气动薄膜调节阀在膜分离装置的应用

膜分离装置利用不同气体渗透膜分离速率不同，回收有用气体。根据膜分离器的特点，需利用气动薄膜调节阀对压力、温度、液位等进行自动控制。

1、气动薄膜调节阀工作原理和结构

　　气动薄膜调节阀根据气压信号大小，通过改变阀芯的行程来改变阀的阻力，来完成调节管道介质的流量、压力、温度等各种工艺参数。其结构主要由执行结构和调节机构组成。执行机构接受气压信号进入膜室，产生的推力改变阀芯行程。调节机构是一个局部阻力可变的节流元件，在执行机构的带动下阀芯在阀体内移动，改变了阀芯与阀座之间的流通面积，即改变了阀的阻力，达到控制工艺参数的目的。

2、气动薄膜调节阀流量特性的选择

　　理想流量特性是在阀前后压差固定的情况下得到的流量特性，它决定于阀芯的形状，因此也称之为结构特性。常用的理想流量特性有，直线流量特性：调节阀的相对流量与相对开度成直线关系。等百分比流量特性：其单位相对行程的变化引起的相对流量的变化与此点相对流量成正比例。实际工作中，由于管道阻力存在，调节阀的流量特性会发生畸变，使调节性能变差。

　　对于膜分离装置来说，其压力，液位控制给定值变化小，工艺过程主要变量变化小，宜选择直线流量特性。温度控制由于其特点，需要更好的控制，宜选择等百分比流量特性。

3、气动薄膜调节阀的流量系数及口径选择

　　（1）流量系数：国际单位制（SI）下，温度5～40℃的水，在100Kpa压差下，每小时流过调节阀的立方米数，其大小反映调节阀流通能力。

　　（2）调节阀口径计算及开度验算。在压力、液位、温度不同自调系统中等参数千差万别，而调节阀的流量系数又是100KPa压差下，介质为常温水时测试的。应结合实际的工况条件，把各种实际参数带入相应的计算公式得出，再与调节阀具有的流量系数比较，选出适当的调节阀口径。口径选择之后，还要进行开度K的验算，并符合以下要求：直线流量特性：10%≤K≤80%；等百分比流量特性30%≤K≤90%。

4、气动薄膜调节阀结构形式的选择

　　一般情况下，应首选普通单、双座阀和套筒阀。此类调节阀结构简单，阀芯形状易于加工，比较经济。膜分离装置某些应用场合下，由于高静压及压差大的，可以选择高压角式阀。

　　气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度来考虑。当气源切断时，调节阀是处于关闭位置安全还是开启位置安全。对于膜分离装置来说，为保护膜分离器，一般选择气开型调节阀。

5、气动薄膜调节阀材料的选择

　　调节阀的材料选择对调节阀的使用质量至关重要，对不同的零件的选材也有区别。阀体、阀盖要求承受截止压力、温度和腐蚀。特别注意介质在不同温度下，材料的最大允许工作压力的要求。阀内件包括阀芯，阀座等，由于不构成调节阀受压部分，此部分除要求耐温，耐腐蚀外，还要求耐磨，耐冲刷。例如膜分离装置来的某些应用场合存在压差大情况，为增加耐磨性应进行硬化处理。

6、气动薄膜调节阀主要附件的功能介绍

　　（1）电气阀门定位器：其主要作用能够增大调节阀的输出功率，减少调节信号的传递滞后，加快阀杆的移动速度，能够提高阀门的线性度，克服阀杆的磨擦力并消除不平衡力的影响，从而保证调节阀的正确定位。

　　（2）电磁阀：适用于遥控、联锁系统实现气路自动关闭，使调节阀开或关的场合。

　　（3）空气过滤减压阀：将压缩空气系统的气源压力调整所需的压力值，并除去气源中的灰尘和杂质。

　　（4）行程开关：主要用于运行人员确认调节阀开度，实现阀门状态的指示。

7、主要性能指标

　　调节阀的主要性能指标包括，基本误差、回差、填料函及其它连接处的密封性、气室的密封性、耐压强度等。

　　（1）基本误差：正反行程检验各点理论值与实测值最大差值的绝对值。

　　（2）回差：同一校验点正、反行程最大差值的绝对值。

　　（3）填料函及其他连接处的密封性：用1.1倍公称压力的室温水，持续时间不少于3min。观察填料函及其它连接处有无泄漏。

　　（4）气室的密封性：将设计规定的额定压力的气源通入密封气室内，切断气源。观察5min内，观察薄膜气室内的压力下降不得大于2.5kpa。

　　（5）耐压强度：用1.5倍公称压力的室温水，使所有在工作受压的阀腔同时承受不少于3min的试验压力，试验期间阀受压部分不应有肉眼可见的渗漏。

8、结语

　　气动薄膜调节阀是化工企业广泛使用的仪表之一，其准确正常地工作对膜分离装置的正常运行和安全生产有着重要的意义。对保证膜分离装置长期稳定运行，降低成本，提高效益起到积极的促进作用。而调节阀合理选型，是确保调节阀正常稳定工作的第一步。因此加强对气动薄膜调节阀的知识的学习，是一名自控人员必备的素质。

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