典型控制回路的設(shè)計允許控制閥根據(jù)為控制測量的變量來操縱一系列過程變量。這方面的例子包括具有流量、液位、溫度和壓力控制能力的閥門。過程控制變量由傳感器/變送器測量，然后傳送到主機(jī)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通常是分布式控制系統(tǒng) (DCS)。DCS 解釋閥門應(yīng)如何響應(yīng)與預(yù)定設(shè)定值的偏差，然后將信號傳回 DCS 控制器，報告它需要打開或關(guān)閉的程度以返回到預(yù)定設(shè)定值。DCS 控制器接收該信號，然后將信號發(fā)送到閥門定位器，定位器隨后將電子信號轉(zhuǎn)換為氣動信號，

 

控制閥和調(diào)節(jié)器之間的主要操作區(qū)別在于，與上述控制回路設(shè)計相反，調(diào)節(jié)器是過程驅(qū)動閥，無需外部電源或儀表氣源即可運(yùn)行。調(diào)節(jié)器通常將受控過程流體的壓力施加到隔膜上。然后，該隔膜與壓縮彈簧相對，以在給定的設(shè)定壓力下與隔膜實現(xiàn)力平衡。受控壓力的任何變化都會導(dǎo)致隔膜移動，從而導(dǎo)致調(diào)節(jié)器的流通面積發(fā)生變化，從而使更多或更少的過程流體通過調(diào)節(jié)器。圖 1 顯示了與控制回路中的控制閥相比的減壓、直動式調(diào)節(jié)器設(shè)計的簡單示例。

 

 

作為過程驅(qū)動設(shè)備，受控壓力必須改變以修改通過調(diào)節(jié)器的流速。一個例子是減壓調(diào)節(jié)器，它控制壓縮機(jī)發(fā)動機(jī)的燃?xì)鈮毫?。如果壓縮機(jī)發(fā)動機(jī)的燃?xì)庀穆试黾樱瑒t調(diào)節(jié)器和壓縮機(jī)發(fā)動機(jī)之間的管路中的氣體壓力將降低。作用在隔膜上的這種減小的壓力將導(dǎo)致彈簧力克服隔膜產(chǎn)生的力。隔膜連接到調(diào)節(jié)器的閥塞，當(dāng)彈簧力移動隔膜時，調(diào)節(jié)器的閥塞進(jìn)一步打開，允許額外的燃?xì)馔ㄟ^擴(kuò)大的流動區(qū)域。只要保持這種增加的消耗率，調(diào)節(jié)器就會將下游壓力保持在略低于設(shè)定壓力的恒定值。這個概念被稱為下垂或偏移。它是滿足下游消耗的設(shè)定壓力的允許偏差。

 

另一個區(qū)別與調(diào)節(jié)器主體的設(shè)計額定壓力有關(guān)。雖然控制閥可以在入口側(cè)處理與閥門出口側(cè)相同的壓力，但調(diào)節(jié)器在調(diào)節(jié)器的控制壓力側(cè)可能具有較低的額定壓力。這是因為過程流體壓力直接作用于隔膜殼的內(nèi)部部件。這類似于將過程壓力直接施加到控制閥組件的執(zhí)行器部分，而不是受控的儀表空氣供應(yīng)壓力。雖然在高壓先導(dǎo)式調(diào)節(jié)器中存在一些例外情況，但在選擇調(diào)節(jié)器時需要考慮入口側(cè)和出口側(cè)的設(shè)計壓力。

 

另一方面，控制閥的尺寸和壓力等級比調(diào)節(jié)器大得多。他們可以通過選擇兼容的金屬內(nèi)件材料來處理任何過程流體。幾乎在所有情況下，調(diào)節(jié)器都會有至少一種彈性材料與過程流體接觸，這意味著在某些高腐蝕性應(yīng)用中的使用有限。

 

 

為了減少下降并最大限度地提高精度，可以使用先導(dǎo)式調(diào)節(jié)器。這些調(diào)節(jié)器僅需要 1-3% 的下降或偏離設(shè)定點即可達(dá)到滿容量。直接的-

 

運(yùn)行的穩(wěn)壓器需要 10–20% 的壓降。先導(dǎo)式類型通過在主調(diào)節(jié)器上添加一個小型直接操作調(diào)節(jié)器（“先導(dǎo)”）來實現(xiàn)這種精度，這會為系統(tǒng)引入增益并提高對受控壓力變化的靈敏度。先導(dǎo)式調(diào)節(jié)器也有更大的孔口，與自力式調(diào)節(jié)器相比，這允許更高的容量和更高的精度。

 

在調(diào)節(jié)器和控制閥之間進(jìn)行選擇時，需要考慮過程數(shù)據(jù)本身之外的設(shè)計考慮因素。

 

例如，如果需要診斷監(jiān)控或預(yù)測性維護(hù)反饋，則只應(yīng)考慮可以將診斷數(shù)據(jù)傳送到控制系統(tǒng)的控制閥。另一方面，如果閥門的操作對設(shè)施至關(guān)重要，則調(diào)節(jié)器將是更合適的選擇，因為不需要輔助電源來維持其功能。

 

雖然調(diào)節(jié)器的維護(hù)和總安裝成本通常較低，但項目規(guī)范或現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)可能需要控制閥。此外，某些應(yīng)用意味著控制閥或調(diào)節(jié)器的技術(shù)優(yōu)勢，而其他應(yīng)用則創(chuàng)造了應(yīng)完全避免其中一個或另一個的條件。以下是五個示例應(yīng)用程序：

覆蓋氣體控制或儲罐覆蓋是在儲罐或容器頂部保持大量惰性氣體（通常為氮?dú)猓毫Φ倪^程，從而防止液體產(chǎn)品暴露或釋放到大氣中。例如，對于公用設(shè)施集管管線，通常為 50 psig 至 200 psig 的氮?dú)獗唤档椭羶H幾英寸水柱的壓力。這樣做是為了在液體產(chǎn)品從罐中泵出時或環(huán)境溫度變化導(dǎo)致罐內(nèi)壓力變化時保持氣層。類似地，壓力控制裝置可用于在裝載液體產(chǎn)品時壓力升高的情況下釋放罐或容器中的氣體。

 

調(diào)節(jié)器最常用于減壓閥和背壓調(diào)節(jié)器（非 ASME 安全閥）。這是因為調(diào)節(jié)器可以直接監(jiān)控儲罐壓力并更快地響應(yīng)保護(hù)層氣體壓力的變化，從而防止儲罐發(fā)生超壓或欠壓。

 

可能存在儲罐設(shè)計壓力高于保持低壓控制一側(cè)的調(diào)節(jié)器設(shè)計壓力的情況。用于儲罐氮封應(yīng)用的調(diào)節(jié)器設(shè)計通常包括大隔膜，這些隔膜對低壓變化非常敏感，并且可能會被遠(yuǎn)高于設(shè)定點的壓力損壞。在這些情況下，將安全泄壓閥設(shè)置為低于調(diào)節(jié)器設(shè)計壓力的壓力很重要。如果無法執(zhí)行此操作，則可能需要使用控制閥，即使是在儲罐氮封應(yīng)用中也是如此。

 

是一個全開監(jiān)視器的示例，其中兩個調(diào)節(jié)器之間的壓力不受控制。一個工作監(jiān)控裝置將在監(jiān)控器中添加第二個導(dǎo)閥，它將控制兩個調(diào)節(jié)器之間的中間壓力。如果工人未能打開，這將提供一種方法來證明監(jiān)控調(diào)節(jié)器是可操作的并且能夠節(jié)流壓力。

 

術(shù)語嚴(yán)苛工況通常適用于閥門應(yīng)用，在這些應(yīng)用中，由于閥門的壓降過大而產(chǎn)生過大的噪音、氣蝕或閃蒸。對于預(yù)測高噪聲水平的氣體應(yīng)用，無需添加絕緣或其他路徑處理噪聲掩蔽方法，可以應(yīng)用源處理來衰減閥門本身內(nèi)的噪聲。少數(shù)調(diào)節(jié)器具有能夠衰減噪音的內(nèi)件類型，但衰減控制閥內(nèi)件的應(yīng)用更為廣泛。這些可以定制，以將聲音頻率移出可聽見和引起振動的范圍，從而避免損壞閥門、管道和下游設(shè)備。

 

石油和天然氣生產(chǎn)中的壓差控制應(yīng)用旨在將井口出口的生產(chǎn)壓力保持在高于管道壓力的某個點，流體將加載到管道中進(jìn)行傳輸。需要壓差控制，因為井口壓力不斷變化，并且必須保持來自管道的正壓差而不會使管線超壓。這些井通常位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，無法獲得儀表空氣或其他執(zhí)行器電源，因此無需考慮控制閥。調(diào)節(jié)器能夠保持參考點（例如管道壓力）與調(diào)節(jié)器出口壓力之間的壓差。