引言
隨著科學技術的進步，生產過程自動化中用來控制流體流量的調節閥已普遍應用於各個行業。對於熱力、化工控制系統，作為最終控制過程介質各項質量及安全生產指標的調節閥，在穩定生產、優化控制、維護及檢修成本控制等方面起著舉足輕重的作用。在調節閥的應用中，計算與選型是前提，安裝與調試是關鍵，使用與維護是目的。調節閥如果安裝不當，或者調試不好，就起不到調節的作用，甚至會成為系統的累贅。
1、調節閥的安裝
1.1 安裝的基本原則
調節閥的安裝應遵循國家有關標準，按照設計圖紙和設計文件的規定嚴格執行。例如，建築安裝工程質量檢驗評定標準、工業自動化儀錶施工及驗收規範、電氣設備安裝工程施工及驗收規範等；安裝所需的設備、輔助設備及主要材料應符合現行國家標準的有關規定。
1.2 安裝前的檢驗
調節閥及附件從出廠到安裝前，在運輸途中受到運輸工具所激發的隨機振動和裝卸時受到的各種衝擊，以及在運輸和儲存過程中，環境的溫度、濕度等變化，這些都可能造成調節閥及附件的性能發生變化。因此，有必要在安裝前進行部分性能的檢驗。
調節閥安裝前的檢驗主要包括下列內容：外觀、靜態特性、泄漏量、空載全行程時間、耐壓強度、絕緣性能、氣密性和密封性等，其中前5項為必檢項目。當然，對檢驗的場所也有一定的要求。例如：環境溫度要求在10～35℃；空氣相對濕度不大於75％；場地有足夠的空間，且光線充足或有照明條件；周圍不能有劇烈的振源和強磁場干擾；電源、氣源符合要求等。
1.3 安裝注意事項
調節閥的安裝，必須確保安全性，確保使用性能，易於操作和維護，節約安裝費用。下面就針對這四點談一談安裝時需要注意的具體問題。
1.3.1 確保安全性
1）防止泄漏
安裝過程不允許調節閥產生泄漏。在使用過程中，如果在填料涵、法蘭墊片等部位形成縫隙或微孔就可能產生泄漏。如果流體介質的操作條件苛刻，比如高溫、高壓、流體有腐蝕性，那麼損壞將加劇，泄漏的危險性就更大。防止泄漏的方法很多，在安裝過程中，填料的選擇、密封方法的選擇、選用密封性能好的調節閥等，都是必須考慮的因素。
2）安裝放泄閥
任何一個管路設計和安裝，在切斷時都不可避免地積有高壓流體，如果積聚流體的潛在能量很大，應在調節閥的兩側安裝放泄閥，這樣，在系統切斷之後，調節閥中殘留的高壓流體的能量能得到釋放，保護人員安全，有利於調節閥的維修，也可以考慮選用能限制流量的放泄閥。
3）安全的管線
在安裝調節閥前，全部安裝管件和管線都要吹掃乾淨，因為管線中的砂粒、水垢、鐵屑等會損壞調節閥內表面，尤其是要求嚴格的密封面。當系統壓力波動嚴重時，建議在管線上安裝緩衝設施。如果被排放的流體是有害氣體或液體，那麼排放流體用的管線必須連接到安全地點，也可以連接到安全的特定容器中，這樣可以保護人員不受傷害，同時也不會對環境造成污染。
1.3.2 確保使用性能
安裝調節閥時，要盡量保證其性能不受影響。這種影響會破壞調節閥選擇時所考慮的各種因素。
1）調節閥上、下游切斷閥和旁路閥的安裝
上、下游切斷閥與調節閥之間的直管段長度應考慮管路阻力和對流體流動狀態的影響。直管段長度長，有利於流體經切斷閥后的穩定，可使流體流動平穩，減少紊流影響，降低雜訊；直管段長度短，流體經切斷閥后還未穩定就進入調節閥，使雜訊增大，但直管段長度短有利於降低管路阻力，提高調節閥兩端壓降，使流量特性的畸變減小，有利於控制系統的穩定運行。因此，應權衡利弊，綜合考慮。按照經驗，通常上游側應有10D～20D的直管段，下游側有3D～5D的直管段（D為管道直徑），必要時應設置整流裝置。
調節閥拆卸維修時，可用旁路閥對生產過程進行操作。當被控流量過大，用調節閥無法正常調節時，作為應急措施，也可用旁路閥作為調節閥的并行連接方案，對過程進行控制。為降低成本，大口徑調節閥安裝手輪執行機構，可代替旁路閥進行操作。旁路閥的安裝應便於操作，它與調節閥及上、下游切斷閥一起組成調節閥組。因此，安裝調節閥時應與切斷閥和旁路閥配套考慮，並同時完成施工安裝。旁路閥公稱直徑與管道公稱直徑相同，耐壓等級也與工藝耐壓等級一致。
2）泄放閥、放空閥、排污閥的安裝
為便於調節閥拆卸，在拆卸前必須進行閥前和閥后壓力的泄放，泄放閥應安裝在調節閥與上、下游切斷閥之間。放空閥和排污閥用於排放流體中夾帶的不凝氣體和冷凝液，假若安裝時被控流體是氣體或蒸汽時，為便於冷凝液的排放，排污閥宜安裝在調節閥組的最低處；而被控流體是液體時，為便於不凝氣體的排放，放空閥宜安裝在調節閥組的最高處。
3）調節閥與管道的連接
調節閥與管道的連接方式有螺紋連接、法蘭連接和焊接連接等區別。螺紋連接方式用於小口徑調節閥的安裝，必須同時安裝可拆卸的活動連接件；法蘭連接方式有普通式法蘭連接和夾持式連接兩種，管道連接法蘭的公稱直徑應與調節閥的通徑一致，耐壓等級也應與調節閥的耐壓等級一致，法蘭面與管道軸線的垂直度允許偏差為l°；盡量避免採用焊接連接方式。調節閥連接時，不應使連接管道內部出現新的凸出物，例如，密封墊、焊接縫等不應在管道內凸出。同時，應注意調節閥內流體的流嚮應與閥體上標註的箭頭方向一致，特殊情況下可不受此限制。
4）執行機構的安裝
通常，執行機構與調節閥閥體直接連接，但液動執行機構、長行程執行機構等與調節閥閥體分開時，安裝執行機構時應注意執行機構的連桿和機械活動部件應靈活，無鬆動或卡扭等現象；連桿長度合適，保證在全行程範圍內動作穩定、靈活可靠；手輪執行機構有側裝和頂裝兩種，安裝時應留有操作空間，手輪操作應靈活，沒有卡死或扭轉現象，有手輪轉動方向與閥開度關係的標註，限位裝置應調整合適，起到保護作用；液動執行機構應低於控制器安裝，如果必須高於控制器安裝時，其高度差應不超過1.0m，並且應在管路集氣處安裝排氣閥，靠近控制器處安裝自動切斷閥。
5）閥門定位器的安裝
閥門定位器的閥位檢測裝置與調節閥閥桿或閥軸直接連接，因此，安裝時應保證反饋信號能夠正確、及時地反映閥位信號和變化。通常，閥門定位器與調節閥配套供應，由製造廠完成兩者的連接。當生產過程式控制制需要添加閥門定位器時，應保證閥門定位器閥位檢測裝置動作的正確、可靠和靈活，反饋桿支點的機械間隙應盡量小，閥門定位器的信號管線應正確連接，氣源管線和輸出管線、輸入管線應標記；閥門定位器的閥位顯示信號應有利於操作和維護人員觀測。
6）其他附件的安裝
其他附件包括閥位感測器、電磁閥、限位開關、繼動器、電氣轉換器等，安裝應符合產品說明書有關規定。
7）球形閥和所有的直行程調節閥都要儘可能垂直安裝，即執行機構安裝在調節閥的上方，因為在垂直安裝的情況下，執行機構在調節閥的正上方，此時的安裝位置關係最容易保證上閥蓋連接件的彎曲位移和受到的應力最小，導向件的變形量也最小。要儘可能避免水平安裝，當然在垂直管道上安裝調節閥時則不可避免，這時就一定要考慮執行機構的自重、系統振動和熱膨脹等影響，可以考慮添加吊杆或支撐來消除影響。
8）角行程調節閥的安裝，如球閥和蝶閥，閥軸水平安裝比較理想，這樣可以防止管道低處流體所含污物進入閥軸的轉動軸承，同時調節閥打開方向要有利於排開流體中的固體顆粒，即蝶閥的閥板和球閥的球芯轉動時應該從底部向上轉動。
1.3.3 易於操作和維護
調節閥的安裝位置要考慮人員操作的方便性。操作人員要能看到指示器的顯示數據，能看到儲罐的玻璃液位計，並能手動調節液位，能看到管道的壓力表或閥桿的位移刻度，能用某些參數指示器來預估參數變化等。除此之外，還必須考慮到調節閥在現場維修和日常拆卸的可能性，維修費用的高低在很大程度上取決於人員接近調節閥的方便程度。尤其是安裝位置高的調節閥，更應該考慮這一點。當然，方便操作固然重要，但也要考慮到日後維護的可能性。
1）如果需要拆卸帶有閥桿和閥芯的頂部組件，調節閥的上方應留有足夠的空間；如果需要拆卸底部法蘭和閥桿、閥芯的部件，調節閥的底部應留有一定的空間；如果需要拆卸調節閥附件，如手輪、閥門定位器、保位閥等，調節閥的側面應留有相應的空間。根據經驗，拆卸用的空間，通常調節閥頂部與上方障礙物之間最小距離為450mm，調節閥底部與下方障礙物之間最小最距離為500mm，側面最小距離為350 mm。
2）為了拆卸閥體法蘭上的螺栓，在設計用大小頭連接調節閥入口和出口配管時必須考慮這一間隙尺寸。比如大口徑調節閥，或者是安裝在高空的調節閥，否則，維修時拆卸調節閥將非常困難。
1.3.4 節約安裝費用
在設計和安裝調節閥時，都力求在保證滿足使用要求的同時使成本最低，這時必須考慮調節閥、管件和管線、輔助設備三個方面。后兩項都是為了實現調節閥的功能，我們要力求這兩項最省，當然，這主要在數量和規格上下功夫。在安裝中，約有20%~30%的費用是這兩項產生的。例如，為了適應設備連續生產的需要，許多工業系統都安裝有切斷閥和旁路閥，切斷閥用來隔斷調節閥，維修時需要用到旁路閥，多增加一個切斷閥或旁路閥，就要增加相應的連接管線，這些都會增加費用；而有的配管方案，只需一個切斷閥就能起到維修時隔斷調節閥的全部作用，這樣的配管方案會節約一些安裝費用。
2、調節閥的調試
儀錶設備在安裝過程中受到搬運或裝配引起的機械應力的作用，會使其性能發生變化，一般來說，這種影響比較小。但為了可靠起見，調節閥安裝后，在生產開車前應進行現場調試，分線路調試和系統調試兩個步驟。
2.1 線路調試
線路調試用於檢查連接調節閥的信號線路、氣源管線或液壓管線的連接是否正確。
1）調節閥輸入信號的連接
通常，與閥門定位器一起檢查。調節閥輸入信號來自控制器，從控制器輸出一個起點信號，檢查調節閥是否在起點位置；輸出一個終點信號，檢查調節閥是否在終點位置。為此，應檢查供氣氣源壓力、過濾減壓器工作、液壓系統供給的油壓、供電是否正常，輸出信號是否正確等，並在測量範圍內至少取5點檢查輸入信號與閥位之間是否滿足所需關係。應檢查氣開、氣關的作用方式是否正確，是否滿足生產過程的工藝要求。
2）調節閥輸出信號的連接
調節閥輸出信號是閥位信號，可以是模擬量信號或數字量信號。應在檢查調節閥輸入信號的同時，檢查閥位信號是否正確。採用HART或智能電氣閥門定位器時，應檢查閥位狀態信息能否正確傳輸。調節閥全行程運行過程中應注意閥芯和閥座是否有機械振動和異常噪音。
3）手輪機構調試
檢查手輪機構能否正確轉動和動作，限位和鎖定裝置是否好用。
4）當出現偏差超過允許偏差極限時，應進行相應的調試。例如，改變閥位開關的位置，檢查接線或管路是否有泄漏等。
2.2 系統調試
調節閥是控制系統的終端執行元件，運行前需進行系統調試。系統調試工作應與工藝操作配合進行。
1）負反饋調試
控制系統應滿足負反饋要求，應將控制器、檢測變送單元、調節閥(包括閥門定位器)和被控對象一起考慮，並設置控制器的正、反作用。負反饋準則是控制系統開環總增益為正。設置好控制器正、反作用后，可在控制器測量端模擬輸入信號，使其增加或減小，觀測控制器輸出變化是否符合作用方式的要求，並檢查調節閥的動作方向是否正確，是否能夠使被控變數向減小方向變化。
2）調節閥壓降的檢查
調節閥壓降檢查在進行清水模擬調試時進行。在調節閥全行程運行過程中，檢查調節閥兩端壓降的變化，是否有空化或閃蒸現象發生，流量變化情況如何，是否符合當初設計的流量特性等。
3）響應時間的檢查
一些控制系統對調節閥的響應時間有嚴格要求，這時應檢查調節閥的響應時間。在控制器輸出信號改變時開始計時，到調節閥閥位到達最終穩態位置的63％所需的時間即為響應時間，其時間應滿足工藝生產過程的操作要求。
3、結論
調節閥安裝和調試具有一定的技巧，上面只是作者在日常工作中摸索出來的一些基礎性經驗。當然，調節閥有氣動調節閥和電動調節閥之分，它們在安裝時會有不同的側重點，這需要廣大的專業技術人員在長期的實踐工作中不斷總結，不斷提高。隨著企業全面走向市場，企業生產經營管理將進一步深化，系統調節越顯重要。我們在選好調節閥后，如何正確安裝和調試就成了一個關鍵的問題。因此，自動化儀錶專業人員在具備一定的專業知識的前提下，需要掌握一定的安裝技巧和方法，使調節閥發揮重要作用。
