KOSO培训资料-流量特性选择

谢永刚
1)材料选定一般考虑的 因素
控制阀的材料 2)阀体材料 3)阀内件材料 4)垫圈和填料材料 07/8/10 （13：00～16：30） 张小兵
自动化基础知识
思考 观察
搬动阀门
自动化基础知识
控制精度低 思考决定于人的经验 人工搬动阀门 劳动强度大 不能满足自动化控制的需求
自动化基础知识
1.2.3.测量元件与变送器 4. 控制器 5. 控制阀 6.对象
控制阀基础知识
控制阀基本分类
按用途
开关型 调节型
按行程
直行程 角行程
按阀门结构
单/双座调节阀 套筒调节阀 三通调节阀 隔膜阀 蝶阀 球阀 旋塞阀 偏心旋转阀 自力式控制阀 闸阀 截止阀 止回阀 安全阀
控制阀基础知识
控制阀基本分类
按压力
真空阀PN≤0 MPa 低压阀PN≤1.6 MPa 中压阀PN1.6～10 MPa 高压阀PN10 ～32 MPa 超高压阀PN ≥32 MPa
流量特性
6.58-4.67/4.67*100%=40% 25.6-18.3/18.3*100%=40% 71.2-50.8/50.8*100%=40%
流量特性
快开流量特性 相对行程变化引起相 对流量的变化与该点 相对流量成反比 其作用与等百分比相反， 有效行程为1/4 *D
Q d Q 1 Q max K( ) l Q max d L Q 1 l 2 1 ( R 1) Q max R L
流量系数是控制阀的重要参数，它表示通过流体的 能力，是选择控制阀口径的重要依据。 C-称为流量系数，它与阀芯和阀座的结构、阀前阀 后的压差、流体性质等因素有关。 Kv-温度（5-40℃）的水,在100kPa压差下，1小 时流过阀的立方米数 Cv-温度(40-60F)的水,在1Psi压差下，1分钟流过 阀的美加法仑数 Cv=1.167Kv
KOSO 培训教材
WELCOME
课程大纲
控制阀基础知识
2007年新员工产品知识培训计划
培训内容 1）自动化基础知识 2）控制阀的基本参数 3）控制阀的基本分类 1）上阀盖型式 2）阀内件型式 3）流量特性 07/8/6 （13：00～16：30） 张小兵 日期 担当者
3）500T、500F、500A系 列
%
流量控制系统
到控制器的 流量测量信号 控制阀与流量测 量元件的位置关 系 最佳固有特性 宽范围的流 量设定点 线性 线性 线性 等百分比 小范围的流量， 阀门的负荷增大 时 △P的变化很 大 等百分比 等百分比 等百分比 等百分比
与流量成正比
串联 旁路（1）
与流量的平方 成正比
串联 旁路（1）
1．当控制阀关闭时，在测量元件处的流量增加。
流体压力密 封型
波纹管密封型阀盖适用于强毒性, 易挥发,易渗透,或贵重流体
阀盖型式
冷箱内 （内抽式结构） 冷箱内
直行程调节阀的阀芯型式
套筒导向型调节阀套筒型式
阀盖
角行程调节阀的阀芯型式
角行程调节阀动作示意图
阀内件
阀内件 与流体接触的可拆卸的阀内零件 包括阀芯、阀座、阀杆导向、衬套、套筒； 填料函部件的填料压盖、弹簧、套环、填料底 环等； 不包括的零件：填料、上阀盖、下阀盖及其连 接用密封垫片
自动化系统标识
F-流量 C-控制 FC—流量控制 L-物位 I-显示 LI----液位指示 P-压力 T-变送 TC—温度控制 T-温度
自动化基础知识—全貌图
比值控制
自动化基础知识
被调参数Y（被控变量） 液位、压力、温度、流量
工业生产自动化特点
在工业设备,装置及管道上配置一些自动化装置,代替操作工人的部分直接劳动, 使生产在不同程度上自动的进行,这种部分的或全部的用自动化装置来管理生 产过程的方法称为过程自动化. 加快生产速度,降低生产成本,提高产品质量与产量 减轻劳动强度,改善劳动条件 能够保证生产安全,防止事故发生或扩大,达到延长设备使用寿命,提高设备利 用率,保障人身安全的目的 生产过程自动化的实现,能根本改变劳动方式,提高操作者专业技术水平,以适 应当代信息技术革命和信息产业革命的需要
流量特性
22.7-13/13*100%=74.6% 61.3-51.7/51.7*100%=18.5% 90.4-80.6/80.6*100%=12.1%
流量特性
等百分比流量特性 单位行程变化引起相对流 量变化与该点的相对 流量成正比，即放大 系数是变化的，但是 相对流量的变化是常 数。
Q Q Q m ax K l Q m ax d L l ( 1) Q R L Q m ax d
控制阀基础知识
ANSI B16.34-1996(美国国家标准） 公称通径(英寸） 1/2，3/4，1，11/2，2，21/2，3，31/2，4，5，6，8，10，12 14，18，20，24，26，28，30，32，34，36，38，40，48
控制阀基础知识
ANSI B16.34-2003(美国国家标准） 公称压力
A.安装在生产现场,常年与介质接触,工作在高温,高压,深冷,强腐蚀,易磨损, 易堵,易漏的恶劣条件 B.是控制系统中最薄弱的环节,由于选择不当或维护不善常常使整个自动化 系统不能可靠工作,严重时会引起装置停车,工厂停产
C.与生产工艺密切相关,它直接影响生产过程中的物料平衡与能量平衡
控制阀基础知识
控制阀基本构成
部分,它直接与介质接触,由阀芯的动作,改变调节阀节流面积,达到调
节目的
控制阀基础知识
控制阀--CONTROL VALVE
控制阀是执行器中的一大类产品,执行器-在工业生产过程 自动控制系统中,以调节仪表或其他控制装置的信号为输入信
号,按一定调节规律调节被控对象输入量的装置,它包括控制
阀,执行机构,电磁阀和各种不同功能的附件(阀门定位器,伺服
工作流量特性的选择

固有流量特性的选择
其他
由于缺乏某些条件，按表选择有困难时 1，若阀流量特性对系统影响很小时，则可任意选择 2，若S值很小或设计依据不足，阀口径选择偏大时， 应选择等百分比特性
液位控制系统
控制阀压力降 恒定△P △P随负荷增加而减少，最大负荷时的△P>20%的最小 负荷时的△P △P随负荷增加而减少，最大负荷时的△P<20%的最小 负荷时的△P △P随负荷增加而增加，最大负荷时的△P<200%的最 小负荷时的△P 最佳固有特性 线性 线性 等百分比 线性 快开

随着现场传感器及控制系统的不断发展,调节阀本身的性能已是决 定过程控制实现的关键
控制阀基础知识
控制阀--CONTROL VALVE
IEC（国际电工委员会）定义:控制阀由执行机构和阀体两部分组成
其中执行机构是控制阀的控制装置,它按信号的大小产生相应的推力
使推杆产生相应的位移,从而带动阀芯动作;阀体部件是控制阀的调节
按温度
高温阀≥450 ℃ 中温阀200 ～ ～450 ℃ 常温阀-20 ～200 ℃ 低温阀0～ -60 ℃ 深冷阀-60 ～ -196 ℃
阀门结构
阀盖型式
标准型
散热片型 (230 ℃以上、 -5℃～-45 ℃）
加长型 （-5℃～-45 ℃）
(-5℃～230 ℃)
阀盖类型
加长型 （-45℃～-196 ℃）
执行机构-动力装置
附件—实现自动化要求的各种性能
阀体—节流部件
控制阀基础知识
控制阀基本参数
一.公称通径 DN50 2”
二.公称压力 PN1.6 ANSI 150 JIS10K
控制阀基础知识
GB/T 4213-92（中国国家标准） 公称通径(mm) 6，10，15，20，25，（32），40，50，（65），80，100，（125） 150，200，250，300，350，400，450，500，600，700，800 900，1000，1200，1400，1600，1800，2000 公称压力(MPa) 0.1，0.4，1，1.6，2.5，4，6.4，10，16，25，32，40，160，250
4）500G/D/M系列 KOSO控制阀型式和结 构 5）200系列 6）300系列 7）600系列 8）700系列 9）400系列 10）执行机构型号和结 构 11）附件及气路图
07/8/7（13：00～16： 30）
郁总
07/8/8（13：00～16： 30）
张小兵
07/8/9（13：00～16： 30）
阀内件
阀芯形式
阀内件
阀内件
阀内件
阀芯与流量特性
不同的阀芯形状决定不同的流量特性 蝶阀、球阀、隔膜阀、偏心旋转阀固有特性 不能修改 套筒阀、柱塞阀、v形开口阀，可修改阀芯 形状改变流量特性
阀芯与流量特性
改变阀特性的几个方法： 由设计阀芯实现 由定位器修正 由非线性执行机构实现 由控制系统实现 由专用仪表修正
放大器,位置发信器,保位阀)等产品.
控制阀的应用最为广泛普遍,所以现在也有直接称为执行器
控制阀基础知识
控制阀--CONTROL VALVE
控制阀是构成自动化系统不可缺少的重要部分, 它接受控制器的输出信号,直接控制能量或物料 达到控制温度,压力,流量,液位等工艺参数的目的
控制阀基础知
控制阀在自动化中的重要性
1 2
流量特性
工作流量特性
流量特性
S值 在串联系统中阀门压差与 系统总压差之比
P全开 S P系统
安装流量特性
流量特性
流量特性
实际 R 与s值大小有关，s越小， R也减小
R实际
P全开 Q max Kv max R R S Q min Kv min P系统
流量系数理论
流量特性
固有流量特性(压差不变)
工作流量特性(压差变化)
流量特性
直线流量特性 等百分比流量Hale Waihona Puke Baidu性 快开流量特性
流量特性
理想流量特性 在压差不变的条件下，流过阀门的相对流量 与相对开度的关系
Q l F( ) Q max L
Q 相对流量 Q max l 相对行程 L
可调比
理想可调比（阀门压差不变） 控制阀所能控制的最大流量与最小流量之比
△P随负荷增加而增加，最大负荷时的△P>200%的最 小负荷时的△P
压力控制系统
液体控制过程 气体控制过程，容积小，管道距离小于10ft， 气体控制过程，容积大，能吸收干扰的系统 或距离变送器大于100ft 或负荷增加△P减小，最大负荷的△P≥20%的 ，最小负荷的△P 气体控制过程，容积大负荷增加△P减小， 最大负荷的△P≤20%的最小负荷的△P ， % % 直线
Q max Kv max R Q min Kv min
流量特性
直线流量特性 相对流量与相对开度 成直线关系，即单位 行程引起的流量变化 是常数 R=30,l/L=0时 Q/Qmax=3.3% l/L=1时 Q/Qmax=100%
Q d Q max K l d L Q 1 l 1 ( R 1) Q max R L
流量特性
固有流量特性由阀芯的设计来实现
控制阀选择—阀门口径
开度验算
线性特性的控制阀开度范围为:20%~80% 等百分比特性的控制阀开度范围为:10%~90% 控制阀正常流量时开度应为:50%~70%
目前控制阀开度的验算多由计算机完成