自控调节阀的选型方法..
调节阀的基本常识
调节阀的基本常识
点击次数:54 发布时间:2008年6月11日
一、调节阀的选型
A、调节阀选型的重要性
调节阀是自控系统中的执行器,它的应用质量直接反应在系统的调节品质上。作为过程控制中的终端元件,人们对它的重要性较过去有了更新的认识。调节阀应用的好坏,除产品自身质量、用户是否正确安装、使用、维护外,正确地计算、选型十分重要。由于计算选型的失误,造成系统开开停停,有的甚至无法投用,所以对于用户及系统设计人员应该认识阀在现场的重要性,必须对调节阀的选型引起足够的重视。
B、调节阀选型的原则
1、根据工艺条件,选择合适的结构形式和材料。
2、根据工艺对象的特点,选择调节阀的流量特性。
3、根据工艺操作参数,选择合适的调节阀口径尺寸。
4、根据工艺过程的要求,选择所需要的辅助装置。
5、合理选择执行机构。执行机构的响应速度应能满足工艺
对控制行程时间的要求:所选用的调节阀执行机构应能满面足阀门行程和工艺对泄露量等级的要求。在某些场合,如选用压力调节阀包括放空阀,应考虑实际可能的压差进行适当的放大,即要求执行机构能提供较大的作用力。否则,可能当工艺上出现异常情况时,调节阀前后的实际压差较大,会发生关不上或打不开的危险。
二、调节阀的附件
在生产过程中,控制系统对阀门提出各式各样的特殊要求,因此,调节阀必须配用各种附属装置简称附件来满足生产过程的需要。调节阀的附件包括:
1、阀门定位器用于改善调节阀调节性能的工作特性,实现正确定位。
2、阀位开关显示阀门的上下限行程的工作位置。
3、气动保位阀当调节阀的气源发生故障时,保持阀门处于气源发生故障前的开度位置。
江苏神港自控SGZ-320调节阀说明书
江苏神港自控SGZ-320调节阀说明书调节阀说明书:
调节阀(英文:control valve)国外称为:控制阀,国内习惯称为:调节阀。
用于调节工业自动化过程控制领域中的介质流量、压力、温度、液位等工艺参数。根据自动化系统中的控制信号,自动调节阀门的开度,从而实现介质流量、压力、温度和液位的调节。
调节阀结构组成
调节阀通常由电动执行机构或气动执行机构与阀体两部分共同
组成。直行程主要有直通单座式和直通双座式两种,后者具有流通能力大、不平衡办小和操作稳定的特点,所以通常特别适用于大流量、高压降和泄漏少的场合。角行程主要有:V型电动调节球阀、电动蝶阀、通风调节阀、偏心蝶阀等。
调节阀种类
按用途和作用、主要参数、压力、介质工作温度、特殊用途(即特殊、阀)、驱动能源、结构等方式进行了分类,其中最常用的分类法是按结构将调节阀分为九个大类,6种为直行程,3种为角行程。
调节阀CV值(流量系数)
流通能力CV值(流量系数)是调节阀选型的主要参数之一,调节阀的流通能力的定义为:当调节阀全开时,阀两端压差为0.1MPa,流体密度为1g/cm3时,每小时流径调节阀的流量数,称为流通能力,也称流量系数,以CV表示,单位为t/h,液体的CV值按下式计算。
根据流通能力CV值大小查表,就可以确定调节阀的公称通径DN。
调节阀流量特性
调节阀的流量特性,是在阀两端压差保持恒定的条件下,介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系。调节阀的流量特性有线性特性,等百分比特性及抛物线特性三种。三种注量特性的意义如下:(1)等百分比特性(对数)
气动调节阀选型及计算
气动调节阀选型及计算
一、气动调节阀选型要考虑的因素
1.工作条件:包括工作压力、温度、流量范围等。根据工作条件选择
耐压和耐温能力的阀门。
2.流体性质:包括流体介质、粘度、颗粒物含量等。选择合适的材质
和结构,以满足流体的要求。
3.阀门类型:包括截止阀、调节阀、蝶阀、球阀等。根据需要选择适
合的阀门类型。
4.尺寸:包括阀门的通径、连接方式等。根据管道系统的尺寸,选择
合适的阀门尺寸。
5.控制方式:包括手控、气动控制、电动控制等。根据控制方式选择
合适的气动调节阀。
二、气动调节阀计算方法
1.流量计算:根据管道系统的需求,计算流体的流量。流量的单位一
般为标准立方米/小时(Nm3/h)或标准立方米/秒(Nm3/s)。
2.压力损失计算:根据流量和流体性质,计算气动调节阀的压力损失。根据流量和压力损失曲线,选择合适的阀门型号。
3.动态特性计算:根据管道系统的要求,计算气动调节阀的开启时间、关闭时间、超调量等动态特性。通过调节阀的参数和控制系统的调节,使
阀门的动态特性满足要求。
4.使用寿命计算:根据气动调节阀的材料、结构和工作条件,计算阀门的使用寿命。一般根据阀门的设计寿命和工作条件的要求,选择合适的气动调节阀。
总结:
气动调节阀选型及计算是一个复杂的过程,需要考虑多个因素。通过对工作条件、流体性质、阀门类型和尺寸等因素的综合分析,可以选择合适的气动调节阀。在计算过程中,需要考虑流量、压力损失、动态特性和使用寿命等因素。根据计算结果,选择合适的阀门型号和参数,以满足管道系统的要求。
电动调节阀如何选型
电动调节阀如何选型
1、电动调节阀选用主要控制参数为:公称直径、设计公称压力、介质允许温度范围、流量系数等。
2、对于要求流量和开启高度成正比例关系的严格场合,应选用合适的调节阀。球阀和蝶阀一般粗调时可以选用。
3、阀门的密封性能是考核阀门质量优劣的主要指标之一。阀门的密封性能主要包括两个方面,即内漏和外漏。内漏是指阀座与关闭件之间对介质达到的密封程度。外漏是指阀杆填料部位的泄露,中口垫片部位的泄露以及阀体因铸造缺陷造成的泄露。外漏是不允许发生。
4、调节阀理想流量特性有快开、抛物线、线性、等百分比四种,需根据实际工作流量特性选择具有合适流量特性的调节阀。
5、调节阀公称直径的选取应根据所需阀门流通能力确定。调节阀公称直径不应过大或过小。过大,增加工程成本,并且阀门处于低百分比范围内,调节精度降低,使控制性能变差。过小,增加系统阻力,甚至会出现阀门全开启时,系统仍无法达到设定的容量要求。
6、调节阀的调节压差和关断压差对于调节阀,其允许的调节压差和关断压差是其选型的重要指标。实际压差如高于调节阀允许的调节压差,阀门会出现不能准确调节的问题,严重的会损伤阀门执行器。
调节阀计算与选型
在过程控制系统中,调节阀通过接收控制系统指令来调节阀门的开度,从而控制介质的流量、压力、流速等。在选择调节阀时,应根据介质参数(压力、温度)、流量、介质特性和调节阀的作用,并了解调节阀的基本结构、特点,才能正确选择调节阀。
1 调节阀的组成
1.1 阀体组件
阀体组件需具有以下要素:结构型式、公称通径、公称压力、与管道连接型式、适用温度范围、阀体和内件的材质、阀座直径或额定流通系数、流量特性、阀座泄漏等级等。
1.2 执行机构
执行机构通常分为气动和电动。气动执行机构又分薄膜式和气缸活塞式。气动薄膜式执行机构是直接与阀杆连接的执行机构。气源压力一般为0.14~0.4MPa。
气缸活塞式分为横式和竖式2种,每种又分为弹簧式(单作用)和无弹簧式(双作用)2种;该执行机构主要用于角行程输出推力大,定位精度要求高的场合,气源压力最高达0.7MPa
电动执行机构分为直行程和角行程执行机构。根据允许压差所需的推力而确定的某一型号执行机构的号数以及弹簧范围和供气压力、行程、依据阀在失气时的位置而确定作用形式。
1.3 调节阀附件
调节阀附件主要有阀门定位器、空气过滤减压器、位置信号发生器(阀位传送器、行程开关)、手轮机构、电磁换向气阀、加速器以及气源保护装置等等,视系统需要确定。
2 调节阀的类型
根据执行机构,调节阀分为电动调节阀、气动调节阀。
根据阀体结构,调节阀分为直通单座/双座调节阀、套筒型调节阀、角型调节阀、蝶阀、偏心旋转调节阀、迷宫式调节阀、二位(on/off)调节阀、多级调节阀等。
直通单座调节阀:阀内有1个阀芯和1个阀座,按其阀芯形状可分为调节型分关断型。阀座泄漏量小,可达IV级(额定流量×10-4),适用于压差小,口径小、要求泄漏量小或切断场合,如常闭调节阀。
(完整word版)控制阀选型原则)
控制阀选型原则
调节阀的节流原理和流通能力
当流体经过调节阀时,由于阀芯、阀座间流通面积的局部缩小,形成局部阻力,使流体在此处产生能量损失,这个损失的大小通常用阀前后的压差来表示. 当调节阀口径一定,即调节阀接管截面积A一定,且P1—P2不变时,阻力系数ζ减小,流量Q则增大,反之ζ增大则Q减小,所以调节阀的工作原理就是由输入信号的大小、改变阀芯的行程,从而改变流通面积达到调节流量的目的。C称为流通能力,与阀芯、阀座的结构、阀前后的压差、流体性质等因素有关.必须在规定了—定的条件后,再描述调节阀的流通能力。
我国所用流通能力C的定义为:在调节阀全开,阀前后压差为1kgf/cm2,介质重度为1gf/cm3时,流经调节阀的流量数。
例如:一个C值为32的调节阀就是表示当阀全开,阀前后压差为1kgf/cm2时,每小时能通过的水量为32m3。
一、由工艺或用户提供相关资料:
1、被控制流体的种类:(3种)液体、气体和蒸汽对于液体应考虑黏度的修正,当液体粘度过高时,其雷诺数下降,改变了流体的流动状态,在计算控制阀流通能力时,必须考虑粘度校正系数。对于气体,应该考虑其可压缩性。
对于蒸汽,要考虑饱和蒸汽和过热蒸汽。
2、流体的温度、压力根据工艺介质的最大工作压力来选定控制阀的公称压力时,必须对照工艺温度条件综合选择,因为公称压力是在一定基准温度下,依据强度确定的,其允许最大工作压力必须低于公称压力。例如:对于碳钢阀门,当公称压力PN1.6MPa,介质温度在200℃时,最大耐压力为1。6 MPa;当250℃时,最大耐压力为1。5 MPa;当400℃时,最大耐压力为0。7 MPa。对于压力调节系统,还要考虑其阀前取压、阀后取压和阀前后压差,在进一步来选择阀的形式。
调节阀选择指南
287 ΔP(P1 + P2)
Q G(273 + T)
Cv=
249P1
式中:Q-最大流量(ft3/h)(在 14.7psi abs、60°F条件下) 式中:Q-最大流量(m3/h)(在 760mmHg abs、15.6℃条件下)
G-比重(空气=1)
G-比重(空气=1)
T-流体温度(°F)
T-流体温度(℃)
Mcs = 进口温度下液体运动粘度系数 cst
Cv = 没有修正过的 Cv
Mssu =进口温度下液体粘度 SSU(赛波特秒)
注:液体粘度≥200SSU,使用公式(B)或(B')计算;粘度<200SSU,请把 SSU 粘度单位换算成 cst 粘度
单位,再用公式(A)或(A')计算。
闪蒸修正
热力学认为:当饱和温度的热水或者接近饱和温 度的热水,流经调节阀节流口压力会降低,调节阀出 口处流出的水中可能会有水蒸气。在此流动条件下, 液体流动的基本定律就不再是正确的。所以计算调节 阀口径的传统方法也就不再适用。
B-试验压力为阀的最大工作压差。
表2
阀座直径(mm)
20 25 40 50 65 80 100 150 200 250 300 350 400
ml/min
0.1 0.15 0.3 0.45 0.60 0.90 1.70 4.00 6.75 11.1 16.0 21.6 28.4
调节阀的特性及选择(DOC)
调节阀的特性及选择
调节阀是一种在空调控制系统中常见的调节设备,分为两通调节阀和三通调节阀两种。调节阀可以和电动执行机构组成电动调节阀,或者和气动执行机构组成气动调节阀。
电动或气动调节阀安装在工艺管道上直接与被调介质相接触,具有调节、切断和分配流体的作用,因此它的性能好坏将直接影响自动控制系统的控制质量。
本文仅限于讨论在空调控制系统中常用的两通调节阀的特性和选择,暂不涉及三通调节阀。
1.调节阀工作原理
从流体力学的观点看,调节阀是一个局部阻力可以变化的节流元件。对不可压缩的流体,由伯努利方程可推导出调节阀的流量方程式为
()()212
212
42
P P D P P A
Q -=-=
ρ
ζ
πρζ
式中:Q——流体流经阀的流量,m 3
/s ;
P1、P2——进口端和出口端的压力,MPa ;
A——阀所连接管道的截面面积,m 2
; D——阀的公称通径,mm ;
ρ——流体的密度,kg/m 3
; ζ——阀的阻力系数。 可见当A 一定,(P 1-P 2)不变时,则流量仅随阻力系数变化。阻力系数主要与流通面积(即阀的开度)有关,也与流体的性质和流动状态有关。调节阀阻力系数的变化是通过阀芯行程的改变来实现的,即改变阀门开度,也就改变了阻力系数,从而达到调节流量的目的。阀开得越大,ζ将越小,则通过的流量将越大。 2.调节阀的流量特性
调节阀的流量特性是指流过调节阀的流体相对流量与调节阀相对开度之间的关系,即
⎪⎭
⎫
⎝⎛=L l f Q Q max 式中:Q/Q max ——相对流量,即调节阀在某一开度的流量与最大流量之比; l/L ——相对开度,即调节阀某一开度的行程与全开时行程之比。
调节阀类型及选型
调节阀类型及选型
调节阀又名控制阀,通过接受调节控制单元输出的控制信号,借助动力操作去改变流体流量。调节阀一般由执行机构和阀门组成。如果按其所配执行机构使用的动力,调节阀可以分为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀三种,即以压缩空气为动力源的气动调节阀,以电为动力源的电动调节阀,以液体介质(如油等)压力为动力的电液动调节阀,另外,按其功能和特性分,还有水力控制阀、电磁阀、电子式、智能式、现场总线型调节阀等。
调节阀的阀体类型选择
调节阀的阀体种类很多,常用的阀体种类有直通单座、直通双座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋转、蝶形、套筒式、球形等。在具体选择时,可做如下考虑:
(1)阀芯形状结构
主要根据所选择的流量特性和不平衡力等因素考虑。
(2)耐磨损性
当流体介质是含有高浓度磨损性颗粒的悬浮液时,阀的内部材料要坚硬。
(3)耐腐蚀性
由于介质具有腐蚀性,尽量选择结构简单阀门。
(4)介质的温度、压力
当介质的温度、压力高且变化大时,应选用阀芯和阀座的材料受温度、压力变化小的阀门。
(5)防止闪蒸和空化
闪蒸和空化只产生在液体介质。在实际生产过程中,闪蒸和空化会形成振动和噪声,缩短阀门的使用寿命,因此在选择阀门时应防止阀门产生闪蒸和空化。
调节阀执行机构的选择
为了使调节阀正常工作,配用的执行机构要能产生足够的输出力来保证高度密封和阀门的开启。
对于双作用的气动、液动、电动执行机构,一般都没有复位弹簧。作用力的大小与它的运行方向无关,因此,选择执行机构的关键在于弄清最大的输出力和电机的转动力矩。对于单作用的气动执行机构,输出力与阀门的开度有关,调节阀上的出现的力也将影响运动特性,因此要求在整个调节阀的开度范围建立力平衡。
调节阀的计算选型
调节阀的计算选型
调节阀的计算选型是指在选用调节阀时,通过对流经阀门介质的参数进行计算,确定阀门的流通能力,选择正确的阀门型式、规格等参数,包括公称通径,阀座直径,公称压力等,正确的计算选型是确保调节阀使用效果的重要环节。
1. 调节阀流量系数计算公式
1.1
流量系数
C V – 英制单位的流量系数,其定义为:温度60°F(15.6°C)的水,在1 lb/in 2 (14kPa)压降下,每分钟流过调节阀的美加仑数。
K V – 国际单位制(SI 制)的流量系数,其定义为:温度5~40°C 的水,在105 Pa 压降下,每
小时流过调节阀的立方米数。
注:C V ≈ 1.16 K V
1.2 不可压缩流体(液体)K V 值计算公式
1.2.1 一般液体的K V 值计算
式中: P 1 : 阀入口绝对压力 [kPa] P 2 : 阀出口绝对压力 [kPa] Q L : 液体流量 [m 3/h] ρ : 液体密度 [g/cm 3]
F L : 压力恢复系数,与调节阀阀型有关,附后
F F : 流体临界压力比系数,C
V F P P
F 28.096.0-=
P V : 阀入口温度下,介质的饱和蒸汽压 [kPa, 绝对压力] P C : 物质热力学临界压力 [kPa, 绝对压力kPa]
1.2.2 高粘度液体K V 值计算
当液体粘度过高时,按一般液体公式计算出的K V 值误差过大,必须进行修正,修正后的流量系数为:
R
V
V F K K =
' 式中:
K V ' : 修正后的流量系数 K V : 不考虑粘度修正时计算的流量系数 F R
自控调节阀的选型方法
六,压力等级和标准
阀体是连接在工艺管道上的压力容器,选择公称压力的目的是使阀体 长期受到流体温度、压力和管道应力作用,而不损坏。 标准的公称压力一般按工艺管道规格的标准来决定。
采用的标准
我公司采用的各种标准是: IEC 60534-3-1976《第3篇 尺寸-第1节:法兰连接二通球形调节阀结构长度》 IEC 60534-2-4-1989《第2篇 流量-第4节:固有流量特性和幅度变化范围》 ASME B16.34-1996 《法兰、螺纹和对接焊端阀门》 ASME B16.104 《控制阀阀座泄漏》 GB/T4213-92 《气动调节阀》 API 598-1996 《阀门检验与试验》(国内标准参考GB/T 13927-1992) ISO 5208-2004《工业用阀门的压力试验》(国内标准参考JB/T 9092-1999) JB/T 5296-91 《通用阀门流量系数和流阻系数的试验方法》
七,阀盖形式
调节阀阀盖的形式主要根据介质温度来确定。 阀盖的选择规则如下 温度范围 -5℃~ 230℃ -45℃~ -5℃ 或>230 ℃ 阀盖类型 标准型 延长型 温度范围 -46℃~ -100℃ -100℃ ~-196 ℃ 阀盖类型 加长型 低温型
八,泄漏量
调节阀一般情况下允许泄漏 金属密封的阀门泄漏等级一般要求IV级,如客户有特殊要求也可 做到金属密封V级或VI级泄漏。 软密封泄漏等级为VI级泄漏
建议收藏——调节阀选型方法总结
建议收藏——调节阀选型方法总结
自动控制系统是通过执行器对被控对象进行作用的。调节阀是生产过程自动化控制系统中最常见的一种执行器。调节阀直接与流体接触控制流体的压力或流量。正确选取调节阀的结构型式、流量特性、流通能力;正确选取执行机构的输出力矩或推力与行程对于自动控制系统的稳定性起着十分重要的作用。如果计算错误,选择不当,将直接影响控制系统的性能,使得自动控制系统产生震荡甚至不能正常运行。因此,在自动控制系统的设计过程中,调节阀的设计选型计算是必须认真考虑的重要环节。
1调节阀结构形式的选择
常用的调节阀结构形式有直通单座阀、直通双座阀、套筒阀、偏心旋转阀、蝶阀、全功能超轻型调节阀、球阀,应当根据不同的使用情况,结合不同结构形式阀门各自的特点,从调节性能、适用温度、适用口径、耐压、适用介质条件、切断差压、泄流量、压力损失、重量、外观、成本等方面对调节阀的结构形式进行选择。
对调节阀进行结构的选择时,要根据相应的管路及介质条件,按照如下优选顺序进行选择
①全功能超轻型调节阀→②蝶阀→③套筒阀→④单座阀→⑤双座阀→⑥偏心旋转阀→⑦球阀,只有当前一优选级别的阀门再某一方面不合适时,才考虑选择下一级类型的阀门。
注:关于调节阀的调节特性的评定
调节阀的流量调节性能一般通过流量特性、可调比、小开度工作性能、Kv值和动作速度进行综合评价。
调节性能以其流量特性曲线进行衡定,一般认为等百分比特性为最优,其调节稳定,调节性能好,最利于流量压力调节。而抛物线特性又比线性特性的调节性能好,快开特性为最不利于流量调节的流量特性。因此在选用调节阀时,一般希望调节阀流量特性曲线为等百分比型。
气动调节阀选型计算
气动调节阀选型及计算
执行器是控制系统的终端控制元件,是重要的环节,气动调节阀在常用的执行器中约占85﹪以上。控制系统中因气动调节阀造成不能投运或运行不良者有占50﹪-60﹪以上。其中除提供的工艺参数出入较大,阀制造质量欠佳和使用不当外,选型与计算的方法不妥则是一个相当突出的因素。因此,如何合理正确地选择和计算气动调节阀就是自控设计中至关重要的问题了。
调节阀按调节仪表的控制信号,直接调节流体的流量,在控制系统中起着十分重要的作用。要根据使用条件和用途来选择调节阀。选择调节阀项目有:结构型式、公称通经、压力-温度等级、管道连接、上阀盖型式、流量特性、材料及执行机构等。深入研究各个项目和它们之间的相互关系,是极其重要的。选择调节阀必须知道控制系统的各种工艺参数,以及调节仪表、管道连接等基本条件,才能正确地选择调节阀。下面为一般选用调节阀的基本准则:(图一、图二)
调节阀的选择
工艺流体条件流体名称、流量、进/出口确认选择条件压力、全开/全关时压差、温度、
比重、粘度、泥浆等。
选择品种规格调节仪表条件流量特性、作用型式、调节
仪表输出信号等。
写出规格书
管道连接条件公称压力、法兰连接型式、
材料等。
(图二)
选型和计算(定尺寸)是选择一个调节阀的两个重要部分。它们是不同的,然而又是互相关联的。以往,各工业部门的自控设计的选阀工作有些基本上没有考虑到它们之间的内在联系。对国内一般产品来说,用一组工艺参数计算两个不同阀型的流通能力,临界条件下的计算结果最大可相差40%以上。
不同结构的调节阀有其各自的压力恢复特性。此特性用压力恢复系数F L或最大有效压差比X T表示。一般的单、双座阀等属于低压力恢复阀,F L和X T较大;蝶阀和球阀等属于高压力恢复阀,F L和X T 较小;偏心旋转阀则介于两者之间。参数F L和X T的引入有助于在计算中根据已知的工艺参数来确定真正有效压差,以计算出精确的流通能力。
调节阀是组成工业自动化控制系统中的一个重要环节
调节阀选型资料
调节阀是组成工业自动化控制系统中的一个重要环节,正确的选择调节阀是保证系统稳定、正常运行的关键。
一、调节阀结构形式选择及选择时应注意的问题
1、根据工艺要求、调节功能、泄露等级及切断压差、耐压及耐温、冲蚀、气蚀及腐蚀、流体介质、使用生命周期、维护及备件、性价比等,建议选择顺序是:单双座(Globe)、笼式单双座(Cage)、偏心旋转阀、蝶阀、角阀、球阀(V.O)、三通阀、特殊调节阀等。
2、调节阀结构形式选择时注意的问题
a、严密关闭阀(TSO)
选择顺序为:球阀、单座阀、偏心阀、蝶阀、角型阀等。
阀芯阀座密封型式:
——阀芯硬密封/阀座应密封,用于不干净介质、高温、高压、高压差场合,泄露等级5级;
——阀芯硬密封/阀座软密封,用于一般场合,泄露等级5级或6级;
——必须提出最大切断压差,是选择阀的关键条件之一;
——必要时提出紧急切断动作时间。
b、高温高压、高差压阀
选择顺序为:角型阀、单座阀、套筒阀。
——特别注意“空化(cavitation,气蚀、空蚀)”、“阻塞流(闪点)”导致阀芯。阀座损坏,带来噪音和振动的危害;锅炉主给水调节阀、给水旁路阀调节。给水再循环调节阀。减温水调节阀、凝结水再循环调节阀。锅炉连续排污调节阀、减温水调节阀。凝结水再循环调节阀、锅炉连续排污调节阀、高压蒸汽压力调节、合成氨高压差调节阀等;
——高压、高压差调节阀阀体选用锻钢件;
——高压、高压差调节阀应选用带多级套筒式、多级阀芯式、多级叠板式等防空化组件;
二、调节阀的作用方式选择
a、根据工艺生产安全确定气开阀(FC-气源故障时阀关),气关阀(FO-气源故障时阀开),由工艺专业确定并在PID表示。
最全阀门选型技巧
最全阀门选型技巧
最全阀门选型技巧
在流体管道系统中,调节阀是控制元件,其投资约占管道工程费用的30%~50%。阀门的主要功能为启闭、节流、调节流量、隔离设备和管道系统、防止介质倒流、调节和排泄压力等。阀门也是管路中最复杂的元件,它一般由多个零部件装配而成,技术含量高。随着石油化工工业的迅速发展,石油化工生产装置中的介质大多具有毒性大、可燃、易爆和腐蚀性强的特点,运行工况较复杂苛刻,操作温度和压力较高,开工周期长,阀门一旦出现故障,轻者导致介质泄漏,既污染环境又造成经济损失,重者导致装置停工停产,甚至造成恶性事故。因而,在管道设计中,科学合理地选择阀门既能降低装置的建设费用,又保证生产安全运行。文章主要介绍了各种常用阀门如闸阀、截止阀、节流阀、旋塞阀、球阀、隔膜调节阀等的选型方法。
1、阀门选型的要点
1、明确阀门在设备或装置中的用途
确定阀门的工作条件:适用介质的性质、工作压力、工作温度和操纵控制方式等。
2、正确选择阀门的类型
阀门型式的正确选择是以设计者对整个生产工艺流程、操作工况的充分掌握为先决条件的,在选择阀门类型时,设计人员应首先掌握每种阀门的结构特点和性能。
3、确定阀门的端部连接
在螺纹连接、法兰连接、焊接端部连接中,前两种最常用。螺纹连接的阀门主要是公称通径在50mm以下的阀门,如果通径尺寸过大,连接部的安装和密封十分困难。法兰连接的阀门,其安装和拆卸都比较方便,但是较螺纹连接的阀门笨重,价格较高,故它适用于各种通径和压力的管道连接。焊接连接适用于较荷刻的条件下,比法兰连接更为可靠。但是焊接连接的阀门拆卸和重新安装都比较困难,所以它的使用仅限于通常能长期可靠地运行,或使用条件荷刻、温度较高的
调节阀选型
调节阀选型
1.1从使用功能上选阀需注意的问题
1)调节功能
①要求阀动作平稳;
②小开度调节性能好;
③选好所需的流量特性;
④满足可调比;
⑤阻力小、流量比大(阀的额定流量参数与公称通径之比);
⑥调节速度。
2)泄漏量与切断压差
这是不可分割、互相联系的两个因素。泄漏量应满足工艺要求,且有密封面的可靠性的保护措施;切断压差(阀关闭时的压差)必须提出来(遗憾的是许多设计院的调节阀计算规格书中无此参数),让所选阀有足够的输出力来克服它,否则会导致执行机构选大或选小。3)防堵
即使是干净的介质,也存在堵塞问题,这就是管道内的不干净东西被介质带人调节阀内,造成堵卡,这是常见的故障,所以应考虑阀的防堵性能。通常角行程类的调节阀比直行程类的调节阀防堵性能好得多,故以后角行程类的调节阀使用将会越来越多。
4)耐蚀
它包括耐冲蚀、汽蚀、腐蚀。主要涉及到材料的选用和阀的使用寿命问题,同时,涉及到经济性问题。此问题的实质应该是所选阀具有较好的耐蚀性能且价格合理。如能选全四氟阀就不应该选全耐蚀合金阀;能选反汽蚀效果较好、结构简单的角形高压阀(满足两年左右使用寿命),就不应该选结构复杂、价格贵的其它高压阀。
5)耐压与耐温
这涉及调节阀的公称压力、工作温度的选定.耐压方面,如果只是压力高并不困难,主要是压差大会产生汽蚀;耐温方面,通常解决450℃以下是十分容易的,450~600℃也不困难,但到600℃以上时,矛盾就会突出;当温度在80℃时的切断类调节阀选用软密封材料通常是不可取的,应该考虑硬密封切断.常用材质的工作温度、工作压力与公称压力的关系表。
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阀内件材料
由于流体通过阀芯和阀座时产生节流,因此流速很高,阀内件的磨损和腐 蚀增加,为此,应采用比阀体材料有更高硬度或耐蚀性的材料。一般用 SUS304、SUS316、SUS630、SUS440B、SUS403、CA6NM、 NCF750等,不同厂家、不同组配各部件材质均有差异。 当使用压差较大、介质温度较高时,阀芯、阀座的密封面应考虑堆焊硬质 合金,必要时可以考虑整个节流面堆焊硬质合金。 液体中运动物体受空化冲击后,表面出现的变形和材料剥蚀现象,又称剥 蚀或气蚀。空化过程中,空泡急速产生、扩张和溃灭,在液体中形成激 波或高速微射流。金属材料受到冲击后,表面晶体结构被扭曲,出现化 学不稳定性,使邻近晶粒具有不同的电势,从而加速电化学腐蚀过程。 剥蚀区域材料的机械性能显著恶化,导致空蚀量剧增。 对于控制空化流体和含有固体颗粒的流体阀内件一定要进行硬化处理。
调节来自百度文库的选择
一、调节阀选择的原则
满足自控系统的要求 满足经济性的要求
二、调节阀口径计算
1,流量系数CV值计算
根据工艺参数,使用计算软件或计算公式计算出工况所需流量 系数CV值。 所必需的参数:阀前压力P1 ,阀后压力P2,体积流量或重量 流量,流体密度或比重,温度 。 注意: 所给出的压力要求注明是绝对压力(A)还是表压(G) A=G+1kgf/cm2 所给出的气体流量单位Nm3/h,m3/h
阀体材料
阀体材料常以接管材料及用户指定而定。决定材料的主要因素是材料 的强度、经济性、温度、耐蚀性和耐磨性。一般来说,阀体材料应 等同于或优于接管材料。 高温材料:作为高温材料,必须充分考虑高温强度、高温下的金相组 织变化及耐腐蚀性问题。一般要求合金钢材料含有铬、镍、钼等元 素。 另外,在高温高压下,钢受到氢气的浸蚀,会造成脱碳现象,引起 脆化。加入铬、镍、钼等元素后,它与碳元素结合,可以提高钢的 抗氢腐蚀性。 低温材料:选择低温材料时,要充分考虑材料的低温冲击值,还要考 虑材料在低温下出现韧性下降的脆性问题。 奥氏体不锈钢的低温机械性能比较稳定,所以经常采用。
四、流量特性
调节阀的流量特性是在阀两端压差不变的情况下,流体通过调节阀的流 量与开度之间的关系,这种流量特性叫做固有流量特性。 典型的固有流量特性有线性特性和等百分比特性。 可调范围是指调节阀所能控制的最大、最小流量的比值。 当调节阀上两端压差不变时调节阀的可调范围称为固有的可调范围。 即Cvmax/Cvmin 在负载变化大的场合,必须计算处最大流量时的Cvmax和最小流量时 的Cvmin,然后根据固有流量特性检查所选择的调节阀的额定Cv值是 否对于Cvmax和Cvmin都处于可调节的状态。
A,流速 非压缩流体 为了防止流体高速流动时的冲击、振动和摩擦损耗,我们一般大致确定 以下入口极限流速。 口径 非闪蒸条件 闪蒸条件 单位m/s ≤2″ 10 5 2-1/2″--6″ 8 4 ≥8″ 6 3 闪蒸就是高压的饱和水进入比较低压的容器中后由于压力的突然降低 使这些饱和水变成一部分的容器压力下的饱和水蒸气和饱和水 液体内局部压强降低到液体的饱和蒸气压时,液体内部或液固交界面 上出现的蒸气或气体空泡的形成、发展和溃灭的过程。这种情况下液 体流动的基本定律就不再是正确的。 套筒阀、抗气蚀阀内件等形式阀门的流速极限允许在以上数据的1.5 倍以内。
流量特性的选择
在工艺流程的要求中,选择的流量特性与调节对象的特性和调节器的特性 相反。这样调节系统的综合特性可接近于线性,这样系统趋于稳定。 但对于调节阀制造厂来说,实际上不可能通晓各个工艺流程的管道流阻、 储压罐、泵类等装置的特性。一般是根据掌握的具体工艺参数来选择调 节阀的流量特性。大多选用等百分比流量特性。 选择基本原则是: 1,线性流量特性 a,压差变化小,几乎恒定。 b,开度变化,阀上压差变化相对较小 c,外部干扰小,给定值变化小(可调范围要求小) 2,等百分比流量特性 a,要求大的可调范围 b,开度变化,阀上压差变化相对较大
耐汽蚀材料:当流体是液体,特别是热水时,必须充分考虑材料的耐汽 蚀问题。 耐汽蚀材料有二大类:高硬度材料(化学镀镍材料等),有坚固的氧 化层,韧性和疲劳强度大的材料(Cr-Mo钢、不锈钢等)。 一般选用后一种材料,特别是当流体大于100℃的热水时,最好用CrMo钢。具体选择时还要考虑到成本。 耐腐蚀材料:金属材料的腐蚀分全面腐蚀、间隙腐蚀、晶间腐蚀、孔腐 蚀、应力腐蚀等。没有一种材料能耐上述全部腐蚀。 实际上,材料的腐蚀性还与流体种类、浓度、温度有关,还与流体 是否含有氧化剂和流速等因素有关,这使得材料的选择更复杂。 常用材料耐腐蚀表是腐蚀试验结果的总结。这些试验在规定的流体 种类、温度、浓度下进行。实际选用时还应结合实际经验来选材。
压缩性流体 压缩性流体的出口流速不应超过音速,且其进口流速在100m/s以内。
B,接管直径 调节阀口径可以比接管直径小两个规格,如: 按管径为10″为例子,调节阀口径可以小至6″ 但不允许出现调节阀口径大于接管直径的情况出现。
3,噪音预估
在自控系统中,调节阀是最大的噪声源。因此,必须进行噪音预估。当噪 音超过有关规定时,应考虑低噪音机构。 一般在计算时将噪音控制在90FB以内。 在以下2种情况下可以不考虑噪音问题 a,阀远离人区 b,常闭阀
2,阀口径
– 在确定调节阀口径时,按工况所需流量系数CV值根据合适的开度 来选择合适的额定流量系数CV值。 CV:阀处于全开状态,两端压差为1磅/英寸2(7KPa)的条件下, 60°F(+15.6℃)的清水.每分钟通过阀的美加仑数 调节阀的开度值大致范围如下 最大开度:70%~90% 常用开度:40%~70% 最小开度:10% 流量特性线性情况下:40%~60%调节性能好 流量特性等百分比情况下:60%~80%调节性能好 对数情况下最大开度最好不要超过85% 线性情况下最大开度最好不要超过80% 最小开度如可能尽量选择在30%以上 -调节阀的口径还应该根据流体的流速极限和接管直径来进行验算
三、材料选择
调节阀各个零部件,特别是与工艺流体接触的阀体和阀内组件、材料的正 确选择与调节阀结构形式和公称通径的选择,同样重要。选择调节阀 材料必须考虑以下各个因素。 1,流体的压力和温度对材料的影响 2,流体腐蚀性对材料的影响 3,流体的气蚀、空化现象或流体中的杂质对材料的影响 4,成本(材料价格与市场供应、加工性能等) 5,从结构上考虑,材料的组配是否有问题