GB/T 17213.1-2015 工業過程控制閥 第1部分:控制閥術語和總則介紹

一、標準范圍與目的

1、《GB/T 17213.1 - 2015 工業過程控制閥 第 1 部分：控制閥術語和總則》是工業過程控制領域的重要標準。它規定了工業過程控制閥相關的術語、定義、符號和單位，同時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容。

2、該標準的目的是為工業過程控制閥的設計、制造、選型、安裝、操作和維護提供統一的術語和基本原則，促進國內外工業過程控制行業的技術交流和貿易往來。

二、術語和定義

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節流體的流量，以實現對工業過程的精確控制。例如，在化工生產過程中，通過控制閥調節原料的流量，確保化學反應按照預定的速率進行。

執行機構（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）轉換為機械運動，驅動閥門的部件（如閥芯）移動，從而改變閥門的開度。常見的執行機構有氣動執行機構、電動執行機構和液動執行機構。例如，氣動執行機構利用壓縮空氣產生的力來推動閥芯運動。

閥芯（Valve Plug）：是控制閥內部的關鍵部件，它的位置變化會改變流體通過閥門的通道截面積。閥芯的形狀和結構多種多樣，不同形狀的閥芯（如球形、錐形等）會產生不同的流量特性。例如，針形閥芯可以實現更精細的流量調節。

流量特性（Flow Characteristics）：描述控制閥流量與閥芯行程之間關系的特性。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系；等百分比流量特性是指在閥芯行程的等百分比變化時，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，流量就快速達到較大值。這些流量特性在不同的工業過程控制需求中有不同的應用，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

標準規定了用于表示控制閥各種參數的符號和單位。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” 表示，單位為毫米（mm）等。這些統一的符號和單位有助于在技術交流和工程計算中準確地表達控制閥的相關參數。

四、控制閥的基本原理和分類

1、基本原理：控制閥通過執行機構接收控制信號，驅動閥芯運動，改變流體通道的截面積，從而調節流體的流量。根據流體力學原理，流量與通道截面積、流體壓力差等因素有關。當閥芯移動時，通道截面積發生變化，進而影響流量。例如，對于一個簡單的節流式控制閥，根據伯努利方程，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。

2、分類：

（1）按驅動方式分類：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，具有響應速度快、結構簡單等優點；電動控制閥通過電機驅動，適合于需要精確控制和遠程控制的場合；液動控制閥利用液壓油驅動，能產生較大的驅動力，適用于大口徑、高壓力的閥門。

（2）按結構形式分類：有球閥、蝶閥、閘閥、截止閥等多種形式。球閥的閥芯是球體，通過球體的旋轉實現閥門的開閉和流量調節；蝶閥的閥芯是圓盤狀，繞軸旋轉來控制流量；閘閥通過閘板的升降截斷或導通流體；截止閥則是通過閥瓣的上下移動來控制流體。不同結構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，如化工產品的混合過程，等百分比流量特性的控制閥能夠更好地實現流量的精細調節，保證混合比例的準確性。

可調比（Rangeability）：指控制閥所能控制的最大流量與最小流量之比。可調比反映了控制閥的流量調節范圍，是衡量控制閥性能的重要指標之一。例如，一個可調比為 50:1 的控制閥，表示它能夠將流量從最大調節到最大流量的 1/50。

泄漏量（Leakage）：在閥門關閉狀態下，流體通過閥門的泄漏量。泄漏量的大小直接影響到工業過程的安全性和經濟性。例如，在一些對介質泄漏要求嚴格的場合，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：根據工業過程的控制目標，如流量控制精度、壓力調節范圍等要求來選擇控制閥的類型和性能參數。例如，在需要快速切斷流體的場合，如消防系統，可能會選擇閘閥或球閥，因為它們能夠快速實現開閉操作。

流體特性：考慮流體的性質（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，可能會選擇結構緊湊的蝶閥；對于需要遠程自動控制的場合，通常會選用電動或氣動控制閥。