困惑的是，对于不同的控制阀和调节阀，严格关闭的定义是不同的。

控制阀关闭密闭性定义为ANSI 70-2-1991标准中的泄漏等级。例如，具有II级泄漏标识的控制阀阀芯和阀座在空气测试时，允许在全行程时最大泄漏量为阀门容量的0.5%。使用相同的条件和介质，但替换为IV级泄漏标识，最大泄漏允量值降低到0.01%。

调节阀的关闭密封性没有控制阀那么正式，但一些装置，如住宅天然气调节阀，需要紧密关闭，或在调节阀术语中，“锁定”。

调节阀制造商经常结合杠杆迫使塞子紧紧地固定在阀座上，以获得锁定(参见带锁定联动的自操作调节阀)。

指定控制阀需要确定阀门是否应该故障开启、故障关闭或故障到位。一般来说，监管机构没有预定义的失败行动，可能会失败开放或关闭。Failure Event表提供了启动失败事件和相应响应的示例。

调节器的噪声控制

噪声因素在指定控制阀时很常见，但在指定减压阀时往往被忽视。预测潜在的噪音危害，特别是在蒸汽调节器中，可以避免计划外停机，以“安静”原本良好的安装。

调节器中产生的噪声是流量、压降和压降比(压降除以绝对入口压力)的函数。

大多数调节器制造商提供的信息显示在标准距离(例如，48英寸)噪声水平的变化。下游，30英寸。不同的压降比，入口压力和流量)。

通过小于2-in调节阀的流量。，且入口压力小于300psig不太可能产生根据职业安全与健康管理局标准定义的危险噪音水平。这并不是说人们不会抱怨噪音;体积应该仔细考虑。

噪音通常不是直接来自调节器，而是来自下游管道。在调节阀下游使用较厚的管壁和/或绝缘材料可以降低噪声，但也会导致噪声向较厚的管壁和/或绝缘材料以外的管道进一步辐射。

处理调节器噪声可以通过几种方式处理;最好的解决方案可能是多种方法结合起来。

降低调节器噪声的常用方法如下。

1. 将调节器放置在离占用空间较远的地方通常是不可可行的，但不应忽视这是一种可行的解决方案。

2. 改变管道设计以降低调节阀的流量或压降比可能需要使用扩散器，或串联或并联安装多个调节阀。

3. 使用更重的排水管可以降低噪音水平，但是要更换4英寸的排水管。附表40至附表80的钢管只能减低约5分贝的噪音。(作为参考，降低6分贝的噪音大约等于降低一半的声压。)

4. 使用1。隔热材料可降低约3至6分贝的噪音，最高可降低约12至15分贝。隔音效果更佳，每英寸隔音可减少8至12 dB的噪音，实际最大可减少约24至28 dB。

5. 消声器采用与汽车消声器类似的原理，当安装在调节器的下游时，可以提供24至28 dB的降噪。

6. 调节器的设计多种多样，有些设计产生的噪音更大。选择具有“更安静”设计的稳压器可能会花费更多的购买成本，但考虑到安装和维护成本后，拥有的成本会更低。

在需要高压液滴的稳压器安装中，噪声不能完全消除。决定最好的降噪解决方案需要检查选项，并决定哪个是最经济和方便的。

每种类型的减压应用都需要价格、容量、精度、稳定性、简单性、安全性和响应性的混合。调节阀可能不是所有减压应用的答案，但它们值得考虑。

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Failure Event Table失败事件列表

监管机构类型	主隔膜破裂	主要春假	下游控制断线	先导隔膜破裂
基本自操作调节器	打开	关闭	打开	NA
带下游排液的自助式压力加载调节器	关闭	打开	打开	打开
先导式双路调节器	关闭	打开	打开	关闭
先导式卸载调节器	关闭	打开	打开	关闭

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