1.1.2　控制閥在控制系統(tǒng)中的作用

（1）控制閥的重要性

控制閥（Control valve）用于調(diào)節(jié)流體流量。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 17213《工業(yè)過(guò)程控制閥　第一部分控制閥術(shù)語(yǔ)和總則》的規(guī)定，應(yīng)稱為控制閥。但目前仍有一些文獻(xiàn)將它稱為調(diào)節(jié)閥（Adjusting valve）。從控制系統(tǒng)整體看，一個(gè)控制系統(tǒng)控制的好壞，都要通過(guò)控制閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。控制閥的重要性表現(xiàn)如下。

①控制閥是節(jié)流裝置，它是動(dòng)部件。與檢測(cè)元件和變送器、控制器比較，在控制過(guò)程中，控制閥需要不斷改變節(jié)流件的流通面積，使操縱變量變化，以適應(yīng)負(fù)荷變化或操作條件的改變。因此，對(duì)控制閥閥組件的密封、耐壓、腐蝕等提出更高要求。例如，密封會(huì)使控制閥摩擦力增加，控制閥死區(qū)加大，造成控制系統(tǒng)控制品質(zhì)變差等。

②控制閥的閥內(nèi)件與過(guò)程介質(zhì)直接接觸。控制閥和檢測(cè)元件與過(guò)程介質(zhì)接觸的不同點(diǎn)如下。

a.接觸介質(zhì)不同。對(duì)控制閥的耐腐蝕性、強(qiáng)度和剛度、材料等有更高要求。

b.檢測(cè)元件與過(guò)程介質(zhì)可采用隔離液等方法隔離，控制閥通常與過(guò)程介質(zhì)直接接觸，很難采用隔離的方法與過(guò)程介質(zhì)隔離。

③控制閥的活動(dòng)部件是造成“跑”、“冒”、“滴”、“漏”的主要原因，它不僅造成資源或物料的浪費(fèi)，也污染環(huán)境，引發(fā)事故。

④控制閥是通過(guò)閥內(nèi)件的節(jié)流改變流體流阻實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)，因此，是耗能元件。為此，降低能耗，降低控制閥的壓力損失，和較好地控制品質(zhì)之間要合理選擇和兼顧。

⑤控制閥對(duì)流體進(jìn)行節(jié)流的同時(shí)，也造成噪聲。例如，當(dāng)閥出口壓力低于液體的蒸汽壓力時(shí)，造成閃蒸；當(dāng)閥下游壓力高于液體蒸汽壓力時(shí)，造成汽蝕。控制閥造成的噪聲和控制閥流路的設(shè)計(jì)、操作壓力、被控介質(zhì)特性等有關(guān)，因此，降低噪聲，降低壓力損失等對(duì)控制閥的應(yīng)用提出更高要求。

⑥控制閥的適應(yīng)性強(qiáng)。它被安裝在各種不同的生產(chǎn)過(guò)程，生產(chǎn)過(guò)程的低溫、高溫、高壓、大流量、微小流量等操作條件需要控制閥具有各種不同的功能，控制閥應(yīng)能適應(yīng)不同應(yīng)用的要求。

⑦檢測(cè)元件和變送器、控制器等發(fā)展快，投入的人力和物力多。相對(duì)來(lái)看，通常認(rèn)為控制閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此，對(duì)控制閥投入研究和開(kāi)發(fā)的人力和物力相對(duì)不足。

（2）控制閥在控制系統(tǒng)中的作用

控制閥在控制系統(tǒng)中的作用如下。

①控制閥用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中流體的流量，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)生產(chǎn)過(guò)程中有關(guān)工藝變量的作用。與手動(dòng)閥門不同，控制閥可自動(dòng)調(diào)節(jié)，不需要人工操縱，因此，可大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

②控制閥能夠在供給它的能源或信號(hào)中斷時(shí)及時(shí)回復(fù)到安全狀態(tài)，避免事故發(fā)生。通過(guò)控制閥故障關(guān)（FC）或故障開(kāi)（FO）或故障保持（FR）等選擇，使控制閥關(guān)閉、打開(kāi)或保持故障時(shí)開(kāi)度，防止事故的發(fā)生或蔓延。

③控制閥可補(bǔ)償被控對(duì)象的非線性特性，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定運(yùn)行。控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵是系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益在運(yùn)行過(guò)程中保持恒定。對(duì)被控對(duì)象具有非線性特性的生產(chǎn)過(guò)程，例如，溫度控制等具有飽和非線性特性的生產(chǎn)過(guò)程，可通過(guò)選擇控制閥的流量特性，補(bǔ)償被控對(duì)象的非線性，使生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定運(yùn)行。