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仪表调节阀口径的计算与选择

更新时间：2023-12-28点击次数：1132
计算调节阀口径需要确定计算流量、确定计算差压、计算流通能力、选择流通能力、验算和确定调节阀口径这六步骤，今天给大家分享调节阀口径选择的相关知识。


流通能力是选择调节阀口径的主要依据。为了能正确计算流通能力，首先必须合理确定调节阀的流量和压差的数值。通常把代入流通能力计算公式的流量和压差称为计算流量和计算压差。


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计算流量是指通过调节阀的最大流量。流量值应根据工艺设备的生产能力、对象负荷的变化、操作条件变化以及系统的控制品质等因素综合考虑、合理确定。但有两种倾向应避免：一是过多考虑余量，使阀门口径选得过大，这不但造成经济上的浪费，而且将使阀门经常处于小开度工作，从而使可控比减小，控制性能变坏，严重时甚至会引起振荡，从而大大降低了调节阀的寿命；二是只考虑眼前生产，片面强调控制质量，以致当生产力略有提高时，控制阀就不能适应，被迫更换。


计算流量也可以参考泵和压缩机等流体输送机械的能力来确定。有时，综合多种方法来确定。


计算压差是指调节阀阀全开，流量最大时调节阀上的压差。确定计算压差时必须兼顾控制性能和动力消耗两方面。阀上的压差占整个系统压差的比值越大，调节阀流量特性的畸变越小，控制性能就越能得到保证。但阀前后压差越大，所消耗的动力越多。


计算压差主要是根据工艺管路、设备等组成的系统压差大小及变化情况来选择，其步骤如下：
①把调节阀前后距离最近的、压力基本稳定的两个设备作为系统的计算范围。
②在最大流量条件下，分别计算系统内各项局部阻力(调节阀除外)所引起的压力损失△PF，再求出它们的总和Σ△PF。
③选择S值。S值应为调节阀全开时控制阀上压差△PV和系统总的压力损失之比，即S=△PV÷(△PV+Σ△PF)，常选S=0.3-0.5。但某些系统，即使S值小于0.3时仍能满足控制性能的要求。对于高压系统，为了降低动力消耗，也可降低到S=0.15。对于气体介质，因为阻力损失较小，调节阀上的压差所占的分量较大，所以一般S值都大于0.5。但在低压及真空系统中，由于允许压力损失较小，所以S仍以0.3-0.5为宜。
④按已求出的Σ△PF及选定的S值，利用公式S=△PV÷(△PV+Σ△PF)可求取调节阀计算压差△PV=SΣ△PF÷(1-S)。
考虑到系统设备中静压经常波动，会影响阀门上压差的变化，使S值进一步下降。如锅炉给水控制系统中，计算压差应增加系统设备静压(设锅炉额定静压为P)的5%-10%，即△PV=SΣ△PF÷(1-S)+0.0521P。
调节阀上的压差增加固然对控制有利，但是过大的压差有可能使调节阀出现汽蚀现象。在确定计算压差时还应考虑不产生汽蚀。


计算流量、计算压差确定之后，应作调节阀调节开度和可控比的验算。


①调节阀开度的验算
一般最大流量下调节阀的开度应在90%左右，最小流量下调节阀的开度不小于10%。开度验算时必须考虑理想的调节阀流量特性和工作条件。下面给出两种常用流量特性的调节阀在工作条件下(串联管道)的开度验算公式。
直线特性调节阀开度：
图片
等百分比调节阀开度：
图片
式中k为流量qi处的阀门开度；qi为被验算开度处的流量，m3/h；r为介质密度，kg/m3。
②可控比的验算
目前，我国统一设计的调节阀，其理想可控比R一般均为30，但在使用时受最大开度和最小开度的限制，一般会使可控比下降到10左右。在串联管道情况下，实际可控比Rc=R√S。因此，按下面的公式Rc=10√S进行可控比验算,若Rc＞qmax/qmin时，则所选调节阀符合要求。否则，必须改变调节阀的S数值，可采取增加系统压力或采用两个控制阀(降低S数值)，进行分程控制的方法来满足可控比要求。
综上所述，根据工艺所提供的数据确定调节阀口径的步骤为：
①确定计算流量：根据生产能力、设备负荷及介质状况，确定计算流量qmax和qmin。
②确定计算压差：根据所选定的流量特性和系统特性选定S值，然后决定计算压差。
③计算流通能力：根据已决定的计算流量和计算压差，求最大流量时的流通能力Cmax。
④选择流通能力C：根据已求得的Cmax在所选用的产品型式的标准系列中，选取大于Cmax且与其接近的那一档C值。
⑤验算：验算控制阀开度和可控比。
⑥确定控制阀口径：验算合格后，根据流通能力C值决定控制阀的公称直径和阀座直径。



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