GB/T 17213.1-2015 工業(yè)過程控制閥 第1部分:控制閥術(shù)語和總則介紹

一、標(biāo)準(zhǔn)范圍與目的

1、《GB/T 17213.1 - 2015 工業(yè)過程控制閥 第 1 部分：控制閥術(shù)語和總則》是工業(yè)過程控制領(lǐng)域的重要標(biāo)準(zhǔn)。它規(guī)定了工業(yè)過程控制閥相關(guān)的術(shù)語、定義、符號和單位，同時(shí)闡述了控制閥的基本原理、分類、性能特性以及選型原則等總則內(nèi)容。

2、該標(biāo)準(zhǔn)的目的是為工業(yè)過程控制閥的設(shè)計(jì)、制造、選型、安裝、操作和維護(hù)提供統(tǒng)一的術(shù)語和基本原則，促進(jìn)國內(nèi)外工業(yè)過程控制行業(yè)的技術(shù)交流和貿(mào)易往來。

二、術(shù)語和定義

控制閥（Control Valve）：用于控制流體（如液體、氣體或蒸汽）流量、壓力、液位或溫度等過程變量的裝置。它通過改變流體通道的截面積或其他方式來調(diào)節(jié)流體的流量，以實(shí)現(xiàn)對工業(yè)過程的精確控制。例如，在化工生產(chǎn)過程中，通過控制閥調(diào)節(jié)原料的流量，確保化學(xué)反應(yīng)按照預(yù)定的速率進(jìn)行。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)（Actuator）：是控制閥的一部分，它將控制信號（如氣動信號、電動信號等）轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動，驅(qū)動閥門的部件（如閥芯）移動，從而改變閥門的開度。常見的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。例如，氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)利用壓縮空氣產(chǎn)生的力來推動閥芯運(yùn)動。

閥芯（Valve Plug）：是控制閥內(nèi)部的關(guān)鍵部件，它的位置變化會改變流體通過閥門的通道截面積。閥芯的形狀和結(jié)構(gòu)多種多樣，不同形狀的閥芯（如球形、錐形等）會產(chǎn)生不同的流量特性。例如，針形閥芯可以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的流量調(diào)節(jié)。

流量特性（Flow Characteristics）：描述控制閥流量與閥芯行程之間關(guān)系的特性。主要包括線性流量特性、等百分比流量特性和快開流量特性等。線性流量特性是指流量與閥芯行程成線性關(guān)系；等百分比流量特性是指在閥芯行程的等百分比變化時(shí)，流量的變化也是等百分比的；快開流量特性是指閥芯在較小行程時(shí)，流量就快速達(dá)到較大值。這些流量特性在不同的工業(yè)過程控制需求中有不同的應(yīng)用，例如，等百分比流量特性常用于對流量控制精度要求較高的過程。

三、符號和單位

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用于表示控制閥各種參數(shù)的符號和單位。例如，流量用符號 “Q” 表示，單位為立方米每秒（m³/s）或其他合適的流量單位；壓力用符號 “p” 表示，單位為帕斯卡（Pa）；閥芯行程用符號 “l(fā)” 表示，單位為毫米（mm）等。這些統(tǒng)一的符號和單位有助于在技術(shù)交流和工程計(jì)算中準(zhǔn)確地表達(dá)控制閥的相關(guān)參數(shù)。

四、控制閥的基本原理和分類

1、基本原理：控制閥通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收控制信號，驅(qū)動閥芯運(yùn)動，改變流體通道的截面積，從而調(diào)節(jié)流體的流量。根據(jù)流體力學(xué)原理，流量與通道截面積、流體壓力差等因素有關(guān)。當(dāng)閥芯移動時(shí)，通道截面積發(fā)生變化，進(jìn)而影響流量。例如，對于一個(gè)簡單的節(jié)流式控制閥，根據(jù)伯努利方程，通過閥門的流量與閥門前后的壓力差以及閥門的開度有關(guān)。

2、分類：

（1）按驅(qū)動方式分類：可分為氣動控制閥、電動控制閥和液動控制閥。氣動控制閥以壓縮空氣為動力源，具有響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)；電動控制閥通過電機(jī)驅(qū)動，適合于需要精確控制和遠(yuǎn)程控制的場合；液動控制閥利用液壓油驅(qū)動，能產(chǎn)生較大的驅(qū)動力，適用于大口徑、高壓力的閥門。

（2）按結(jié)構(gòu)形式分類：有球閥、蝶閥、閘閥、截止閥等多種形式。球閥的閥芯是球體，通過球體的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)閥門的開閉和流量調(diào)節(jié)；蝶閥的閥芯是圓盤狀，繞軸旋轉(zhuǎn)來控制流量；閘閥通過閘板的升降截?cái)嗷驅(qū)�通流體；截止閥則是通過閥瓣的上下移動來控制流體。不同結(jié)構(gòu)形式的閥門適用于不同的工況和流體特性。

五、性能特性

流量特性：如前文所述，流量特性是控制閥的重要性能之一。不同的流量特性適用于不同的控制要求。例如，在一些需要精確比例控制的過程中，如化工產(chǎn)品的混合過程，等百分比流量特性的控制閥能夠更好地實(shí)現(xiàn)流量的精細(xì)調(diào)節(jié)，保證混合比例的準(zhǔn)確性。

可調(diào)比（Rangeability）：指控制閥所能控制的最大流量與最小流量之比�？烧{(diào)比反映了控制閥的流量調(diào)節(jié)范圍，是衡量控制閥性能的重要指標(biāo)之一。例如，一個(gè)可調(diào)比為 50:1 的控制閥，表示它能夠?qū)⒘髁繌淖畲笳{(diào)節(jié)到最大流量的 1/50。

泄漏量（Leakage）：在閥門關(guān)閉狀態(tài)下，流體通過閥門的泄漏量。泄漏量的大小直接影響到工業(yè)過程的安全性和經(jīng)濟(jì)性。例如，在一些對介質(zhì)泄漏要求嚴(yán)格的場合，如有毒有害氣體的控制，需要選用泄漏量極低的控制閥。

六、選型原則

工藝要求：根據(jù)工業(yè)過程的控制目標(biāo)，如流量控制精度、壓力調(diào)節(jié)范圍等要求來選擇控制閥的類型和性能參數(shù)。例如，在需要快速切斷流體的場合，如消防系統(tǒng)，可能會選擇閘閥或球閥，因?yàn)樗鼈兡軌蚩焖賹?shí)現(xiàn)開閉操作。

流體特性：考慮流體的性質(zhì)（如液體、氣體、蒸汽）、溫度、壓力、腐蝕性等因素。對于腐蝕性流體，需要選擇具有耐腐蝕材料制成的控制閥；對于高溫流體，要考慮閥門材料和密封材料的耐高溫性能。例如，在輸送高溫蒸汽的管道中，要選用能夠承受高溫和高壓的鋼制控制閥。

操作環(huán)境：包括安裝空間、操作方式（手動、自動）、控制信號類型（氣動信號、電動信號）等因素。如果安裝空間有限，可能會選擇結(jié)構(gòu)緊湊的蝶閥；對于需要遠(yuǎn)程自動控制的場合，通常會選用電動或氣動控制閥。