滑板式控制阀的应用

Application of Slide Control ValveSun Lu，Qiu Xuanzhen(Sinopec Shanghai Engineering Co.Ltd.，Shanghai，200 1 20，China)Abstract：Slide control valve uses the motion between one fixed porous slide and one poroussliding disc to control the flow.It creates a straight plate trip structure characteristic of controlvalve.It has a series of advantages of high differential pressure ratio，stable flow under smallopening ratio with linear characteristics control valve and small valve body size，but theproblem is that whether the flow characteristics of slide control valve can be reset by theactuator or not.The selection and application need to be conformed in the proj ect。

Key words：slide control valve； globe control valve； pressure recovery coefficient；f1 OW chara cteristics滑板式控制阀改变了传统控制阀的结构形式，需从其原理、优越陆、同 值下的阀门体积大孝阀门调廿J陛能、性价比等方面来探讨其应用。为便于滑板式控制阀在工程上更好的应用，需解决智能阀门定位器能否将线性改为等百分比特性等实用问题。

1 滑板式控制阀的节流原理和特点1.1 节流控制原理滑板式控制阀利用相互密合的 1块固定多孔槽孔板与1块可移动的多孔槽孔板相对运动，改变通过阀流体的体积实现对流量的控制，如图 1所示。

GS滑板式控制阀阀内件由2块开有相同宽度节流槽孔的滑板组成，1块滑板固定不动，称为定滑板；另 l块滑板在固定环内与阀杆相连，受阀杆的带动而滑动，称为动滑板。当动滑板随阀杆上下移动时，动滑板与定滑板上的节流槽孔会发生位置上的变化，从而达到改变节流面积，起到调节流体体积流量的作用。

GS滑板式控制阀阀内件的节流槽孔是垂直截断流体的，流体流经节流槽孔时，会对节流槽孔四周产生-个作用力，即通常所说的控制阀的不平筏力 FFA- △p·A · (1)式中：△ --阀前后压差；A 。 --流体作用的有效面积； --两块滑板之间的摩擦系数。

1.2 特 点1.2.1 阀芯不平衡力小GS滑板式控制阀内的动滑板的A。 。 不等同于常见的直通单座控制阀(柱塞式控制阀)的阀芯A ，如图 1中GS滑板式控制阀与直通单座控制阀的A 及阀芯受力比较所示。另外因为滑板式控制阀的节流槽孔有上下两条边，在实际应用时会同时受到流体向上和向下的作用力，所以它远比直通单座控制阀阀芯受的不平衡力要校两类阀门阀芯所受不平衡力比如下：： ≈ o.1 (2) FA.Seat val Ap · ·A t -稿件收到日期：2012-06-01，修改稿收到日期：2012-10-3O。

作者简介：孙鲁(198O～)，男，2003年毕业于东华大学通信工程专业 ，主要从事自控设计研究工作，任工程师。

2O 石油化工 自动化 第 49卷a)GS滑板式控制阀 b1直通单座控制阀图1 GS滑板式控制阀与直通单座控制阀工作原理由式(2)可得在相同工况下，流体介质对滑板式控制阀阀芯(动滑板)的不平衡力约是直通单座控制阀阀芯所受流体介质不平衡力的0.1倍u]。

克服控制阀所受的不平衡力，可以通过提高执行机构的输出力来实现，但必须增大执行机构尺寸，同时加粗阀杆以提高阀杆的强度。但是直通单座控制阀在关闭时阀芯与阀座的撞击和摩擦仍无法避免，密封难以长期保证。而 GS滑板式控制阀只需较小的执行机构就可以克服不平衡力对控制阀的影响，在微歇度时不会因不平衡力大而引起控制波动，同时在控制阀关闭时仅是动滑板与定滑板之间的节流槽孑L位置错开，没有撞击，避免了传统直通阀的阀芯阀座关闭时所产生的撞击带来的阀座损坏和泄漏问题。

1.2.2 阀体体积小且质量轻由于GS滑板式控制阀阀芯采用 2块板的板式结构，因而阀芯质量大大减轻。另外 GS滑板式控制阀的阀芯不平衡力只有传统直通单座控制阀的0.1倍，阀芯的推力减小，即阀的执行机构减小，阀芯与执行机构的质量都减轻。

1.2.3 适用于压差比大的工况在工艺操作中，空化和气蚀工况应该尽量避免。当阀后压力低于工况温度下流体的饱和蒸汽压时，液体将气化；在压力恢复时，压力如果高于该饱和蒸汽压，则气泡破裂而造成噪声、振动和冲蚀，大大缩短阀门的寿命 。

滑板式控制阀由于阀芯处的滑板薄，闪蒸和气蚀多发生在阀后管道处。气蚀被推移至阀体后的连接管道 1～2 m处。由于滑板阀的结构特点，使滑板阀本身不会被气蚀损坏，再加上流体对滑板槽孔的上下作用，故滑板阀适用于压差比大的工况。

1.2.4 适用于可调比大的应用诚在流程工业生产装置上，经常会遇到-些特殊工况条件，此时对控制阀的选型提出要求：既要满足在很小流量工况下流量或压力的稳定控制，又要适合很大流量工况下流量或压力的平稳调节，即要有大的实际可调比。按照通常的控制阀选犁思路，- 般会考虑采用分程控制回路，用 2台直通单座控制阀来实现这-目标，但这样会导致设备投资的增加和工况切换时流量和压力波动较大，不符合自控设计的规范要求 J。用 l台直通单座控制阀实现该控制，可能会出现控制系统不太稳定，控制系统的精度不理想以及阀门振荡损坏等问题。当在很小流量工况时，直通式控制阀的开度偏小，此时阀芯所受 不平衡力为最大值，因而导致阀芯不稳定。另外直通阀的阀芯 和阀座在较歇度时，阀芯和阀座间的节流间隙很小 ，易发生摩擦撞击而损坏密封面，因而直通控制阀的选择原则：满足可控流量的前提下，尽量避开控制阀在歇度工况下工作，同时也必须 留有-定的可控富余 量，控制 阀主要 动作 区间在 阀开 度 的15 ～90 ，实际可调比为 6l4I。

GS滑板式控制阀具有受流体不平衡力小，控制稳定性好，在全行程范围内都能实现正池制，阀门开启与关闭利用节流槽的滑动实现等优点。

当滑板控制阀配置智能阀门定位器时，可控开度为4 ～96 (实际可调比为 24)，不影响阀门使用寿命和控制精度 。

2 GS滑板式控制阀与常规控制阀的比较以某品牌的常规控制阀为例与 GS滑板式控制阀比较， 值见表 1所列。

第 1期 孙 鲁等.滑板式控制阀的应用 21续 表 1注：-般控制阀同口径等百分 比特性与线性特性 Cv值大小-样，而滑板式控制阀在同- 口径下，等百分比特性约为线性特性 的0.5倍。

3 滑板式控制阀需要注意的问题工程上为更好地应用滑板阀，需要进-步明确下列问题：1)在相关资料中应说明液体压力恢复系数FI (1iquid pressure recovery factor)。虽然以前的控制阀口径K ( )计算公式中不-定用到FJ ，但近年来的计算中都用到 FJ，如文献[9]所述。因此，应用滑板式控制阀时应在相关资料中对 加以说明。

2)滑板式控制阀的具体尺寸。滑板式控制阀阀体尺寸小，质量轻，但并不是整个阀体尺寸很小，有的高度甚至比-般单座控制阀高，这在工程应用上要注意，特别在取代老控制阀时，要特别注意高度。

3)从表 1可知，同-口径的滑板式控制阀，其线性特性约比等百分比特性的 大 1倍，能否通过传统阀门定位器或智能阀门定位器改变控制阀特性，将线性特性改变为等百分比特性，该问题在理论上可以，实际是否可行有待商榷。如果可以，等百分比特性的滑板式控制阀可以选用较汹径的线性滑板式控制阀来扩大阀全开时的 值，以节省投资和空间u 。