氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析 調(diào)節(jié)閥是世界上現(xiàn)代制造業(yè)里非常重要的流體控制元件——合理、正確的選型將為工業(yè)控制系統(tǒng)提高效率、保證生產(chǎn)安全、節(jié)約能源、提高經(jīng)濟(jì)效益。在生產(chǎn)現(xiàn)場,調(diào)節(jié)閥直接控制著工藝介質(zhì),有些介質(zhì)成分比較復(fù)雜,尤其是高溫、高壓、易燃、易爆等特殊情況,若選擇不當(dāng),往往給生產(chǎn)控制帶來困難,以致調(diào)節(jié)質(zhì)量下降,甚至造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。在此僅以蒸汽系統(tǒng)上調(diào)節(jié)閥應(yīng)用為例,來探討調(diào)節(jié)閥的選型。下面根據(jù)自己的工作經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合相關(guān)資料,對(duì)蒸汽系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥選型過程中應(yīng)該注意的幾個(gè)方面予以闡述。 氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析選擇合適的結(jié)構(gòu)形式和材質(zhì) 氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析如何選擇調(diào)節(jié)閥的型式 首先介紹一下調(diào)節(jié)閥的分類,調(diào)節(jié)閥也被稱為調(diào)節(jié)閥。按驅(qū)動(dòng)方式分可分為自力式和驅(qū)動(dòng)式調(diào)節(jié)閥。按結(jié)構(gòu)形式區(qū)分可以分為氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、液動(dòng)調(diào)節(jié)閥。當(dāng)然還有許多種別的分類方法。這些調(diào)節(jié)閥分別有各自的特點(diǎn)和適用場合。如調(diào)節(jié)閥前后壓差較小,要求泄漏量較小,一般可選用單座閥;調(diào)節(jié)低壓差、大流量的氣體,可選用蝶閥;調(diào)節(jié)強(qiáng)腐蝕性流體,可選用隔膜閥;既要求調(diào)節(jié)又要求切斷時(shí),可選用偏心旋轉(zhuǎn)閥;噪音較大時(shí)可選用套筒閥。這里由于我們只討論蒸汽系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥選型。所以我們一般選用單閥座套筒型氣動(dòng)或者電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。 氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析如何選擇調(diào)節(jié)閥的材質(zhì) 根據(jù)介質(zhì)的工作壓力、溫度、腐蝕性、氣蝕沖刷是否嚴(yán)重等選材。一般應(yīng)選鑄鋼;使用要求不高時(shí)(120?℃、1.6?MPa以下)也可選用鑄鐵;高溫高壓(22~32?MPa)場合應(yīng)選用鍛造合金鋼;不銹鋼可用于腐蝕性強(qiáng)的介質(zhì)。 氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析選擇合適的流量特性 調(diào)節(jié)閥的流量特性是介質(zhì)流過調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)位移(調(diào)節(jié)閥的相對(duì)開度)間的關(guān)系,一般來說改變調(diào)節(jié)閥的閥芯與閥座的流通截面,便可控制流量。但實(shí)際上由于多種因素的影響,如在截流面積變化的同時(shí),還發(fā)生閥前后壓差的變化,而壓差的變化又將引起流量的變化。在閥前后壓差保持不變時(shí),調(diào)節(jié)閥的流量特性稱為理想流量特性;調(diào)節(jié)閥的流量特性有等百分比特性、線性特性、拋物線特性及快開特性四種。下表是這四種的理想流量特性的對(duì)照表。就調(diào)節(jié)性能上講,以等百分比特性為,其調(diào)節(jié)穩(wěn)定,調(diào)節(jié)性能好。我們可以根據(jù)實(shí)際使用場合的要求不同,挑選其中任何一種流量特性。但是,蒸汽系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥一般選擇線性和等百分比流量特性。 氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析選擇合理的調(diào)節(jié)閥尺寸 當(dāng)我們選定了調(diào)節(jié)閥的類型和特性之后,就可進(jìn)一步?jīng)Q定它的尺寸。流通能力是確定調(diào)節(jié)閥口徑的重要依據(jù),從工藝提供數(shù)據(jù)到算出流通能力,直到閥的口徑確定,需經(jīng)以下幾個(gè)步驟: 氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析計(jì)算流量 根據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)能力、設(shè)備負(fù)荷及介質(zhì)狀況來計(jì)算最大流量Qmax和最小流量Qmin。在計(jì)算Cv值時(shí)應(yīng)按最大流量來考慮,但是最大流量考慮過多的余量時(shí),使調(diào)節(jié)閥口徑偏大;這不但造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi),而且更不利的是使調(diào)節(jié)閥經(jīng)常工作在小開度,可調(diào)比減小,調(diào)節(jié)性能變壞,嚴(yán)重時(shí)甚至引起振蕩,因而大大降低了閥的使用壽命。 在選擇最大流量時(shí),應(yīng)根據(jù)對(duì)象負(fù)荷的變化及工藝設(shè)備的生產(chǎn)能力來合理確定。對(duì)于調(diào)節(jié)質(zhì)量高的場合,更應(yīng)以現(xiàn)有的工藝條件來選擇最大流量,但也要注意不能片面強(qiáng)調(diào)調(diào)節(jié)質(zhì)量,以致當(dāng)負(fù)荷變化以及當(dāng)現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備經(jīng)過技改或擴(kuò)建,當(dāng)生產(chǎn)能力稍有提高,調(diào)節(jié)閥就不能適應(yīng),即需更換。也就是說,應(yīng)當(dāng)兼顧當(dāng)前與今后在一定的范圍內(nèi)擴(kuò)大生產(chǎn)能力這兩方面的因素,然后合理的確定最大計(jì)算流量。 氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析閥前閥后壓差 要使調(diào)節(jié)閥能起到調(diào)節(jié)作用,就必須在閥前后有一定的壓差,閥上的壓差占整個(gè)系統(tǒng)壓差的比值越大,則調(diào)節(jié)流量特性的畸變就越小,調(diào)節(jié)性能就能得到保證,但是閥前后壓差越大,即閥上的壓力損失越大,所消耗的動(dòng)力越多。因此必須兼顧調(diào)節(jié)性能和動(dòng)力消耗,合理地計(jì)算壓差。調(diào)節(jié)閥的前后壓差ΔP主要是由其閥前壓力P1減去閥后壓力P2得到的。 這里必須注意,在確定計(jì)算壓差時(shí),要盡量避免氣蝕和噪音。減小和防止氣蝕,可以從以下幾個(gè)方面考慮: 從壓差來看,避免氣蝕的最根本方法,是使調(diào)節(jié)閥的使用壓差ΔP低于不產(chǎn)生氣蝕的最大壓差ΔPC。但要做到這一點(diǎn)比較困難。一般來說,當(dāng)閥上壓差ΔP<1.5MPa時(shí),即使產(chǎn)生氣蝕,但對(duì)材質(zhì)的損壞并不嚴(yán)重,不需要采取什么措施。如果ΔP較高,就要設(shè)法解決氣蝕問題。如:增長節(jié)流通道(把閥芯加長、閥座加厚);在閥座密封面上部增設(shè)阻力;減小壓力恢復(fù)程度;削弱氣蝕;也可在閥前、后加裝限流孔板吸收一部分壓降。 從材料來看,一般來說材料硬度越大強(qiáng)抗氣蝕能力越強(qiáng),由于氣蝕往往發(fā)生在金屬表面,可在閥芯、閥座、閥桿等處噴鍍或堆焊一層硬質(zhì)金屬,這種方法叫表面硬化處理。采用的材料目前有司太萊合金、硬質(zhì)工具鋼、碳化鎢等,其中以Stelite NO12應(yīng)用最為廣泛。經(jīng)表面硬化處理后,以奧氏體不銹鋼(SUS304、1Cr18Ni9Ti)為例,可提高耐氣蝕10倍以上。 氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析流通能力Cv值的計(jì)算: 流通能力Cv是選擇調(diào)節(jié)閥的主要參數(shù)之一,飽和蒸汽的Cv值按下式計(jì)算: ⑴ 低于臨界流速,當(dāng) ΔP<0.81(P1/2) Cv=Qmax/2.1√(Δp(p1+p2)) ⑵ 臨界流速,當(dāng)ΔP>=0.81(P1/2) Cv=Qmax/1.633(P1) 目前調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)廠家都提供計(jì)算Cv值的軟件,這里我就不再詳述具體計(jì)算過程。根據(jù)計(jì)算出的流通能力Cv值大小查調(diào)節(jié)閥廠家的對(duì)照表表,就可以確定調(diào)節(jié)閥的公稱通徑。 氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析調(diào)節(jié)閥開度驗(yàn)算: 一般要求最大計(jì)算流量時(shí)的開度在85%左右,最小計(jì)算流量時(shí)的開度不小于10%。如果最大開度過大,調(diào)節(jié)閥會(huì)產(chǎn)生過大振動(dòng)和噪音,調(diào)節(jié)精度不準(zhǔn)確。最小開度,希望不小于10%,否則,閥芯閥座受流體沖蝕嚴(yán)重特性變壞,甚至失靈。 氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析選擇足夠推力的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析如何選擇氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 一般應(yīng)優(yōu)先選用薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu),當(dāng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)不能滿足上述兩項(xiàng)要求時(shí),應(yīng)選用活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)。調(diào)節(jié)口徑大或壓差高時(shí),可選用活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)。有效面積越大,執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位移和推力也越大,可按實(shí)際關(guān)斷壓力需求進(jìn)行選擇。 如何選擇電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 選擇一臺(tái)合適的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)規(guī)格時(shí)必須考慮的主要因素就是力矩大小。大部分閥門廠商會(huì)將力矩參數(shù)提供給客戶。這樣就可以使用閥門廠商提供的配套數(shù)據(jù)表或選型軟件進(jìn)行選型。有時(shí)還需考慮閥門操作的速度和頻率。部分小規(guī)格的直流電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可調(diào)節(jié)行程速度。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型還需要根據(jù)現(xiàn)場工況確定選擇哪種控制種類。主要的有開關(guān)控制和連續(xù)控制兩種,通常調(diào)節(jié)用途都需要連續(xù)控制類型。 氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析選擇合適的輔助裝置 氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的輔助裝置有: 閥門定位器:包括電氣閥門定位器和氣動(dòng)閥門定位器,用于改善調(diào)節(jié)閥工作特性,實(shí)現(xiàn)正確定位。通常用于摩擦力大,需要精確定位的場合。 電磁閥:實(shí)現(xiàn)氣路的自動(dòng)切換。 手輪機(jī)構(gòu):系統(tǒng)故障時(shí),可切換進(jìn)行手動(dòng)操作。 空氣過濾減壓閥:作為氣源過濾、減壓之用。 氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析密封填料的選擇 此外還需考慮調(diào)節(jié)閥的外泄問題,注意密封填料的選擇。四氟填料,因?yàn)楣ぷ鳒囟仍?-40~235℃范圍內(nèi)。當(dāng)溫度變化較大時(shí),其密封性能變會(huì)明顯下降,老化快,壽命短,柔性石墨填料可克服這些缺點(diǎn),使用壽命長。但石墨填料的回差大,最初使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。對(duì)這方面必須有所考慮。 氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析閥門噪聲的預(yù)測 調(diào)節(jié)閥的生產(chǎn)廠家一般都有自己的噪聲預(yù)測方法,通常都是按照IEC 60534-8標(biāo)準(zhǔn)為計(jì)算依據(jù),選型時(shí)必須考慮到環(huán)境對(duì)噪聲的限制,通常要求必須小于85?dB。 1.氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析的選型和選材 調(diào)節(jié)閥的選型按照工藝和自控專業(yè)提出的各項(xiàng)要求進(jìn)行。在選型中主要考慮以下各個(gè)方面:流體的性狀、靜壓、溫度、壓差、腐蝕性、對(duì)閥的泄漏要求、閥的動(dòng)作方式、管道配置、以及流通能力和可調(diào)范圍等。 流體腐蝕性的影響主要體現(xiàn)在閥體和閥芯材料的選擇上。由于不能排除某些材料只許在某種特殊的閥型中使用的限制條件,因此并不是每種閥型均可任意選擇材料。閥體材料的選取主要考慮流體介質(zhì)的腐蝕性、靜壓和材料的許用溫度。閥芯材料的選取主要考慮流體介質(zhì)的腐蝕性、材料的許用溫度,以及材料耐沖蝕的性能(即考慮液體的阻塞流,閥壓差和流體的清凈程度)。阻塞與否在初選時(shí)尚不能確定,需待計(jì)算后再進(jìn)行校核。同時(shí)滿足以上各項(xiàng)要求的材料方為合選者。 調(diào)節(jié)閥應(yīng)具有的公稱壓力等級(jí)是選型的必要條件。它可根據(jù)流體溫度,閥入口最大壓力,按照初選閥體材料在一定溫度條件下與許用壓力的對(duì)應(yīng)關(guān)系來確定。 選型,在步驟上可先以流體壓力、性狀和對(duì)閥的泄漏量要求作為考慮因素,規(guī)定出一些合適的閥型,然后按照這些閥型的優(yōu)選次序,逐一對(duì)以上其他各種因素進(jìn)行校核。流通能力與可調(diào)范圍兩項(xiàng)在初選閥型時(shí)尚未確定,需待計(jì)算出結(jié)果后,在返回進(jìn)行校核。定出初選的閥型后,即得該閥型的必要計(jì)算數(shù)據(jù),如壓力恢復(fù)系數(shù)FL、最大有效壓差比XT、層流系數(shù)FS和可調(diào)范圍R等,提供以下各項(xiàng)計(jì)算使用初選閥型若不滿足流通能力要求時(shí)需另選閥型,反復(fù)計(jì)算。 氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析主要技術(shù)參數(shù): 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)主要技術(shù)參數(shù) | 公稱通徑(mm) | 20 | 25 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 150 | 200 | 閥座直徑(mm) | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 額定流量 系數(shù)KV | 直徑 | 1.8 | 2.8 | 4.4 | 6.9 | 11 | 17.6 | 27.5 | 44 | 69 | 110 | 176 | 275 | 440 | 690 | 等百分比 | 1.6 | 2.5 | 4 | 6.3 | 10 | 16 | 25 | 40 | 63 | 100 | 160 | 250 | 400 | 630 | 公稱壓力MPA | 0.6,1.6;4.0;6.4 | | 流量特性 | 直線、等百分比 | 介質(zhì)溫度℃ | -20~200(常溫);-40~450(中溫) | 法蘭尺寸 | 鑄鐵法蘭尺寸按JB78-59,鑄鋼法蘭尺寸按JB79-59 | 法蘭型式 | 法蘭密封面型式按JB77-59,其中鑄鐵法蘭按光滑式,鑄鋼法蘭按凹式 | 閥體材質(zhì) | PN | 0.6,1.6 | HT200 | MAP | 4.0,6.4 | ZG270-500;ZG1CR18Ni9Ti,ZG0CR18Ni12Mo2Ti | 上閥蓋型式 | 普通式(常溫式);熱片式(中溫式) | 可調(diào)比 | 50:1 | 四、氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要技術(shù)參數(shù): 型號(hào) | ZHA(B)-22 | ZHA(B)-23 | ZHA(B)-34 | ZHA(B)-45 | 有效面積CM2 | 350 | 350 | 560 | 900 | 行程MM | 16 | 25 | 40 | 60 | 彈簧范圍MPA | 0.02~0.10;0.04~0.20;0.08~~0.24;0.02~0.60;0.06~0.10 | 五、氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析主要零部件: 主要零件材料及推薦使用溫度范圍 | 零件名稱 | 零件材料 | 溫度范圍 | 閥體 | HT200 | -20~+200 | ZG270-500 | -40~+400 | 上閥蓋 | ZG1CR18Ni9Ti | -250~+550 | ZG0Cr18Ni12MO2Ti | -40~+600 | 閥芯、閥座、波紋管 | 1CR18Ni9 | -250~+550 | 0Cr18Ni12MO2Ti | -250~+550 | 填料 | 聚四氟乙烯 | -40~+200 | 膜片 | 丁晴橡膠夾增滌淪物 | | 壓縮彈簧 | 60Si12Mn | | 膜蓋 | A3 | | 六、氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析許用介質(zhì)壓力和工作溫度關(guān)系: 閥體材料 | 公稱壓力 MPA | 介質(zhì)工作溫度℃ | <120 | <200 | <250 | <300 | <350 | <400 | <425 | <435 | <450 | 最大工作壓力MPA | HT200 | 0.6 | 0.6 | 0.55 | 0.5 | | | | | | | 1.6 | 1.6 | 1.5 | 1.4 | | | | | | | ZG270-500 | 0.6 | | 0.6 | 0.56 | 0.5 | 0.45 | 0.4 | 0.36 | 0.32 | 0.3 | ZG1CR18Ni9Ti | 1.6 | | 1.6 | 1.4 | 1.25 | 1.1 | 1 | 0.9 | 0.8 | 0.75 | ZG0Cr18Ni12MO2Ti | 4 | | 4 | 3.6 | 3.2 | 2.8 | 2.5 | 2.2 | 2 | 1.9 | 6.4 | | 6.4 | 5.6 | 5 | 4.5 | 4 | 3.6 | 3.2 | 3 | 七、氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析性能參數(shù): 1、主要技術(shù)性能指標(biāo) 項(xiàng)目 | 指標(biāo)值 | 基本誤差% | 不帶定位器 | ±5.0 | 帶定位器 | ±1.0 | 回差% | 不帶定位器 | 3.0 | 帶定位器 | 1.0 | 死區(qū)% | 不帶定位器 | 3.0 | 帶定位器 | 0.4 | 額定行程偏差% | ±2.5 | 2、始終點(diǎn)偏差 項(xiàng)目 | 指標(biāo)值 | 始 終 點(diǎn) 偏 差 % | 氣關(guān) | 不帶定位器 | 始點(diǎn) | ±5.0 | 終點(diǎn) | ±2.5 | 帶定位器 | 始點(diǎn) | ±1.0 | 終點(diǎn) | ±1.0 | 氣開 | 不帶定位器 | 始點(diǎn) | ±2.5 | 終點(diǎn) | ±5.0 | 帶定位器 | 始點(diǎn) | ±1.0 | 終點(diǎn) | ±1.0 | 允計(jì)泄漏量1/h | 單座式 | 1*10-4*閥定額定容量 | 單座式 | 1*10-3*閥定額定容量 | 3、允許壓差 類別 | 單座式 | 套筒式 | 彈簧范圍MPA | 0.2~0.10 | 0.04-0.2 | 0.2~0.10 | 0.04-0.2 | 氣源壓力MPA | 0.14 | 0.25 | 0.4 | 0.14 | 0.25 | 0.4 | 公稱直徑 | 閥座直徑 | 氣關(guān) | 氣開 | 氣關(guān) | 氣開 | 氣關(guān) | 氣開 | 氣關(guān) | 氣開 | 氣關(guān) | 氣開 | 氣關(guān) | 氣開 | 20 | 10 | 6.4 | 4.46 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | | | | | | | 12 | 6.4 | 3.09 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | | | | | | | 15 | 5.94 | 1.98 | 6.4 | 5.94 | 6.4 | 6.4 | | | | | | | 20 | 3.34 | 1.11 | 6.4 | 3.34 | 6.4 | 6.4 | | | | | | | 25 | 25 | 2.14 | 0.71 | 6.4 | 2.14 | 6.4 | 4.99 | 3 | 1.5 | 6.4 | 4.5 | 6.4 | 6.4 | 40 | 32 | 1.31 | 0.44 | 6.09 | 1.37 | 6.4 | 3.05 | 2.25 | 1.13 | 6.4 | 3.38 | 6.4 | 6.4 | 40 | 0.84 | 0.28 | 3.9 | 0.84 | 5.26 | 1.95 | 50 | 50 | 0.53 | 0.18 | 2.5 | 0.53 | 3.39 | 1.25 | 1.95 | 1.18 | 6.4 | 3.54 | 6.4 | 6.4 | 65 | 65 | 0.51 | 0.17 | 2.36 | 0.51 | 3.21 | 1.18 | 2.36 | 1.02 | 6.4 | 3.06 | 6.4 | 6.4 | 80 | 80 | 0.33 | 0.11 | 1.56 | 0.33 | 2.12 | 0.78 | 2.04 | 0.84 | 6.4 | 2.51 | 6.4 | 5.85 | 100 | 100 | 0.21 | 0.07 | 1 | 0.21 | 1.35 | 0.5 | 1.67 | | 6.4 | | 6.4 | | 150 | 125 | 0.22 | 0.07 | 1.02 | 0.22 | 1.39 | 0.51 | 1.41 | 0.71 | 6.4 | 2.12 | 6.4 | 4.94 | 150 | 0.15 | 0.05 | 0.71 | 0.15 | 0.97 | 0.35 | 200 | 200 | 0.08 | 0.028 | 0.4 | 0.08 | 0.54 | 0.2 | 1.41 | 0.57 | 6.4 | 1.71 | 6.4 | 4 | 八、氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析外形尺寸: 公稱通徑 | D | L | H | H1 | PN6 PN16 | PN40 | PN64 | 常溫 | 中溫 | PN6 | PN16 | PN40 | PN64 | 20 | 285 | 187 | 194 | 206 | 640 | 790 | 45 | 52.5 | 52.5 | 62.5 | 25 | 184 | 197 | 210 | 640 | 790 | 50 | 57.5 | 57.5 | 67.5 | 40 | 222 | 235 | 251 | 730 | 895 | 65 | 72.5 | 72.5 | 82.5 | 50 | 254 | 267 | 286 | 740 | 910 | 70 | 80 | 80 | 87.5 | 65 | 360 | 276 | 292 | 311 | 885 | 1065 | 80 | 90 | 90 | 100 | 80 | 298 | 317 | 337 | 900 | 1085 | 92.5 | 97.5 | 97.5 | 105 | 100 | 352 | 368 | 394 | 945 | 1155 | 102.5 | 107.5 | 115 | 125 | 150 | 470 | 451 | 473 | 508 | 1245 | 1395 | 130 | 140 | 150 | 170 | 200 | 600 | 600 | 650 | 1560 | 1820 | 157.5 | 167.5 | 187.6 | 202.5 | 2.調(diào)節(jié)閥流通能力計(jì)算和尺寸選擇值 選擇調(diào)節(jié)閥尺寸大小的根本依據(jù)是閥的流通能力能否滿足工藝的要求。調(diào)節(jié)閥的額定流通能力和公稱通徑有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,這是有產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的。由此,必須按照工藝條件和初選閥型計(jì)算出流通能力,從初選的閥型中定出合適的公稱通徑。 +1)調(diào)節(jié)閥流通能力的計(jì)算(現(xiàn)以液體加以說明) 計(jì)算公式:CV值是用來表示調(diào)節(jié)閥的英制單位流量系數(shù)。其定義是,閥處于全開狀態(tài),兩端壓差為1磅/英寸2(7KPa)的條件下,60℉(15.6℃)的清水,每分鐘通過閥的美加侖數(shù)。 CV=Q√G/P1-P2+=Q√G/△P(英制) CV=1.17Q+√G/P1-P2+=1.17Q+√G/△P(公制) 式中:公制Q=最大流 gpm(美加侖/分) G=比重(水=1) P1=進(jìn)口壓力Psia(最大流量時(shí)) P2=出口壓力Psia(最大流量時(shí)) 英制Q=最大流量 m3/h G=比重(水=1) P1=進(jìn)口壓力 kgf/cm2(最大流量時(shí)) P2=出口壓力 kgf/cm2(最大流量時(shí))
2)氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析公稱通徑的選擇: 調(diào)節(jié)閥公稱通徑選擇,是由最大Cv值、最小Cv值、額定Cv值、可調(diào)范圍,以及調(diào)節(jié)閥有足夠的調(diào)節(jié)余量,這幾個(gè)因素來決定的。 最大Cv值和最小Cv值是分別在最大流量和最小流量條件計(jì)算出的兩個(gè)數(shù)值。 a)最大Cv 鑒于額定Cv值之有+20%、-10%的調(diào)節(jié)誤差,建議等百分比閥在90-95%開度內(nèi)的值作為最大Cv值,線性調(diào)節(jié)閥在80-90%開度內(nèi)的值作為最大Cv值。 b)常用Cv值 常在低開度下工作,閥芯易于磨損,再從控制性能上考慮,希望閥在50-80%開度范圍工作。 c)+最小Cv值 閥的最小Cv值應(yīng)在固有的可調(diào)范圍之內(nèi),實(shí)際上大多調(diào)節(jié)閥控制流體時(shí),開度變化、閥上壓差也相應(yīng)變化。開度與流量之間的固有流量特性,變成了實(shí)際的流量特性,可調(diào)范圍也變小了。閥達(dá)到最小Cv值時(shí),希望閥在10-20%開度上工作,如果要使閥在最小的開度范圍內(nèi)工作,應(yīng)選擇可調(diào)范圍較大的調(diào)節(jié)閥,或者改用一臺(tái)大,一臺(tái)小的切換閥,用這兩臺(tái)閥分程控制流量 3)調(diào)節(jié)閥可調(diào)范圍的驗(yàn)算 為了保證調(diào)節(jié)閥在工藝要求的最大到最小流量的整個(gè)范圍內(nèi)滿意地調(diào)節(jié),就必須進(jìn)一步驗(yàn)算可調(diào)范圍R。以往有用規(guī)定最小流量時(shí)的調(diào)節(jié)閥開度極限作為指標(biāo)進(jìn)行校驗(yàn)的,但這種做法并不十分合適。應(yīng)采用以最小流量計(jì)算所得的最小Cv值作為校驗(yàn)指標(biāo)才為合理,如 果最小Cv值滿足條件Cv+min≥2Cv/R,說明所選閥門滿足了可調(diào)范圍的要求,否則此閥應(yīng)慎用或采用分程控制。 3.調(diào)節(jié)閥流量特性選擇 調(diào)節(jié)閥的流量特性分固有特性和工作特性兩種。對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)有影響的是工作特性。閥本身只具備固有特性(在閥兩端壓差不變的情況下,不可壓縮流體通過調(diào)節(jié)閥的流量與開度之間的關(guān)系)。而工作特性是由閥的固有特性結(jié)合管路系統(tǒng)阻力情況得到的。因此,先按調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求確定所需的工作流量特性,然后再確定與其相應(yīng)的固有流量特性。典型的固有流量特性有線性特性和等百分比特性。 選擇基本原則: 1)線性流量特性 a)壓差變化小,幾乎恒定。 b)整個(gè)系統(tǒng)的壓力損失大部分分配在閥上(開度變化,閥上壓差變化相對(duì)較?。?br />c)外部干擾小,給定值變化小(可調(diào)范圍要求小的場合)。 d)工藝流程的主要參數(shù)的變化呈線性。 2)等百分比流量特性 a)要求大的可調(diào)范圍。 b)管道系統(tǒng)壓力損失大。 c)開度變化,閥上壓差變化相對(duì)較大。 氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥流量計(jì)算選型分析結(jié)束語 調(diào)節(jié)閥選型實(shí)際中還會(huì)面臨許多其他問題。這里僅僅以蒸汽系統(tǒng)作為例子粗淺介紹了調(diào)節(jié)閥的基本選型步驟和方法。實(shí)踐證明調(diào)節(jié)閥選型不僅僅是計(jì)算出Cv值后對(duì)照表格選擇閥體口徑這么簡單,而是需要結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場合多方面考慮。 |