1 序言
隨著科技進步，在生產過程自動化中，用來控制流體流量的調節閥已遍及各個行業。對於熱力、化工過程式控制制系統，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，它在穩定生產、優化控制、維護及檢修成本控制等方面都起著舉足輕重的作用。由於調節閥是通過改變節流方式來控制流量的，所以它既是一種有效的調節手段，同時又是一個會產生節流能耗的部件。以化工廠為例，隨著裝置高負荷運行，調節閥的腐蝕、沖刷、磨損、振動、內漏等問題不斷發生，從而導致調節閥的使用壽命縮短、工作可靠性下降、進而引起工藝系統和裝置的生產效率大幅度下降，嚴重時可以導致全線停車。這在如今視質量和效益為生命的企業管理中尤為重要和緊迫。對此，如何選擇和安裝好調節閥，使調節閥在一個高水平狀態下運行將是一個很關鍵的問題。選擇調節閥時，首先要收集完整的工藝流體的物理特性參數與調節閥的工作條件，主要有流體的成份、溫度、密度、粘度、正常流量、最大流量、最小流量、最大流量與最小流量下的進出口壓力、最大切斷壓差等。在對調節閥具體選型確定前，還必須充分掌握和確定調節閥本身的結構、形式、材料等方面的特點，而技術方面主要考慮流量特性、壓降、閃蒸、氣蝕、噪音等問題。
2 如何選擇流量特性
調節閥的流量特性是指介質流過閥的相對流量與相對位移間的關係，[1]數學表達式如下：
Q/Qmax=f（l/L）
式中Q/Qmax為相對流量，為調節閥在某一開度時流量Q與全開流量Qmax之比；l/L為相對位移，為調節閥在某一開度時伐芯位移l與全開位移L之比。
選擇的總體原則是調節閥的流量特性應與調節對象特性及調節器特性相反，這樣可使調節系統的綜合特性接近於線性。選擇通常在工藝系統要求下進行，但是還要考慮很多實際情況，現分別加以說明。
(1) 直線性流量調節閥
直線性流量特性是指調節閥的相對流量與相對位移成直線關係即單位位移變化所引起的流量變化是常數。選用直線性流量特性閥的場合一般為：① 差壓變化小，幾乎恆定；② 工藝系統主要參數的變化呈線性；③ 系統壓力損失大部分分配在調節閥上（改變開度，閥上差壓變化相對較小）；④ 外部干擾小，給定值變化小，可調範圍要求小的場合。
(2) 等百分比特性調節閥
等百分比流量特性也稱對數流量特性。它是指單位相對位移變化所引起的相對流量變化與此點的相對流量成正比關係。即調節閥的放大係數是變化的，它隨相對流量的增大而增大。優先選用等百分比特性閥的場合為：① 實際可調範圍大；② 開度變化，閥上差壓變化相對較大；③ 管道系統壓力損失大；④ 工藝系統負荷大幅度波動；⑤ 調節閥經常在小開度下運行。
除了以上兩種常用的流量特性之外，[2]還有拋物線特性和快開特性等其他流量特性的調節閥，理想的流量特性曲線如圖1所示。
在密封結構上，若流量特性精度要求高，則可選用高精度流量特性的金屬密封型，而軟密封型精度較低。
3 調節閥壓降的系統考慮
調節閥作為過程式控制制系統中的終端部件，是最常用的一種執行器。按過程式控制制系統的要求，調節閥應具有在低能量消耗的狀態下工作，且能充分與系統匹配的工作特性。但是在調節閥的使用中這兩個要求是不能同時滿足的，甚至是互相矛盾的。在要得到同樣的流量Qmax的情況下，選擇一隻較小口徑的調節閥，雖然其他阻力不變而總的阻力必然比較大，形成大的系統總壓降。假若物流的推動力是由泵產生，就意味著必須選功率大一些的泵和電機，這樣必然帶來大的能耗。
當管道系統中介質的流速增加時，流體通過管道上的各種安裝部件時產生的流體壓降也會發生一系列的動態變化，作為管道流體控制主要部件的調節閥所引起的流體壓降是一個很重要而又容易被忽略的因素，我們在分析與調節閥有關的系統問題時，不僅要考慮到調節閥本身的問題，而且也要考慮到調節閥的壓降對系統動態平衡的影響。
是一個簡單的安裝有調節閥的工藝流程圖，其中D1和D2是工藝罐，G1是泵，V1是調節閥，E1是熱交換器。這裡可以將管道流體的壓力變化分解成幾個部分，即：ΔPp（泵的增壓），ΔPv（調節閥上的壓降），ΔPa（熱交換器上的壓降），ΔPt（管道上的壓降），ΔPg（流體動勢能轉換壓降）。
是該流體系統的流量—壓力曲線圖，它表明了在不同流量下的管線壓力分佈平衡狀態。在該系統中對應泵的壓力特性方程為：
ΔPp=ΔPfo-（1/ρ）*（F/Cp）2
其中：ΔPfo為在零流量下的泵的出口壓力增壓；ρ為液體介質的質量密度；F為液體介質的質量流量；Cp為常數。
流體在管道上的壓降特性方程為：
ΔPt=（1/ρ）*（F/
