气动风阀是工业炉（如加热炉、热处理炉、熔化炉、焙烧炉等）燃烧控制系统和通风系统中的关键执行部件。它通过压缩空气驱动，精确控制助燃空气（或冷风、烟气等）的流量、压力和分配，从而直接影响炉内的燃烧效率、温度均匀性、产品质量和能源消耗。
一、 核心功能与重要性
1. 精确流量控制：根据工艺要求（如不同加热阶段）和燃料量变化，快速、线性地调节风量，保证最佳空燃比。
2. 维持炉压稳定：通过调节烟道或排风阀，保持炉内微正压或微负压，防止冷空气吸入（损失热量）或高温气体逸出（不安全）。
3. 分区控制：在大型工业炉中，对不同加热区独立控制风量，确保炉膛横向和纵向温度均匀。
4. 安全切断：在紧急停机（如断电、熄火）时，快速关闭风阀，切断助燃空气，确保安全。
5. 节能与环保：优化燃烧，减少过剩空气系数，直接降低燃料消耗，同时抑制氮氧化物等污染物的生成。
二、 主要组成部分
一个完整的气动风阀系统通常包括：
1. 阀体：
类型：常见的有蝶阀（最常用，用于大风量调节）、百叶阀（多叶片，用于大截面风道）、插板阀（密封性好，用于切断）、球阀等。
材质：根据介质温度选择，如碳钢（常温）、304/316不锈钢（中高温、腐蚀环境）、耐热钢（如310S，用于高温烟气）等。
设计：需考虑耐磨、防卡死、热膨胀补偿等问题。
2. 气动执行机构：
核心动力源。将压缩空气的能量转换为机械旋转（用于蝶阀、百叶阀）或直线运动（用于插板阀）。
类型：
薄膜式执行机构：结构简单，推力较小，常用于小口径或低压差阀门。
活塞式执行机构：输出力大，动作速度快，可靠性高，是工业炉的主流选择。可分为单作用（弹簧复位）和双作用。
齿轮齿条式执行机构：将活塞的直线运动转换为旋转运动，是气动蝶阀最常用的搭配。
3. 定位器与附件：
定位器：最关键的智能部件。它接收来自控制系统的电信号（如4-20mA），精确控制进入执行机构的空气压力，从而使阀门精确地停留在任何所需开度（如0-100%）。现代智能定位器还具有诊断、通信（HART, Profibus PA等）功能。
附件：
空气过滤减压阀：提供清洁、稳定压力的气源。
电磁阀：用于远程快速切断气源，实现阀门的紧急开关。
限位开关：反馈阀门的机械位置（全开/全关）。
手轮机构：在气源故障时，可手动操作阀门。
三、 工作与控制原理
1. 控制回路：
过程信号：炉温、炉压、烟气含氧量等测量值送至**控制系统**（如PLC、DCS）。
控制器运算：控制系统将测量值与设定值比较，通过PID等算法，计算出需要的风量，并输出一个控制信号（通常是4-20mA）给气动定位器。
定位器动作：定位器根据电信号的大小，按比例调节输出给**气动执行机构**的空气压力。
阀门动作：执行机构驱动阀轴转动或直线运动，改变阀板的开度，从而改变风道截面积，调节风量。
反馈形成闭环：新的风量影响炉内状态，被仪表检测，形成闭环控制。
四、 主要特点与优势
响应速度快：气压传动，动作迅速，能满足工业炉快速调节的要求。
驱动力大：可驱动大口径、高差压下的阀门。
本质安全：适用于易燃易爆的工业炉环境（无需防爆电机）。
可靠性高：结构坚固，维护相对简单，在高温、多尘等恶劣环境下表现优于电动执行器。
精确可控：配备高性能定位器后，控制精度可达0.5%-1.0%。
故障安全模式：可通过设计（如单作用弹簧复位）实现“故障开”或“故障关”，提升系统安全性。
五、 选型与应用考虑要点
1. 工艺参数：介质（空气、烟气）、温度、压力、所需流量范围、压差。
2. 阀门特性：选择等百分比、线性或快开流量特性，以匹配控制系统的调节要求。
3. 执行机构：根据所需扭矩/推力、动作速度（全行程时间）、故障模式（FO/FC/FL）选择。
4. 定位器：是否需要智能型、通信协议、控制精度。
5. 材质与密封：高温环境下需特殊考虑阀轴轴承材料、阀座密封材料（如石墨、金属硬密封）。
6. 环境条件：环境温度、防护等级（IP）、防爆要求。
7. 安装与维护：预留足够的安装和拆卸空间，便于日常检查和维护。
六、 常见应用场景
助燃空气管道：作为燃烧器或炉膛的“风门”，与燃料阀联动。
烟道/废气管道：作为“烟囱挡板”，控制炉膛压力。
冷却风系统：控制炉体或设备的冷却风量。
热风循环系统：在蓄热式燃烧系统中，用于切换空气/烟气的流向。
放散阀：在系统超压时打开，保护设备。
