调节阀计算与选型
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 流量系数符号:Cv —英制单位的流量系数,其定义为:温度60°F (15.6℃)的水,在16/in 2(7KPa)压降下,每分钟流过调节阀的美加仑数。
Kv —国际单位制(SI 制)的流量系数,其定义为:温度5~40℃的水,在105Pa 压降下,每小时流过调节阀的立方米数。
注:Cv ≈1.16 Kv1.2 不可压缩流体(液体)Kv 值计算公式式中:P 1—阀入口绝对压力KPa P 2—阀出口绝对压力KPaQ 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 FP P F /28.096.0-=P V —阀入口温度下,介质的饱和蒸汽压(绝对压力KPa ) P C —物质热力学临界压力(绝对压力KPa )注:如果需要,本公司可提供部分介质的P V 值和P C 值 1.2.2 高粘度液体Kv 值计算当液体粘度过高时,按一般液体公式计算出的Kv 值误差过大,必须进行修正,修正后的流量系数为R VF K V 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 —粘度修正系数 (FR 值从F R ~Rev 关系曲线图中确定)计算雷诺数Rev 公式如下:对于只有一个流路的调节阀,如单座阀、套筒阀、球阀等:VL L K F Q v 70700Re =对于有二个平行流路的调节阀,如双座阀,蝶阀,偏心旋转阀等:VL L K F VQ v 49490Re =式中:P 1—阀入口绝对压力KPa P 2—阀出口绝对压力KPaQg —气体流量 Nm 3/h G —气体比重(空气=1)t —气体温度℃ Z —高压气体(PN >10MPa )的压缩系数 注:当介质工作压力≤10MPa 时,Z=1;当介质工作压力>10MPa 时,Z >1,具体值查有关资料。
比例调节阀的计算选型
比例调节阀的计算选型比例调节阀的计算选型调节阀的流通能力C值,是调节阀的重要参数,它反映流体通过调节阀的能力,也就是调节阀的容量。
(1)调节阀流通能力C值定义为:调节阀全开时,阀前后压力差为0.1MPa,流体密度为1g/cm3时,每小时流经调节阀的体积流量(m3/h)。
为了正确选择调节阀的尺寸,必须准确计算调节阀的流通能力C 值。
在设计选用时,根据工艺提供的最大流量、阀前绝对压力、阀后绝对压力、流体密度及温度等,计算出流通能力C值,然后按C值选择合适的阀的口径。
(2)调节阀C值计算公式。
介质为液体时 C=10Q介质为饱和蒸汽时当P2>0.5P1时 C=6.19Gs当P2≤0.5P1时 C=7.22介质为过热蒸汽时当P2>0.5P1时 C=6.23Gs当P2≤0.5P1时 C=7.25Gs介质为气体时当P2>0.5P1时 C=当P2≤0.5P1时 C=式中Q——液体体积流量(m3/h)QN——标准状态下气体体积流量(m3/h标况)Gs——蒸汽流量(kg/h)P1——阀前绝对压力(kPa)P2——阀后绝对压力(kPa)ΔP——(P1-P2)阀前后压差(kPa)t——流体温度(℃)Δt——过热度(℃)ρ——流体密度(t/m3,g/cm3)选对比例调节阀对整个空调系统运行极为重要,阀门的开启度控制情况直接影响着空调的温湿度。
同时比例调节阀的安装应注意以下几点:(1)调节阀应装在水平的工艺管道上,即调节阀保持垂直。
(2)为便于检修,应靠近地面、楼板、平台等,如在架空管道距地面较高时,应设专用检修平台。
(3)在调节系统失灵或调节阀本身发生故障时,为避免造成停运和发生事故,影响正常生产,一般都应安装旁路管。
(4)当调节阀公称直径小于管道直径时,应加变径接头,而且变径接头不能太短。
调节阀流量系数计算公式与选择数据
1、流量系数计算公式表示调节阀流量系数的符号有C、Cv、Kv等,它们运算单位不同,定义也有不同。
C-工程单位制(MKS制)的流量系数,在国内长期使用。
其定义为:温度5-40℃的水,在1kgf/cm2(0.1MPa)压降下,1小时内流过调节阀的立方米数。
Cv-英制单位的流量系数,其定义为:温度60℃F (15.6℃)的水,在1b/in2(7kpa)压降下,每分钟流过调节阀的美加仑数。
Kv-国际单位制(SI制)的流量系数,其定义为:温度5-40℃的水,在10Pa(0.1MPa)压降下,1小时流过调节阀的立方米数。
注:C、Cv、Kv之间的关系为Cv=1.17Kv,Kv=1.01C 国内调流量系数将由C系列变为Kv系列。
(1)Kv值计算公式(选自《调节阀口径计算指南》)①不可压缩流体(液体)(表1-1)Kv值计算公式与判不式(液体)低雷诺数修正:流经调节阀流体雷诺数Rev小于104时,其流量系数Kv需要用雷诺数修正系数修正,修正后的流量系数为:在求得雷诺数Rev值后可查曲线图得FR值。
计算调节阀雷诺数Rev公式如下:关于只有一个流路的调节阀,如单座阀、套筒阀,球阀等:关于有五个平行流路调节阀,如双座阀、蝶阀、偏心施转阀等文字符号讲明:P1--阀入口取压点测得的绝对压力,MPa;P2--阀出口取压点测得的绝对压力,MPa;△P--阀入口和出口间的压差,即(P1-P2),MPa;Pv--阀入口温度饱和蒸汽压(绝压),MPa;Pc--热力学临界压力(绝压),MPa;F F--液体临界压力比系数,F R--雷诺数系数,依照ReV值可计算出;F L--液体压力恢复系数QL--液体体积流量,m3/h P L--液体密度,Kg/cm3ν--运动粘度,10-5m2/s W L--液体质量流量,kg/h,②可压缩流体(气体、蒸汽)(表1-2)Kv值计算公式与判不式(气体、蒸气)表1-2文字符号讲明:X-压差与入口绝对压力之比(△P/P1);X T-压差比系数;K-比热比;Qg-体积流量,Nm3/hWg-质量流量,Kg/h; P1-密度(P1,T1条件),Kg/m3T1-入口绝对温度,K;M-分子量;Z-压缩系数;Fg-压力恢复系数(气体);f(X,K)-压差比修正函数; P1-阀入口取压点测得的绝对压力,MPa;PN-标准状态密度(273K,1.0.13×102kPa),Kg/Nm3;③两相流(表1-3)Kv值计算公式(两相流)表1-3。
多级减压调节阀的计算与选型设计
P为 绝 对热 力学 临 界 压 力 , : 水 P=
( :1 . 4( a) 2 2 5 MP )
‘
. ‘
△ P, _0. 2 1 5 0— 0 9 0. ) 9 ( 0 5 . 5X2 31 3
A P AP 为 阻 塞 流情 况 > ,
:
P 为 入 口温 度 下 液 体 蒸 汽 的 绝 对 压
I圆 ; : l
—
。 . 。 。 。 。 。 。
工 程 技 术
多级减 压 调 节 阀 的计 算 与 选 型设 计
裘 叶 琴
( 江三方 控制 阀股份 有限公 司技术 开发部 浙 江富 阳 浙 3 10 ) 1 0 4
摘 要 : 文 主 要 简 单从 工 况 介 绍 、 径 计 算 , 压 级 数 , 构 原理 等 方 面介 绍 了 多 级 减 压 调 节 阀 的 计 算 和 选 型设 计 。 本 口 降 结 关键 词: 多扭 减 压 调 节 阔 计 算 选 型 设 计 中图 分类 号 : 1 9 H3 9. 文 献标 识码 : A 文 章编 号 : 6 2 3 9 ( 0 0 0 () 0 0 2 1 - 7 12 1 )7 a一0 3 —0 7
一
( ) 最 大 压 差 、 小 流 量 时 , 当 降 的 工况 , 要使 限 定 数据 可用 , 为 防护 2在 最 即 且 作
Pl 5. MPa 。 =1 5 时
△ P=P ~P =l . 5 5—0 8 4. M Pa . =1 7
F 0-8 F.0J =6. 92
221 kPa 20
Pl =1. 9 5 Pa A) 出 口 压 力 P2 4 /1 M 5. ( , =0.
=
△ P, .0. 2 1 90— 0. 9 (4 9 5×2 31 0. 3)
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。
调节阀的计算与选型
调节阀的计算与选型调节阀是一种用于控制流体流量、压力和温度的装置,广泛应用于工业生产过程中。
在选择和计算调节阀时,需要考虑以下几个方面:适用工艺要求、流量参数、压力参数、密封要求、材料要求以及其他特殊要求。
本文将从这几个方面详细介绍调节阀的计算和选型。
适用工艺要求:首先要明确调节阀将用于哪个具体的工艺场合,例如调节液体、气体或蒸汽等。
不同的工艺要求对调节阀的性能参数有不同的要求,例如流量调节范围、调节精度等。
流量参数:流量参数是选择调节阀的关键参数,包括设计流量、最大流量和最小流量等。
设计流量是指工艺设计要求的流量,最大流量是指允许的最大流量,最小流量是指流动介质的最小流量。
根据流量参数,可以选择合适的调节阀型号和口径。
压力参数:压力参数也是选择调节阀的重要参数,包括设计压力、最大压力和最小压力等。
设计压力是指工艺设计要求的压力,最大压力是指允许的最大压力,最小压力是指压力控制的最低限制。
根据压力参数,可以选择合适的调节阀结构、材料和密封形式。
密封要求:根据介质特性和工艺要求,选择合适的密封结构和材料。
常见的调节阀密封结构有气密密封、液密密封和气液两用密封等。
根据介质腐蚀性和温度要求,可以选择合适的密封材料,如橡胶、聚四氟乙烯、金属等。
材料要求:调节阀的材料要求主要取决于介质特性和工艺要求。
如果介质腐蚀性较强,需要选择耐腐蚀的材料;如果工艺要求高温或者低温,需要选择耐高温或低温的材料;如果介质含杂质较多,需要选择可清洗的材料。
其他特殊要求:根据实际情况,还需要考虑一些其他特殊要求,例如是否需要手动调节或电动调节、是否需要远程控制或自动控制等。
在实际的计算和选型过程中,可以根据上述要求,参考调节阀的技术参数和性能曲线,进行计算和比较。
可以使用调节阀的压降-流量特性曲线和流量系数来进行计算和比较。
根据流量参数、压力参数和其他要求,选取几种满足要求的调节阀进行比较,最终确定最适合的调节阀型号和规格。
综上所述,调节阀的计算和选型需要根据适用工艺要求、流量参数、压力参数、密封要求、材料要求和其他特殊要求来进行。
调节阀的选型依据
调节阀的选型依据
调节阀是工业现场不可或缺的流量调节设备之一,那么如何选择
一款适合自己需要的调节阀呢?下面就为大家介绍调节阀的选型依据:首先,根据流体介质的特性选型。
流体包括气体、液体和蒸汽,
在选型前需要了解流体的温度、粘度、密度、压力变化等参数,以便
进行匹配选择。
其次,根据流量变化情况选型。
通常,流量调节阀的调节范围是10:1或20:1,而超调范围在±5%~±10%之间,因此在选型前,需要
清楚了解实际工况下的流量范围,以便选择合适的调节阀。
第三,考虑阀门的执行机构。
阀门的执行机构根据不同的使用环
境可以分为手动、气动、电动等多种,需要根据现场实际情况进行选择。
如果环境复杂,需要远程控制,那么选择气动或电动阀门会更为
便捷。
第四,考虑安装环境。
调节阀的安装环境通常需要考虑阀门的防
爆等级、密封性、承压能力、安装方式等因素。
例如,在液化气体工
况下,需选用防爆等级较高的调节阀,比如说防爆设计的角行程式控
制阀。
第五,考虑配套件的选择。
配套的附件包括阀门定位器、阀门位
置传感器、防爆限位器、加热器等,也需要根据实际情况选择。
综上所述,对于调节阀的选型,需要综合考虑流体介质的特性、流量变化情况、阀门执行机构、安装环境、配套附件等多重因素,以达到最佳匹配。
自力式调节阀计算
自力式调节阀计算自力式调节阀是一种不需要外部能源,依靠介质本身压力差进行自动调节流量或压力的阀门。
计算自力式调节阀的参数时,需要考虑以下几个关键步骤:1. 确定阀门的工作原理:自力式调节阀通常有直作用和角作用两种类型。
直作用式利用介质压力直接作用于阀芯,而角作用式则通过机械连杆将介质压力转换为阀芯运动。
2. 确定阀门的流量特性:自力式调节阀的流量特性描述了阀门开启程度与流量之间的关系,常见的有线性、等百分比和快开等。
3. 确定阀门的压力特性:压力特性定义了阀门出口压力与进口压力差之间的关系。
4. 计算阀门的Kv值或Cv值:Kv值是指在阀门全开时,通过阀门的水(温度为5-30℃)每小时流量(m³/h),当介质为水时,Kv值和Cv值之间的换算关系为Cv = Kv × 1.17。
5. 计算所需的阀门开度:根据系统的最大流量和所需的流量调节范围,计算出阀门的开度。
6. 选择合适的阀门尺寸:根据计算得到的Kv或Cv 值,参照阀门制造商提供的选型表,选择合适的阀门尺寸。
7. 确定阀门的弹簧预紧力或膜片力:这是为了确保在最小流量时阀门能够打开,同时在最大流量时能够关闭。
8. 校验阀门的压力恢复能力:自力式调节阀需要有足够的压力恢复能力,以保证在流量变化时能够迅速恢复设定压力。
9. 考虑温度和压力的影响:介质的温度和压力会影响阀门的性能,需要根据实际工作条件对计算结果进行修正。
10. 安全系数:在计算过程中应考虑一定的安全系数,以应对系统中可能出现的不确定因素。
在计算过程中,可能需要反复迭代和调整参数,直到找到最适合系统要求的自力式调节阀型号和规格。
此外,实际应用中还需参考阀门制造商提供的技术资料和经验公式,以确保计算的准确性和阀门的可靠性。
调节阀选型、动作特性选择
1阀门选型1.1调节阀选型、动作特性选择1.1.1阀门选用原则生产过程中,被控介质的特性千差万别,有高压的,高粘度的,强腐蚀的;流体的流动状态也各不相同,有流量小的,有流量大的,有分流的,有合流的。
因此,必须根据流体的性质、工艺条件和过程控制要求,并参照各种阀门结构的特点进行综合考虑,同时兼顾经济性来最终确定合适的结构型式。
(1)调节阀选用的原则①调节前后压差较小,要求泄漏量小,一般可选用单座阀。
②调节低压差、大流量气体可选用蝶阀。
③调节强腐蚀性介质,可选用隔膜阀、衬氟单座阀。
④既要求调节,又要求切断时,可选用偏心旋转阀。
其他有此功能的还有球阀、蝶阀、隔膜阀。
⑤噪音较大时,可选用套筒阀。
⑥控制高粘度、带纤维、细颗粒的介质可选用偏心旋转阀或V型球阀。
⑦特别适用于浆状物料的调节阀有球阀、隔膜阀、蝶阀等。
(2)常用调节阀介绍以下介绍常用于工业生产的几种调节阀,除此之外,还有某些特殊用途的调节阀,比如高压阀、三通阀等。
总而言之,用于调节的阀门要求它的调节范围大,调节灵活省力.开得彻底,关得严密。
有时还必须耐热、耐腐蚀、耐高压,此外对其流量特性也有要求。
单座阀:优点是全关时比较严密,可以做到不泄漏。
但是当阀门前后压力差很大时,介质的不平衡力作用在阀芯上,会妨碍阀门的开闭,口径越大或压力差越大影响尤其严重。
因此,它只适用在口径小于25mrn的管路中,或压力差不大的情况下。
双座阀:要想关闭时完全不泄漏,必须两个阀芯同时和间座接触,但这只能在加工精度有保证的情况下才能做到,所以双座阀的制造工艺要求高。
此外,即使常温下确实不漏,但在高温下难免因间杆和同座膨胀不等仍然会引起泄漏。
虽然设计时要考虑到材抖的膨服系数,终难使热膨胀程度配合得十分完美。
而且双座间的流路比较复杂,不适合高粘度或含纤维的流体。
角形阀:有两种,流体的流路有底进侧出的和侧进底出的。
前者流动稳定性好,调节性能好,常被采用。
隔膜调节阀:用于腐蚀性介质的阀门常采用隔膜调节阀,这种阀用柔性耐腐蚀隔膜与阀座配合以调节流最,介质与外界隔离,能有效地防止介质外泄。
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 V1.2 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,CV F P PF 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:RVV 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粘度修正系数 (F R 值从F R ~Re[雷诺数]关系曲线图中确定)计算雷诺数Re 的公式如下:对于只有一个流路的调节阀,如单座阀、套筒阀、球阀等:VL L K F Q 70700Re =对于有二个平行流路的调节阀,如双座阀,蝶阀,偏心旋转阀等:VL L K F V Q 49490Re =1.3可压缩流体 - 气体的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 G : 气体流量 [Nm 3/h]G : 气体比重 (空气=1)T : 气体温度 [°C]Z: 高压气体(PN > 10MPa)的压缩系数(当介质工作压力≤10MPa 时,Z=1;当介质工作压力>10MPa 时,Z>1,具体值查有关资料。
调节阀的计算与选型
四、调节阀的术语
1、行程:为改变流体的流量,阀内组件从关闭 、行程:为改变流体的流量, 位置标起的线位移或角位移。 位置标起的线位移或角位移。 2、额度行程:也称额度开度,规定全开位置的 额度行程:也称额度开度, 行程。 行程。 3、相对行程:也称相对开度,某给定开度的行 相对行程:也称相对开度, 程与额度行程的比值。 程与额度行程的比值。 4、额度容量:在规定试验压力条件下,试验流 额度容量:在规定试验压力条件下, 体通过调节阀额度开度时的流量。 体通过调节阀额度开度时的流量。
三、调节阀类型
火电厂机务专业常用的调节阀
根据执行机构:电动调节阀、气动调节阀。 根据执行机构:电动调节阀、气动调节阀。 根据阀门结构:直通双座调节阀、 根据阀门结构:直通双座调节阀、直通单座调节 套筒型调节阀、角型调节阀、蝶阀、 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( 旋转调节阀、迷宫式调节阀、二位(on/off) ) 调节阀、多级调节阀等。 调节阀、多级调节阀等。
三、调节阀的类型
名 称 特点及运用场合 在一个单座阀体内插入一个圆筒形 套筒,并以套筒为导向,装配一个能 在轴向自由滑动单阀芯,套筒上开有 一定流量特性的窗孔。通过阀芯与套 筒窗孔所形成的流通面积的变化,来 实现流量调节。泄露量达III级,稳定 性好,允许压差较大;容易更换、维 修内件,流量大,可调范围广,动态 稳定性好,噪音低,空化腐蚀小。适 用于压差大,要求工作平稳,噪音低 的场合,如给水、凝结水系统。
四、调节阀的术语
级别 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅳ级 Ⅴ级 最大允许泄漏量 0.5%额定通流能力 0.1%额定通流能力 0.01%额定通流能力 介质压力和温度 工作压差ΔP或50lb/in2(3.5巴),取 空气或水 较小的一个值,温度10-52℃ 空气或水 空气或水 同上 同上 工作压差ΔP,温度10-52℃ 试验介质
浅析调节阀选型应该注意的几个方面
浅析调节阀选型应该注意的几个方面一、根据工艺条件,选择合适的结构形式和材质1. 如何选择调节阀的型式(1)调节阀前后压差较小,要求泄漏量较小,一般可选用单座阀。
(2)调节低压差、大流量的气体,可选用蝶阀。
(3)调节强腐蚀性流体,可选用隔膜阀。
(4)既要求调节又要求切断,可选用偏心旋转阀。
(5)噪声较大时可选用套筒阀。
2. 如何选择调节阀的材质(1)一般应选铸钢。
(2)使用要求不高时(120℃、1.6 MPa以下)也可选用铸铁。
(3)高温(450~600 ℃)或低温(-60 ~+250℃)场合应选用1Cr18Ni9Ti。
(4)高压(22~32 MPa)场合应选用锻钢,1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni12Mo3Ti。
(5)强腐蚀介质应选1Cr18Ni9Ti。
二、根据工艺对象的特点,选择合适的流量特性调节阀的流量特性是介质流过调节阀的相对流量与相对位移(调节阀的相对开度)间的关系,一般来说改变调节阀的阀心与阀座的流通截面,便可控制流量,但实际上由于多种因素的影响,如在节流面积变化的同时,还发生阀前后压差的变化,而压差的变化又将引起流量的变化。
在阀前后压差保持不变时,调节阀的流量特性称为理想流量特性;调节阀的结构特性是指阀心位移与流体流通截面积之间的关系,它纯粹由阀心大小和几何形状决定,与调节阀几何形状有关外,还考虑了在压差不变的情况下流量系数的影响,因此,调节阀的理想流量特性与结构特性是不同的。
理性流量特性主要有线性、等百分比、抛物线及快开四种。
在实际生产应用过程中,调节阀前后压差总是变化的,这时的流量特性称为工作流量特性,因为调节阀往往和工艺设备串联或并联使用,流量因阻力损失的变化而变化,在实际工作中因阀前后压差的变化而使理想流量特性畸变成工作特性。
调节阀的理想流量特性,在生产中常用的是直线、等百分比、快开三种,抛物线流量特性介于直线与等百分比之间,一般可用等百分比来代替,而快开特性主要用于二位式调节及程序控制中,因此,调节阀的特性选择是指如何选择直线和等百分比流量特性。
常用调节阀的计算与选型【共50张PPT】
四、调节阀的术语
17、固有可调比R:在调节阀前后压差为定值的条件下的可调比。
它是反映调节阀特性的一个重要参数,也是调节阀选择是否合理的
FF……指临界标压力之比系一数 。R实质上反映调节阀调节能力的大小。从控制的角
e8、、调综节合度阀工管艺看路 等系条,统件中确R防定越护执闪行大蒸机与构越汽的蚀型好的式方,法 但受阀芯结构好加工工艺的限制,最小流量系 数不能太小,一般调节阀的R为30。 根据计算得出的Kv和选定的调节阀型式在该阀型的流量系数标准系列中,选择适当的Kvmax,条件是: 40%≤Kv/Kvmax≤85%
℃
四、调节阀的术语
11、正作用式:当信号压力增大时,推杆向下动作。 12、反作用式:当信号压力增大时,推杆向上动作。
四、调节阀的术语
13、流开流向:也称为流开式,流体流动促使阀芯打开。
14、流闭流向:也称为流关式,流体流动促使阀芯关闭。 15、压降分配比S:调节阀全开时阀前后压差之比。
S=△P全开/ △P总
8、死区:输入信号正、反方向的变化不致引起阀杆
行程有任何可觉察变化的有限区间。用输入信号量 程的百分比表示。
四、调节阀的术语
9、额度行程偏差:实际到达全开位置上的行程与 规定全开位置行程之间的偏差。用额度行程的 百分比表示。
项目 基本误差 % 回差 % 死区 % 额度行程偏差 %
电动调节阀 ≤±2.5 ≤1.5 ≤3.0 ≤2.0
小 △控开制度压时力降,来消斜改除率汽小蚀变,从而调时防节止平破,稳坏。缓和调; 节阀的可调比会发生变化,此时的可调比为实际可
调比。 8、死区:输入信号正、反方向的变化不致引起阀杆行程有任何可觉察变化的有限区间。
下面就四种固有流量特性分别加以说明:
调节阀的选择与选型
调节阀的选择与选型一、调节阀的选择1、调节阀选用。
首先应清楚了解各种类型调节阀的结构特点、适用范围、使用功能等。
如结构类型、公称尺寸、压力温度等级、管道连接、上阀盖类型、流量特性、材料及执行机构等,还必须弄清控制过程中各工艺参数、调节仪表等基本条件,做到有的放矢。
以满足工艺流程中控制的需要,确保高品质、安全、稳定、可靠、长寿运行。
还要注意其经济性能的适配,可从以下几点着手。
A.流量、压力调节系统反应速度快的选用等百分比流量特性。
B.温度、液位调节系统反应滞后的应选用直线(性)流量特性。
C.流通能力同口径调节阀的流量系数"Kv”值越大越好,阀阻力损失小、流通能力大。
如双阀座、蝶形阀、球形阀等。
D.如考虑调节范围,小开度特性时,就不能选用双座阀、衬胶、衬纸蝶形阀,因其受结构限制,小开度时易产生跳动、振荡。
E.如要考虑关闭时的允许压差的能力,阀的允许压差值越大此功能就越好。
如考虑不周时,阀关闭不到位,引起泄漏量过大,或开度小时跳动不稳、振荡。
允许压差值大的阀门如双座阀、套筒阀(平衡笼式阀)、球形阀等。
F.如流体介质为黏、稠或含杂质较多时,就要选用防堵性能好的阀门,如蝶形阀、球形阀、角形阀、隔膜阀,其自洁性好、不易堵塞。
G.如流体介质有腐蚀性时,应考虑安全生产,使用寿命问题。
阀门受流体介质的化学性质引起的材料腐蚀,通常选用与介质相适应的耐腐蚀材料解决。
如选用不锈钢、铬钼钢、蒙乃尔合金等及衬胶、衬氟阀。
H.如流体介质有毒、有害、易造成人员伤害时,应考虑选用波纹管密封的调节阀(无填料阀),严密无泄漏。
I.如有大压差、大流速时,除应考虑选用较大压差的阀门外,还应考虑阀芯、阀座采用耐磨耐蚀材料(工作压差大于1.1MPa或包含了临界压力汽化点时),如硬质合金堆焊,及选用能降速降压式阀门,如笼式阀、笼式低噪声阀、多级降压阀。
J.关闭泄漏量方面:要求关闭严密的,常温低压阀选用软密封型调节切断阀(零泄漏量)。
阀门选型-调节阀
“O”型石墨填料
寿命长、耐磨、可靠性高、摩擦大
-200℃~600℃
在需要带定位器使用时可以考虑,尤其是 蒸气介质。
可以不带散热片使用,故经济性好,外形 尺寸小,并且密封性能好,但必须带定位 器,目前选用越来越多,当工作温度较高 时,可优先选用
不能用(目前,四氟填料只设计到450℃ 以下)
可用到600℃
1 调节阀结构型式的选择
1、1从使用功能上选阀需注意的问题
表5-1 常用材质的工作温度、工作压力与PN关系
材料
铸铁 碳素钢
公称压
介 质 工 作 温 度(℃)
力PN
(Mpa) <
<
<
<
<
<
<
<
<
<
<
<
<
<
<
120 200 250 300 350 400 425 450 475 500 525 550 575 600 625
32.0 32.0 32.0 32.0 32.0 32.0 24.0 21.6 19.2 16.8 15.2 13.6 11.2 8.8 6.4 4.0
含钼不少于
4.0
0.4%的钼钢及
铬钼钢
6.4
22.0
4.0 3.6 3.4 3.2 2.8 2.2 1.6 6.4 5.8 5.5 5.2 4.5 3.5 2.5 22.0 20.1 19.0 17.9 15.7 12.2 9.0
6 流量特性的选择
6.2 调节阀的工作流量特性
2)并联管道的工作流量特性
6 流量特性的选择
6.3 对传统流量特性理论的突破----节能调节阀流量特性
S可以在0.05~0.15之间,与原高S运行相比,可节省能耗 15%~22%。这对于我国能源紧张的今天,有较好的使用价值 和社会效益。
调节阀选型原则
重量轻、 尺寸小, 结构紧 座阀、套筒阀的 2~3 倍;调节速度 快 性能稳定可靠, 具有蝶阀、 球阀、 偏心旋 转阀的共同优点 蝶阀 三偏心蝶阀具有等百分比的调节特 蝶阀一般不适于用在 蝶阀的使用口径范 围 可 从 50mm 到 2200mm,一般在口 径较大的场合(DN ≥600mm),宜采用 重量轻、 尺寸小、 成本较 不适于用做小流量的微调节 蝶阀 低 蝶阀一般不用于高压管 路之中, 其一般用于压力 小于 1.0MPa 的管路之 中 适用于水、油、压缩 空气、蒸汽、含固体 颗粒的介质如污水等 蝶阀相对于闸阀、 球阀压 力损失比较大, 故蝶阀适 用于压力损失要求不严 的管路系统中 蝶阀耐受的截断差压值较低,不 适用于高压截断的情况 凑、重量轻、外型美观、
3 调节阀流量特性的选择
调节阀的流量特性是指被调介质流过调节阀的相对流量与调节阀相对开度之间的函 数关系,其数学表达式为
Q L f( ) Qmax Lmax
Q ---------调节阀某一开度下的流量值
Qmax -------调节阀全开时的流量值
L ---------调节阀某一开度下的形程
Lmax --------调节阀全开时的行程值
球阀一般适用于低温 介质,在温度小于 160℃的情况下使用
球阀的公称通径范 围 可 从 8mm 到 1200mm
球阀适用于压力较高的 场合,从真空到 40MPa 都可以选用球阀
对于粘度较大的介 质,适宜使用球阀。 球阀是石油和天然气 的理想阀门,并可用 于带固体颗粒的介 质,是自洁性能最好 的阀门
球阀全开时具有最小的 流体阻力, 且密封性能良 好
相对流量值%
100%
快开
直线
等百分比
0
100%
调节阀流量系数计算及其选型分析
表达式为:式中:ΔPvc 、ΔPc 为产生闪蒸时的缩流处压差和阀前后压差。
F L =1,P 2与P 1无关,压力恢复无;F L <1,P 2接近于P 1,压力恢复程度高;F L 越少,压力恢复越大,一般取F L =0.5~0.98;通过对理论Kv 值计算公式的修正,针对不同的流体和流动状态,整理得出如下计算方法:表1 不同流体和流动状态下Kv值的计算方法液体一般流动ΔP<ΔPc=F L 21-Pv)阻塞流动ΔP ≥ΔPc 当Pv<0.5P 1时,ΔPc=F L 2 (P 1-Pv)当Pv ≥0.5P时,气体一般流动ΔP<0.5FL 2 P 1阻塞流动ΔP≥0.5F L 2 P 1饱和蒸汽一般流动ΔP<0.5P 1阻塞流动ΔP ≥0.5P 1过热蒸汽一般流动ΔP<0.5P 1阻塞流动ΔP ≥0.5P 1计算公式中的代号及单位说明:Q :液体流量,m 3/h ;QN :标况下气体流量,Nm 3/h ;GS :蒸气重量流量,kgf/h ;r :液体密度,g/cm 3;r N :标况下气体重度,kg/Nm 3;t :摄氏温度,℃;tsh :过热温度,℃;P 1:阀前压力,100kPa ;P 2:阀后压力,100kPa ;ΔP :压差,100kPa ;Pv :饱和蒸气压,100kPa ;Pc :临界点压力;ΔPc :临界压差,100kPa ;F L :压力恢复系数。
1.4 Kv值公式计算步骤利用上述公式计算流量系数Kv 值的步骤如下[4]:第一步:根据已知条件查介质的物化参数:F L 、Pc 。
第二步:判定流体的流动状态。
(1)流体介质为液体,进行如下计算:判断Pv 是大于还是小于0.5P 1;由a 的判断结果选取对应的ΔPc 公式:若ΔP<ΔPc 则为一般流动,否则为阻塞流动。
0 引言调节阀是用于控制调节介质流体流量和压力,实现流体自动化控制、保障系统运行稳定平衡的关键设备[1]。
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≤±2.5 ≤1.5 ≤3.0 ≤2.0
≤±2 ≤2.0 ≤0.8 ≤2.5
四、调节阀的术语
10、泄漏量:在规定试验条件下,试验流体通过
调节阀处于关闭位置时的流量。
美国ANSI B16.104调节阀的阀座泄漏量标准 调节阀招标书一般要求:
阀门具有密封好,泄漏小及阀杆不平衡力小等特点。 常闭调节阀泄漏等级不小于ANSI B16.104—Ⅴ级标准, 常开调节阀泄漏等级不小于ANSI B16.104—Ⅳ级标准。 并保证电厂运行初期(两年内)零泄漏。
二、调节阀的组成部分
调节阀主要由阀体、执行机构和附件 三部分组成
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。
二、调节阀的组成部分
2、执行机构 执行机构通常分为气动和电动 a、气动执行机构又分薄膜式和气缸活塞式。
电厂调节阀的计算与选型
机务室 李学军
一、调节阀的作用
在过程控制系统中,调节阀接受控制信号, 自动控制阀门的开度,调节流体的流量,从而 达到控制介质的流量、压力、温度、液位等。
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。
三、调节阀的类型
火电厂机务专业常用的调节阀
根据执行机构:电动调节阀、气动调节阀。 根据阀门结构:直通双座调节阀、直通单座调节
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。
三、调节阀的类型
名称
特点及运用场合
阀内有一个阀芯和一个阀座,按其
Kv与Cv的关系:Cv=1.16Kv
6、额度流量系数Kvmax或Cvmax:在全开状态时的流 量系数。
四、调节阀的术语
6、基本误差:调节阀是实际上升、下降特性曲
线与规定的特性曲线之间的最大偏差。用额度 行程的百分比表示。
7、回差:同一输入信号上升和下降的两相应行
程值间的最大差值。用额度行程的百分比表示。
Kv,我国的流量系数。定义:在调节阀某给定行程, 阀两端压差为100kPa,介质密度1t/m3时,流过调 节阀的每小时立方米数。
Cv,英制单位的流量系数。定义:在调节阀某给定行 程,阀两端压差为1lb/in2,温度为60华氏度(F) (15.6℃)的水,介质密度8.334lb/USgal时,流过 调节阀的每分钟美加仑数。
四、调节阀的术语
级别 Ⅱ级
最大允许泄漏量 0.5%额定通流能力
试验介质
介质压力和温度
空气或水
工作压差ΔP或50lb/in2(3.5巴),取 较小的一个值,温度10-52℃
Ⅲ级
0.1%额定通流能力
空气或水
四、调节阀的术语
1、行程:为改变流体的流量,阀内组件从关闭 位置标起的线位移或角位移。
2、额度行程:也称额度开度,规定全开位置的 行程。
3、相对行程:也称相对开度,某给定开度的行 程与额度行程的比值。
4、额度容量:在规定试验压力条件下,试验流 体通过调节阀额度开度时的流量。
四、调节阀的术语
5、流量系数Kv或Cv:
流量大、对泄漏量要求不高、正常运行
时经常调节的场合。
三、调节阀的类型
名称 套筒阀
特点及运用场合
在一个单座阀体内插入一个圆筒形 套筒,并以套筒为导向,装配一个能 在轴向自由滑动单阀芯,套筒上开有 一定流量特性的窗孔。通过阀芯与套 筒窗孔所形成的流通面积的变化,来 实现流量调节。泄露量达III级,稳定 性好,允许压差较大;容易更换、维 修内件,流量大,可调范围广,动态 稳定性好,噪音低,空化腐蚀小。适 用于压差大,要求工作平稳,噪音节阀的类型
名称
特点及运用场合
多级降压阀
大多采用阀芯、阀座采用套筒结构和迷 宫式多级降压结构,泄露量小(IV级) 防空化,耐冲刷;适用于高温高压差水 的场合,如给水最小再循环阀。
偏心旋转阀 (凸轮绕曲阀)
流路简单,泄漏量小(额定流量系数的 0.01%),与单座阀比较,允许压差较 大,稳定性好,可调范围广。
三、调节阀的类型
名称 角式阀
特点及运用场合
有单座和笼式两种机构形式,流路简单, 便于自净和清洗,适用于直角连接的场 合;适用于高粘度含颗粒等物的介质。泄 露量小(IV级),此外还有高压角阀(单 座、笼式)适用于高压场合,如高加疏水 调节阀合锅炉排污调节阀等饱和水且压差 较大的场合。选用时需根据配管的布置决 定阀门进出方向,一般底进侧出(流开 式),高压差时可采用侧进底出(流关 式)。
8、死区:输入信号正、反方向的变化不致引起
阀杆行程有任何可觉察变化的有限区间。用输 入信号量程的百分比表示。
四、调节阀的术语
9、额度行程偏差:实际到达全开位置上的行程
与规定全开位置行程之间的偏差。用额度行程 的百分比表示。
项目
电动调节阀 气动调节阀
基本误差 % 回差 % 死区 % 额度行程偏差 %
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两种,每种又分有弹簧式(单作 用)和无弹簧式(双作用)两种;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 b、电动执行机构分为直行程和角行程执行机构。
阀芯形状可分为调节型分关断型。阀
直通单座阀
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。
三、调节阀的类型
名称
特点及运用场合
阀内有两个阀芯和两个阀座。不平衡
力小,允许压差较单座阀大,流通能力
直通双座阀
大;但流路复杂,阀座泄漏量大(III级, 额定流量×10-3),适用于压差较大、
它们需具有以下要素: 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 定的作用形式。
二、调节阀的组成部分
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。