调节阀的流量特性校正
阀门的流量特性
阀的结构特性是阀芯的位移与流体通过的截 面积之间的关系,它不考虑阀两端的压降。
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据阀门两端的压降,阀门流量特性分固 有流量特性和工作流量特性。固有流量特 性 是阀门两端压降恒定时的流量特性,亦称为 理想流量特性。阀门出厂所提供的流量特性 为固有流量特性。工作流量特性是在工作状 态下(压降变化)阀门的流量特性。
只与阀芯的形状、大小等几何因子有关阀门 的流量特性,有线性、等百分比、抛物线、 双曲线、快开、平方根等不同类型。
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常用的固有流量特性有线性、等百分比、快开。
1.线性流量特性 是指阀的相对流量与相对行程成直线关系。即
单位行程变化所引起的流量变化是常数
2.等百分比流量特性
是指单位相对行程变化所引起的相对流量变
执行机构按作用形式可分为:
单作用 双作用
调节阀按调节形式可分为:
调节型 切断型 调节切断型
调节阀的调节方式可分为(气动执行机构)
气关 气开
气关式(B)--失气时阀位开(FO);气开式(K)--失气时阀位关(FC) 对于调节阀作用方式的选择,主要从三方面考虑 a)工艺生产安全;b)介质的特性;c)保A证产品质量,经济损失最小。 5
球阀
阀芯为球形,开有圆柱形通孔,流路简 单,全开时完全形成直管通道,压损小, 适用高粘度、悬浮物、纸浆等流体场合。
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单座调节阀 双座调节阀 套筒调节阀 角形调节阀 三通调节阀 隔膜阀 蝶阀 球阀 偏心旋转阀
偏心旋转阀
又称凸轮挠曲阀,由一个偏心转动的扇
形球阀部分球阀板绕偏心轴心旋转来控
制流体。阀芯的回转中心不与旋转轴同
调节阀讲座
A
1
调节阀流量特性
控制阀的流量特性:指流过控制阀的被控介质的相 对流量与阀杆的相对行程(即阀门的相对开度)之 间的关系。 数学表达式为
q q max l f L
q qmax 相对流量:是控制阀某一开度时的流量q与全开时
流量qmax 之比。
l/L 相对开度:表示控制阀某一开度下的阀杆行程 与全开时阀杆全行程之比。
控制阀口径的选择是根据流通能力C值进行选择。
流通能力C的定义是: 在控制阀全开时,当阀两端压差为100 kPa、流体 密度为1 g/cm3时,每小时流经控制阀的流体流量 是控制阀的流通能力C(以m3/h表示)。 1.控制阀流量系数CVmax的计算 对不可压缩流体,且阀两端的压差p1-p2不太大 (即流体为非阻塞流)时,其体积流量 p1 - p2 1 1 p q= CV = CV 10 10 阻塞流: 当调节阀上的前后差压增大到一定程度,通过阀的 流量达到极限值,再增加压差,流量也不会增加时 的这种极限流量叫阻塞流.
控制阀的口径可根据其在最大工况流量时的流量 系数CVmax值、通过查阅产品手册求得
并且由于流过控制阀的介质不同,可能为液体、气 体、蒸汽、闪蒸水等,其计算的公式都不一样。
2 控制阀口径的确定
(1)根据生产能力、设备负荷决定出最大流量; (2)根据所选的流量特性及系统特点选定S值,计 算出阀门全开时的压差; (3)根据流通能力的计算公式,求得最大流量时的 流量系数CVmax;
② 随着S的减小,管道总阻力增大,控制阀全开 时的最大流量相应减小,使实际可调比 R f 下降。 RS f 之间的关系为 实际可调比 与
Rf » R S
③ 随着S的减小,控制阀的流量特性发生畸变,线 性理想流量特性渐渐接近快开特性;等百分比理 想流量特性趋向于线性特性。 在实际使用中,S值选得过大或过小都有不妥之处。 选得过大,阀上的压降很大,消耗能量过多;选 得过小,则控制阀流量特性畸变严重,对控制不 利。因此,一般希望S值最小不低于0.3。设计中的 S通常为0.3~0.6。
调节阀的4种流量特性
调节阀的4种流量特性
1正逆行阀特性
正逆行阀特性是调节阀中最常见的流量特性,即调节阀的阀板由可调座在正、反两个方位转换。
随着阀板的移动,流量的增减空间是不断在正反之间变化的,最终达到设定的流量值。
正逆行阀的优势是,抗压力能力高,密封性好,动作健壮,结构简单,噪音小,前后行程最大化,但精度低,斜度梯形典型,处理流量噪音变化较大。
2双调节特性
双调节特性是指调节阀内部有两个独立行程空间,根据需要可以任意调节,从而让阀板呈现一个平滑的斜列面,流量曲线是多项式拟合的。
双调节特性的优势是控制的动作精度高,具有优异的空载性能和可控制性,流量响应迅速精准,过程变化具有很好的稳定性,但处理能力不足。
3耦合形态特性
耦合形态特性是指流量及阀板间运动耦合关系,结合正反行程和双调节空间特性,使流量曲线看起来像是拉扯。
耦合形态特性的优势是控制变比更大、流量控制可控性和稳定性更好以及噪音控制更出色,但回归特性较差。
4多阶梯形特性
多阶梯形特性是最复杂的阀板的移动特性,它是不同的阶梯组合在一起,通过多段流量曲线改善流量响应。
多阶梯形特性的优势是具有良好的抗压能力、可适应高温高压的环境,可实现优化的流量控制,控制响应快,精准,但设计和生产难度大,价格略高。
以上就是调节阀的4种流量特性,不同特性有着不同的优势和缺点,可以根据实际需要选择不同的流量特性来满足用户的需要。
调节阀流量特性介绍
调节阀流量特性介绍1. 流量特性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的相对开度之间的关系。
其数学表达式为式中:Qmax-- 调节阀全开时流量L---- 调节阀某一开度的行程Lmax-- 调节阀全开时行程调节阀的流量特性包括理想流量特性和工作流量特性。
理想流量特性是指在调节阀进出口压差固定不变情况下的流量特性,有直线、等百分比、抛物线及快开4种特性(表1)流量特性性质特点直线调节阀的相对流量与相对开度呈直线关系,即单位相对行程变化引起的相对流量变化是一个常数①小开度时,流量变化大,而大开度时流量变化小②小负荷时,调节性能过于灵敏而产生振荡,大负荷时调节迟缓而不及时③适应能力较差等百分比单位相对行程的变化引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比①单位行程变化引起流量变化的百分率是相等的②在全行程范围内工作都较平稳,尤其在大开度时,放大倍数也大。
工作更为灵敏有效③ 应用广泛,适应性强抛物线特性介于直线特性和等百分比特性之间,使用上常以等百分比特性代之①特性介于直线特性与等百分比特性之间②调节性能较理想但阀瓣加工较困难快开在阀行程较小时,流量就有比较大的增加,很快达最大①在小开度时流量已很大,随着行程的增大,流量很快达到最大②一般用于双位调节和程序控制在实际系统中,阀门两侧的压力降并不是恒定的,使其发生变化的原因主要有两个方面。
一方面,由于泵的特性,当系统流量减小时由泵产生的系统压力增加。
另一方面,当流量减小时,盘管上的阻力也减小,导致较大的泵压加于阀门。
因此调节阀进出口的压差通常是变化的,在这种情况下,调节阀相对流量与相对开度之间的关系。
称为工作流量特性[1]。
具体可分为串联管道时的工作流量特性和并联管道时的工作流量特性。
(1)串联管道时的工作流量特性调节阀与管道串联时,因调节阀开度的变化会引起流量的变化,由流体力学理论可知,管道的阻力损失与流量成平方关系。
调节阀一旦动作,流量则改变,系统阻力也相应改变,因此调节阀压降也相应变化。
调节阀精修标准
调节阀精修标准
调节阀的精修标准通常涉及以下几个方面:
1、泄漏量:调节阀的泄漏量应符合相关标准,以确保其密封性能良好。
在规定的测试条件下,泄漏量应满足一定的要求,确保阀门在使用过程中不会因泄漏而影响系统的正常运行。
2、流量特性:调节阀的流量特性应符合设计要求,以确保阀门在不同开度下的流量变化与预期一致。
通过调整阀门的开度,应能够实现流量的精确控制。
3、压力损失:调节阀的压力损失应控制在合理范围内,以确保阀门在使用过程中不会对系统的压力产生过大的影响。
压力损失过大会导致系统能耗增加,不利于节能减排。
4、操作力矩:调节阀的操作力矩应符合相关规定,以确保阀门在开启和关闭过程中能够顺畅、稳定地运行。
操作力矩过大或过小都可能影响阀门的正常运行和使用寿命。
5、振动和噪声:调节阀在运行过程中应产生的振动和噪声应符合相关标准。
过大的振动和噪声不仅会影响阀门的使用寿命,还可能对周围环境产生负面影响。
6、密封性能:调节阀的密封性能应良好,确保阀门在关闭状态下能够完全密封,防止介质泄漏。
密封性能的好坏直接关系到阀门的使用效果和安全性。
7、外观质量:调节阀的外观质量应符合相关标准,包括涂层、
标识、装配等方面。
外观质量的好坏不仅影响阀门的美观程度,还可能影响其使用寿命和性能。
这些精修标准是确保调节阀性能稳定和可靠运行的关键。
在实际应用中,应根据具体的使用场景和需求,选择合适的调节阀,并按照相关标准进行安装、调试和维护。
同时,还应定期对调节阀进行检查和维修,确保其长期稳定运行。
实验二 电动调节阀的流量特性测试实验
实验二电动调节阀的流量特性测试实验任何一个最简单的控制系统也必须由检测环节、调节单元及执行单元组成。
执行单元的作用就是根据调节器的输出,直接控制被控变量所对应的某些物理量,例如液位、温度、压力和流量等参数,从而实现对被控对象的控制目的。
因此,完全可以说执行单元是用来代替人的操作的,是工业自动化的“手脚”。
电动调节阀是本实验装置的执行单元之一。
一.电动调节阀工作原理执行器按照使用能源的种类,可分为气动、液动和电动三种,本装置采用的是智能型单座调节阀。
顾名思义它是由电动执行器进行操作的,它接受调节器的输出电流4~20mA信号,并转换为相应的输出轴直线位移,去控制调节机构以实现自动调节。
电动调节器的优点则是能源采用方便,信号传输速度快,传输距离远等。
执行器由执行机构和调节机构两部分组成。
执行机构是执行器的推动装置,它可以按照调节器的输出信号量,产生相应的推力,以带动智能调节阀的主推动轴产生直线位移,主推动杆总位移为16mm,控制单座调节阀0~100%的开度连续变化。
而调节机构(调节阀)是执行器的调节装置,它受执行机构的操纵,可以改变调节阀阀芯与阀座间的流通面积,以达到最终调节被控介质的目的。
本执行器的结构如图1所示,电动执行器首先接受来自调节器的输出信号,以作为执行器的输入信号即执行器的动作依据;该输入信号送入信号转换单元,转换信号制式后与反馈的执行机构位置信号进行比较,其差值作为执行机构的输入,以确定执行机构的作用方向和大小;执行机构的输出结果再控制调节器的动作,以实现对被控介质的调节作用;其中执行机构的输出通过位置发生器可以产生其反馈控制所需要的位置信号。
图1 电动执行器的工作原理从上述描述和图1可知,电动调节阀执行机构的动作构成了负反馈控制回路,这是提高执行器调节精度、保证执行器工作稳定的重要手段。
为保证电动执行器输出与输入之间呈现严格的比例关系,必须采用比例负反馈构成闭环控制回路,图2为本套装置的电动执行器的工作原理示意图:图2 电动执行器原理图其中Ii表示输入电流,θ表示输出轴转角,两者存在如下关系:??K?Ii (1)1K是比例系数。
调节阀的三个流量特性
调节阀的流量特性
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。
理想流量特性有:
1、等百分比特性
等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系,在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比,流量变化的百分比是相等的。
所以它的优点是流量小时,流量变化小,流量大时,则流量变化大,也就是在不同开度上,具有相同的调节精度。
2、线性特性线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。
单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。
流量大时,流量相对值变化小,流量小时,则流量相对值变化大。
3、抛物线特性
流量按行程的二方成比例变化,大体具有线性和等百分比特性的中间特性。
三种理想流量特性各有优缺点,不多说了。
阀门的流量特性,一般在特定开度比如30Q70%,会更加接近理想流量特性。
所以在调节阀计算时,要多和厂家沟通,必要时相应的做变径。
调节阀的主要性能及测试
调节阀的主要性能及测试1.1 气动调节阀主要性能及测试气动调节阀的性能指标有:基本误差、回差、死区、始终点偏差、额定行程偏差、泄漏量、密封性、耐压强度、外观、额定流量系数、固有流量特性、耐振动性能、动作寿命,计13项、前9项为出厂检验项目。
由于调节阀的运输、工作弹簧范围的调整等因素,安装前往往需要对如下性能进行调整、检验:1)基本误差将规定的输入信号平稳地按增大和减小方向输入执行机构气室(或定位器),测量各点所对应的行程值,计算出实际“信号-行程”关系与理论关系之间的各点误差。
其最大值即为基本误差。
试验点应至少包括信号范围0、25%、50%、75%、100%这5个点。
测量仪表基本误差限应小于被试阀基本误差限的1/4。
2)回差试验程序与上面第1)点所述相同。
在同一输入信号上所测得的正反行程的最大差值即为回差。
3)始终点偏差方法同第1)点。
信号的上限(始点)处的基本误差即为始点偏差;信号的下限(终点)处的基本误差为终点偏差。
4)额定行程偏差将额定输入信号加入气动执行机构气室(或定位器),使阀杆走完全程,实际行程与额定行程之差与额定行程之比即为额定行程偏差。
实际行程必须大于额定行程。
5)泄漏量试验介质为10~50℃的清洁气体(空气和氮气)或液体(水或煤油);试验压力A程序为:当阀的允许压差大于350KPa时,试验压力均按350KPa做,小于350KPa时按允许压差做;B试验程序按阀的最大工作压差做。
试验信号压力应确保阀处于关闭状态。
在A试验程序时,气开阀执行机构信号压力为零;气闭阀执行机构信号压力为输入信号上限值加20KPa;两位式阀执行机构信号压力应为设计规定值。
在B试验程序时,执行机构的信号压力应为设计规定值。
试验介质应按规定流向加入阀内,阀出口可直接通大气或连接出口通大气的低压头损失的测量装置,当确认阀和下游各连接管道完全充满介质后方可测取泄漏。
1.2 电动调节阀主要性能及测试电动调节阀主要性能指标有:基本误差、回差、死区、额定行程偏差、泄漏量、密封性、耐压强度、外观、额定流量系数,固有流量特性、耐振动、温度、长期工作可靠性、防爆、阻尼特性、电源电压变化影响、环境温度变化影响、绝缘电阻、绝缘强度等。
调节阀校验实施细则
调节阀校验实施细则一、引言调节阀是工业过程中常用的控制元件,用于调节流体介质的流量、压力和温度。
调节阀的性能直接关系到流程的稳定性和安全性,因此,对调节阀的校验工作显得尤为重要。
本文将介绍调节阀校验的实施细则,以帮助工程技术人员更好地进行调节阀校验工作。
二、校验前的准备工作在进行调节阀校验之前,首先需要准备以下工作:1. 校验仪器和设备:包括压力表、温度计、流量计等,确保仪器精度和稳定性。
2. 校验标准和程序:准备相关的校验标准和程序,包括调节阀的技术要求和操作规程等。
3. 校验环境准备:根据调节阀的使用环境,选择合适的校验环境,确保环境温度、湿度等条件符合要求。
三、校验步骤1. 校验前检查:对待校验的调节阀进行外观检查,确保阀体无损伤、螺纹连接完好等。
同时,检查调节阀的密封性能,确保阀芯和阀座间没有明显泄漏。
2. 测量流量特性:根据校验标准和程序,将校验仪器连接至调节阀,并根据流量要求进行校验。
通过改变阀门开度和流量,测量调节阀的流量特性曲线,并记录数据。
3. 测量稳态特性:在不同的工况下,测量调节阀的稳态特性,包括相对误差、过冷度、响应时间等。
通过与校验标准进行比对,评估调节阀的稳态性能。
4. 测量气密性:对调节阀进行气密性测试,通过给定的压力范围,观察阀门的密封程度。
如发现泄漏现象,需要进行调节阀的修理或更换。
5. 测量负载特性:通过改变调节阀的负载,在不同的压力下测量调节阀的反应能力。
根据校验标准,评估调节阀在负载变化下的稳定性和可靠性。
6. 校验记录和评估:将校验过程中的数据进行整理和记录,并与校验标准进行比对和评估。
根据评估结果,判断调节阀是否合格,需要进行调整或修理等。
四、校验结果处理校验完成后,根据校验结果进行相应的处理:1. 合格处理:如果调节阀的性能符合校验标准要求,可以进行合格处理,并按照相关规定进行标识和记录。
2. 不合格处理:如果调节阀的性能未达到校验标准要求,需要进行调整、修理或更换等措施。
DEH阀门流量特性曲线校正
基于弗 留格尔估算 法简 单 、 为精确 , 文采 用 以下 基 于弗 较 本 留格尔公式法演变 的流量公式 进 行计 算 , 公式如下 。
Q:
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×盟
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() 1
式 中 , 为不同负 荷下 的试 验 调节 级压力 ; 为 额定 调节 p p
级压力 ; 为额定 负荷 时试 验主蒸 汽压力值 ( 验要求 该压 试
汽轮机调节汽 门作 为 D H系统 的 主要执 行机 构 , E 其流
量特性偏差过大会导致节流损失加大 、 次调频 的响应负荷 一
主蒸汽通过调 节 汽 门时 的节流 损失 较 大 , 降低 了机 组 的效 率; 多阀控 制方式是 随机组负荷 的改变逐个 开启或关 闭调节
汽 门的, 般只有 一个汽 门处 于半开启 的调节 状态 , 它 的 一 其 调节汽 门或处于全开状态或处于全关状态 , 这种调节 方式下
摘要 : 就汽轮机长期运行或者大修之后 D H系统 阀门流量特 性偏离原 来 曲线 的问题 , E 对某 60 W 机组 阀门流量 0M 特性试验进行说明 , 并对 D H系统 阀门流量 曲线进行校正 , E 校正后机组 A C响应及一 次调频能力增强 。此工作对 G
汽轮机组阀门流量特性 曲线校正有一定的参考价值 。 关键词 : 汽轮 机 ; E 阀门; D H; 流量 分类号 :K 2 T 35 文献标 识码 : A 文章编号 :0 15 8 (0 1 0 - 8 -3 10 —84 2 1 )40 80 2
第5卷第4 3 期
21 0 1年 8月
汽
轮
机
技
术
Vo J 3 N 4 l 5 o. Au . 01 g2 1
TURBI NE TECHN0L0GY
浅谈调节阀的流量调节、调节范围及流量特性
高, 调节阀往往要在一个较大 的流量范 围内高度 精确地调节或控制流体的流动, 并且能根据阀杆 的规 定运 动方 式预 计流 量 。 因此 , 流量 调节 、 节 调 范围及调节特性是设计及选取调节阀时所必须考 虑 的因素 。
为了在适 当的范 围内调节流量 , 在设 计或 ①
选 型 调节 阀时 , 量 系数应 该 留有 一定 的裕 量 , 流 以
持必要调节的能力的一个参数 , 调节范 围的大小
也 可用 可调 比来 表示 , 节 阀 的 可调 比就 是 调 节 调
阀所能控制的最大流量与最小流量之 比。若以 R
来表 示 , R=Q Q i 最 小 流 量 Q i 指 可 调 则 一/ , 是 流量 的下 限值 , 它与 泄漏 量是 不 同的 。 阀 门的可调 比取 决 于 阀 门类 别 、 门增 益 和 阀 阀 门调节元 件 的特 性 。例 如 : 座 阀 、 座 阀 、 单 双 蝶 阀 、 球 阀 , 小 可调 流 量 系数 被 认 为是 , 此 系 或 最 在 数 下 , 门的增 益 显著 地 大 于 由阀瓣 特性 决 定 的 阀
Zh n n l , a g Xi w i e g Ho g i P n u e
( abnH C V leC . t , abn1 0 4 C ia H ri B a o Ld H ri 5 0 6, hn ) v
Absr t Ac o d ng t nay i f fo r g ltn , o r n e a d fo c a a trsi o o e o t ac : c r i o a l ss o w e u ai g f w a g n w h r c e tc f r c n rl l l l i v v l a e,t e a tl n r d c s s me f co s wh c h rie i to u e o a t r i h mus e c n i e e u ng t e c o s n e in o t b o sd r d d r h h o e a d d sg f i c n rlv l e o to av .
调节阀的流量特性
调节阀的流量特性、流通能力的计算与选择摘要:企业的能源计量已成为节能减排的重要方式,而流量调节阀作为流量控制中的重要方法,文章详细介绍了调节阀的流量特性,直线特性、等百分比特性及介于两者之间的抛物线特性的流量调节阀的作用及如何选型。
关键词:调节阀;流量特性;流通能力;等百分比特性;直线特性调节阀作为一个执行器将来自控制器的信号,变成控制量作用在对象上。
它是控制系统的重要组成部分,在选择使用时,应和选用传感器、变送器一样,从现有的商品中,选择能满足要求的产品。
下面介绍调节阀的流量特性和口径的计算。
1 调节阀的流量特性及其选择1.1 调节阀的流量特性调节阀的流量特性是指流过调节阀介质的相对流量与调节阀的相对开度之间的关系,即:式中:Q/Q max:相对流量,即调节阀某一开度下的流量与全开流量之比;L/L max:相对开度,即调节阀某一开度下的行程与全开行程之比。
调节阀流量特性是由调节阀阀芯形状决定的。
阀芯形状有柱塞阀和开口阀两类,而每一类都分为直线特性、等百分比特性和抛物线特性。
此外还有平板形的快开特性。
图1 是阀芯形状示意图,图2 是理想流量特性图。
图1 阀芯形状图2 理想流量特性(1)直线特性;(2)等百分比特性;(3)快开特性;(4)抛物线特性所谓理想流量特性是指阀前后压差在流量改变时保持不变条件下,所得到的流量特性,这自然应在实验条件下才能形成恒定的压差。
从图2 可以看出,各流量特性线,当开度为零时,相对流量为3.3%,可知在相对开度为零时为最小流量,且此最小流量与最大流量之比为3.3%,或者说最大流量与最小流量之比为30。
直线流量特性的斜率等于常数,与相对流量值无关;等百分比流量特性的斜率与相对流量成正比;抛物线特性介于直线和等百分比特性之间。
1.2 调节阀流量特性的选择工程所用调节阀的特性有直线特性、等百分比特性及介于两者之间的抛物线特性,此外还有快开特性。
对于直通调节阀可用等百分比特性阀代替抛物线特性阀,而快开特性阀只应用于双位控制和程序控制中。
调节阀流量调节特性评价
门 — 9 —
文章编号 : 100225855 ( 1999) 0420009205
调节阀流量调节特性评价
杨纪伟
( 河北建筑科技学院 教务处 , 河北 邯郸 056038)
摘要 以阻力计算理论和流量公式为基础 , 从流量调节精度出发 , 分析了影响调节 阀流量调节特性的因素 。其一是调节阀结构特性 , 其二是调节阀固有流量特性 , 其三是 管路的阻力特性 。对调节阀流量调节特性的评价要从这三个方面综合考虑 , 不能只考虑 其固有流量特性 。
的管流 , 调节阀的动作时间加长 , 对流量调节 系统的调节特性影响不大 。因为流量调节系统 一般采用电动执行机构 , 再就是管流由一个恒 定流状态变化到另一个恒定流状态需要经历一 段时间 , 这一过渡时间往往大于调节阀的动作 时间 。 113 流量特性 在实际工程中 , Δqmin 在各开度下是不相 同的 , ε l min q 也是不相同的 。在式 ( 5 ) 中 , Δ 一般可选为常数 , 由图 1 可以看到 , 在 4 种流 量关系下 , ε q 的变化趋势与 F 相同 。对于快 开 、直线和抛物三种流量关系 , 存在小开度流 量调节特性较大开度差的特点 。对数流量具有 良好的流量调节特性 , 但要使流量调节系统具 有对数流量关系是很难办到的 。
2 ΔH = ( S H + S V M ) Q max
流量调节精度是衡量调节阀流量调节特性 的一项重要技术参数 , 当调节阀具有理想的流 量调节精度时 , 便会具有理想的调节品质 。首 先定义阀杆位置可识别的最小位移为阀的最小 可识别行程 Δl min 。对于电动调节阀应是电动 系统对阀杆的分辨率 , 对人工控制阀是操作员 的目视分辨率 。 对调节阀来讲 , 每一个 Δl min 都对应一个 Δqmin , 该 Δqmin 就是阀在相应开度下可识别的 最小流量 。定义调节阀在某一开度下的流量调 节精度 ε q 为 Δqmin ε ( 4) q =
调节阀的测试方法及性能
1 气动调节阀主要性能及测试气动调节阀的性能指标有:基本误差、回差、死区、始终点偏差、额定行程偏差、泄漏量、密封性、耐压强度、外观、额定流量系数、固有流量特性、耐振动性能、动作寿命,计13项、前9项为出厂检验项目。
由于调节阀的运输、工作弹簧范围的调整等因素,安装前往往需要对如下性能进行调整、检验:1) 基本误差将规定的输入信号平稳地按增大和减小方向输入执行机构气室(或定位器),测量各点所对应的行程值,计算出实际“信号-行程”关系与理论关系之间的各点误差。
其最大值即为基本误差。
试验点应至少包括信号范围0、25%、50%、75%、100%这5个点。
测量仪表基本误差限应小于被试阀基本误差限的1/4。
2) 回差试验程序与上面第1)点所述相同。
在同一输入信号上所测得的正反行程的最大差值即为回差。
3) 始终点偏差方法同第1)点。
信号的上限(始点)处的基本误差即为始点偏差;信号的下限(终点)处的基本误差为终点偏差。
4) 额定行程偏差将额定输入信号加入气动执行机构气室(或定位器),使阀杆走完全程,实际行程与额定行程之差与额定行程之比即为额定行程偏差。
实际行程必须大于额定行程。
5) 泄漏量试验介质为10~50℃的清洁气体(空气和氮气)或液体(水或煤油);试验压力A程序为:当阀的允许压差大于350KPa时,试验压力均按350KPa做,小于350KPa时按允许压差做;B试验程序按阀的最大工作压差做。
试验信号压力应确保阀处于关闭状态。
在A试验程序时,气开阀执行机构信号压力为零;气闭阀执行机构信号压力为输入信号上限值加20KPa;两位式阀执行机构信号压力应为设计规定值。
在B试验程序时,执行机构的信号压力应为设计规定值。
试验介质应按规定流向加入阀内,阀出口可直接通大气或连接出口通大气的低压头损失的测量装置,当确认阀和下游各连接管道完全充满介质后方可测取泄漏。
调节阀的测试及主要性能2 电动调节阀主要性能及测试电动调节阀主要性能指标有:基本误差、回差、死区、额定行程偏差、泄漏量、密封性、耐压强度、外观、额定流量系数,固有流量特性、耐振动、温度、长期工作可靠性、防爆、阻尼特性、电源电压变化影响、环境温度变化影响、绝缘电阻、绝缘强度等。
调节阀的调试技巧
1 调节阀简介随着社会发展,越来越多的大型化、自动化、智能化生产设备和生活设施在工作生活中应用,给人们工作生活带来很大便利和改善,也极大提高系统的稳定性和安全性。
通过自动控制系统的现场设备采集工艺过程压力、温度、流量、浓度等信号,然后传输给控制系统,经过系统控制软件的分析处理,按照控制工艺要求对执行单元进行控制操作(如调节阀的开、关、开度调节,泵组的启停等),使其控制的及时性和精准性达到整个系统的工艺控制要求。
在众多的自控设备中,调节阀是至关重要的设备。
现代调节阀门在实际运用中,技术成熟、控制方便、精度高、性价比高、适应范围广,受到用户广泛好评。
2 调节阀门的发展调节阀与人类生活及工业生产的发展非常密切。
很久以前,人们为了调节河流或小溪的水流量,利用自然资源中的石块或树干来阻止水的流动和改变水的流动方向,这就是现代阀门的雏形。
阀门在现代社会迅速发展,与工业革命时期工业迅速发展密不可分。
18世纪初,出现了第一台工业蒸汽发动机。
在工业蒸汽发动机运行过程中,发生不少意外状况,从而提出了蒸汽流量的控制要求。
最早的调节阀是1880年由William Fisher制造的泵调节器,这是一种带重锤的自力式调节阀。
主要原理是利用阀门前后压力变化改变阀门内部重锤位置,使调节阀开度随之变化,从而达到稳定管路内压力的效果。
随着工业生产不断发展,诞生了各种功能的调节阀。
而随着计算机技术和相关通信技术的广泛开发及应用,智能调节阀相关技术也迅速发展,相继诞生了智能电气阀门定位器和带气动智能阀门定位器的调节阀等。
21世纪,现场总线调节阀出现并开始应用。
3 调节阀门的分类和调试技巧调节阀按动力来分,一般分为气动调节阀、电动调节阀和液压调节阀。
气动阀以洁净压缩空气作为动力,具备就地/远程操作,关键控制单元是智能阀门定位器。
电动调节阀以AC380V/220V为动力源,关键控制单元是电动执行机构,具备就地和远程操作功能,功能强大,适应性强。
调节阀的流量特性、流量调节及调节范围问题解析
当前,调节阀被广泛的应用于电站行业,尤其是在锅炉系统中更为常见。
例如:锅炉旁路系统、主给水系统、减温水系统等。
并且调节阀性能的好坏直接影响着整个系统的运转,因此,合理的设计及选取调节阀对于整个系统的安全性、稳定性、经济性和可靠性有着十分重要的作用。
随着电站行业的迅速发展,对调节阀的要求也越来越高,调节阀往往要在一个较大的流量范围内高度精确地调节或控制流体的流动,并且能根据阀杆的规定运动方式预计流量。
因此,流量调节、调节范围及调节特性是设计及选取调节阀时所必须考虑的因素。
一、流量特性调节阀的流量特性是指介质流过调节阀的流量与阀瓣升程值之间的关系。
通常用流量与阀杆位置或升程的关系曲线表示。
在实际工况中,由于多种因素的影响,通过阀门的流量可能随压降而变化。
为了便于分析,我们先假定阀门的压降不变,然后再引申到真实情况进行分析,前者称为阀门固有流量特性,后者称为阀门工作流量特性。
1、固有流量特性我们经常用到的固有流量特性主要有直线、等百分比(对数)、抛物线及快开特性。
图3为这4种流量特性的关系曲线图,图4为不同流量特性的阀瓣形状。
图3 理想的固有流量特性图4 不同流量特性的阀瓣形状直线流量特性是指调节阀的相对流量与阀杆相对位移成直线关系,即单位位移变化所引起的流量变化是常数。
具有此特性的阀门在开度小时流量相对变化大,灵敏度高,不易控制,甚至发生振荡;而在开度大时,流量相对变化值小,调节缓慢,不够及时。
等百分比流量特性也称为对数流量特性,它是指阀杆单位相对位移变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比关系。
在小开度时,调节平稳缓和;在大开度时,调节灵敏有效,从图3可看出,等百分比特性在直线特性下方,因此,在同一位移时,直线阀通过的流量要比等百分比大。
抛物线流量特性是指阀杆单位位移的变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量值的平方根成正比关系,它介于直线特性与等百分比特性之间,相对来说此特性应用较少。
快开特性在开度较小时就有较大的流量,随开度的增大,流量很快达到最大;此后再增加开度,流量变化很小。
汽轮机阀门流量特性试验及参数优化
汽轮机阀门流量特性试验及参数优化摘要]:汽轮机高压缸进汽调节阀特性直接影响着机组 AGC 及一次调频性能,DEH 系统中需要对高调阀流量非线性特性进行修正,保证综合阀位指令同汽轮机进汽流量之间呈现平滑的、线性的关系。
[关键词]:汽轮机;阀门流量;优化0引言汽轮机调节汽门作为 DEH 系统的主要执行机构,其流量特性偏差过大会导致节流损失加大、一次调频的响应负荷不足或者过大、AGC 响应变慢、阀门切换负荷波动等,最终影响机组的安全稳定运行。
经过阀门流量特性试验及曲线校正后,机组一次调频及 AGC 响应均有所改善,可以达到运行要求。
1.流量特性试验1.1 试验条件确认机组需要退出 AGC、退出一次调频、退出协调控制状态。
协调控制汽轮机侧必须退出自动。
锅炉侧最好退出自动,试验过程中保持总燃料量不变。
特殊情况下锅炉侧可以投入自动,优先选择投入炉调功方式自动。
需要 DEH 侧将汽轮机 2 个主汽阀、4个高调阀全部切为手动状态。
试验过程中主汽阀保持全开;高调阀 2 个保持全开,1 个保持全关,另外一个开度由 0%开大至 100%或者由 100%关小至 0%;在阀门切换过程中做一次 4阀全开工况试验。
锅炉侧、汽轮机侧主要控制系统能够投入自动。
试验过程中需要保持主要参数维持不变。
特别是:过热蒸汽温度、再热蒸汽温度(再热蒸汽温度最好不依赖减温水调节)、各高加出口温度、机组背压。
锅炉侧保持主蒸汽流量不变。
1.2试验工况点确认需要确认机组负荷-压力工况点。
试验时发电负荷基本不变,机前压力将随高调门开度变化而变化。
确定发电负荷工况点时要求:(1)发电负荷一般在额定发电负荷的 65%~85%之间。
(2)高调阀 2 个全开,2 个全关时,机前压力达到试验过程中的最大值,机前压力应低于额定压力,建议低于额定压力 0.5~1.5MPa 左右。
(3)高调阀 4 个全开时,机前压力达到试验过程中的最小值,但应高于机组最低定压运行值。
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调节阀的流量特性校正
作者:王根平
摘
要:由于在控制系统设计时一般都假定调节阀前后压差为常数,而实际上压差总会随着阀的开度变化而变化,这种误差会导致调节阀流量特性的畸变,对系统的控制性能有一定的影响。
通过设计调节阀的流量特性校正装置,可以较好地克服调节阀的畸变,使调节阀的工作特性维持在比较理想的工作状态。
实验证明这种校正对阀的工作特性改善非常明显。
关键字:调节阀流量特性压差校正
1. 前言
在控制系统的实现中,调节阀的选择是很重要的一个环节,阀的流量特性直接关系到系统的控制质量。
1.1 调节阀流量特性定义
调节阀流量特性是指流过阀门的相对流量(Q/Qmax)与阀心相对行程(L/Lmax)的关系,即:
Q/Qmax=f(L/Lmax)
式中:Q-某一开度下的流量;Qmax-全开时的流量;L-某一开度下的阀心相对行程;Lmax-阀心全行程。
1.2 理想流量特性
一般说来,改变调节阀的调节阀与阀座间的节流面积便可以调节流量。
但实际上节流面积改变的同时,还发生阀前后压差的变化,这种变化会引起流量的变化。
研究阀特性时,总是现假设阀前后压差相等,即ΔP为常数,这样可以得到调节阀的理想流量特性(图1):(a)线性流量特性;(b)等百分比流量特性;(c)快开流量特性。
1.3 实际流量特性
阀门串接在管路系统中,当管路两端的总压降固定不变时,管路内的直管沿程阻力和管件局部阻力都会随流量而变化,其结果会使调节阀的工作特性与理想特性有许多差异。
由于阀前后压差与管路总压差两者之间关系变化,在全开时阀上压降与管路系统总压降值比S越小,阀流量特性曲线畸变越严重(图2)。
从上面对调节阀流量特性分析可知,阀在不同压差情况下的畸变是很严重的,这种畸变给控制系统的设计带来了困难,也会严重影响控制系统的性能指标。
因此,考虑对调节阀在各种S情况下的畸变进行补偿和自动校正,将是非常有意义的一件工作。
本文考虑采用弹片机依据阀的流量特性和实际工作特
性的关系进行补偿和校正,给出了补偿校正原理,并给出了相关补偿实验。
整个实现过程成本低,效果好,有很好的应用空间。
2. 调节阀的线性补偿原理
2.1 补偿原理说明
图3为补偿原理图,调节阀的畸变自动校正由补偿装置来完成。
给定器根据理想的流量特性给出阀的开度信号L/Lmax,希望调节阀的相对流量为Qi*/Qmax=f(Li/Lmax)。
由于阀在实际工作中存在特性畸变,在没有补偿装置的情况下,实际得到的是相对流量为Qk/Qmax=f(Li/Lmax),显然Qk/Qmax 与Qi/Qmax存在很大差异。
所以补偿装置的任务就是在得到给定器输出的开度信号L/Lmax后,通过储存在补偿装置中的理想阀流量特性数据表或公式,转换而得到对应的理想相对流量,再根据理想的相对流量算出实际需要的开度行程信号控制调节阀。
2.2 补偿算法实现步骤
我们用一单片机,以查表法来补偿调节阀的非线性,其步骤为:
(1)将理想阀流量特性数据存入补偿装置。
(2)取给定器输出的开度信号L/Lmax=0~100%之间N个值L1、L2、…、LN,采样对应的调节阀的流量Q1、Q2、…
、QN并储存在单片机内(图3虚线所示)。
(3)当给定器输出开度信号为Li*,由补偿装置将开度对应的理想流量Qi*找出。
即从(2)步采样得到的Q1、Q2、…、QN找出Qi、Qi+1及对应的Li、Li+1,使得Qi≤Qi*≤Qi+1。
(4)计算出为保证输出Qi*对应的LLi:
当Qi≤Qi*≤Qi+1时,
当Qi=Qi+1时,LLi=Li+1
当Qi=Qi*时,LLi=Li,LLi为补偿后补偿装置输出的开度信号。
3. 实验结果
我们对一线性阀在S≈0.5,Qmax≈25m3/h条件下,加上补偿装置和不加补偿装置时做了有关实验,得出流量特性曲线见图4,有关实验数据见表1。
实验结果可以看出,补偿装置能较好地将阀实际特性曲线畸变校正过来,使特性曲线直线度比外补偿前提高了许多,可全程工作。
阀补偿装置除了能校正调节阀的流量特性曲线畸变外,还能按特殊需要而设计的流量特性曲线工作。
要做到这一点,只要将该设计好的流量特性曲线代替理想流量特性曲线数据即可。
参考文献
[1]王冀程.化工过程控制工程.北京:化学工业出版社,1990
[2][美]F G 欣斯基.过程控制仪表.北京:化学工业出版社,1985
[3]邹祥瑞.化工自动化基础.北京:化学工业出版社,1989。