ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計(jì)算選型

調(diào)節(jié)閥是工業(yè)生產(chǎn)過程中一種常用的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，它的作用就是按照調(diào)節(jié)器發(fā)出的控制信號的大小和方向，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)來改變閥門的開度以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)流體流量的功能，從而把生產(chǎn)過程中被調(diào)參數(shù)控制在工藝所要求的范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的白動(dòng)化。調(diào)節(jié)閥是自動(dòng)化控制系統(tǒng)中一個(gè)十分重要且的組成部分，正確的選擇和使用調(diào)節(jié)閥，直接關(guān)系到整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量，直接影響生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。（包括工藝條件不準(zhǔn)確，計(jì)算公式及計(jì)算方法上的差異及實(shí)際工藝條件與計(jì)算時(shí)考慮的工藝條件不一致），加上不可預(yù)見的因素，往往理論上計(jì)算出的數(shù)據(jù)，選擇的產(chǎn)品不能滿足現(xiàn)場實(shí)際需要。選擇的調(diào)節(jié)閥口徑過大或過小。選擇的材料及公稱壓力不合適，同樣會(huì)造成事故和不必要的浪費(fèi)。本文將就自力式調(diào)節(jié)閥通用的選擇原則、選擇方法、流量系數(shù)計(jì)算及選擇注意事項(xiàng)等進(jìn)行闡述。

ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計(jì)算選型

然而，自動(dòng)控制系統(tǒng)不能正常有許多是由于調(diào)節(jié)閥的選型不當(dāng)造成的，因此，如何正確選擇合適的調(diào)節(jié)閥，必須引起我們每一位自動(dòng)化控制技術(shù)人員的高度重視。調(diào)節(jié)閥所反應(yīng)出來的問題大多集中在調(diào)節(jié)閥的工作特性和結(jié)構(gòu)參數(shù)上，公稱通徑及流量特性等。在這些參數(shù)中，流通能力更重要，它的大小直接反映調(diào)節(jié)閥的容覺，它是設(shè)計(jì)選型中的主要參數(shù)。因此，調(diào)節(jié)閥的選擇主要從以上幾個(gè)因素進(jìn)行考慮。根據(jù)工作中調(diào)節(jié)閥的選型經(jīng)驗(yàn)簡單介紹一下調(diào)節(jié)閥的選型原則及注意事項(xiàng)。自力式調(diào)節(jié)閥在自控系統(tǒng)中，既是可調(diào)的節(jié)流元件，又是承受一定溫度、壓力的容器。所以在選擇時(shí)，既要考慮其適用性，又要保證安全可靠。

ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計(jì)算選型

      1、選擇的一般原則
      具體選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)被調(diào)介質(zhì)的種類、性質(zhì)、溫度、壓力及工藝要求的其他條件，遵循以下的選擇原則：閥的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)能滿足介質(zhì)溫度、壓力、流動(dòng)性、腐蝕性、控制范圍以及嚴(yán)密性要求；閥的材料應(yīng)能滿足介質(zhì)溫度、壓力、腐蝕性要求；閥的額定流量系數(shù)及口徑應(yīng)能滿足工藝的流量要求；閥的允許壓差應(yīng)能滿足現(xiàn)場實(shí)際壓差的要求；閥的實(shí)際使用條件應(yīng)與計(jì)算選擇時(shí)考慮的相一致。

      2、材料及使用溫度的選擇
      選擇材料時(shí)，主要考慮材料的強(qiáng)度、硬度、耐腐蝕及高溫、低溫的特性，首先應(yīng)滿足自力式調(diào)節(jié)閥的安全可靠，其次是使用的性能、壽命和經(jīng)濟(jì)性。在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡量選擇便宜、易得的材料。一般情況下，閥體和閥蓋可選擇多種材料制造（如：灰鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋼及鑄不銹鋼）。而閥內(nèi)組件一般用不銹鋼材料制造。

      3、公稱壓力及壓差的選擇
      根據(jù)工藝介質(zhì)的最大工作壓力來選擇調(diào)節(jié)閥的公稱壓力時(shí)，必須對照工藝溫度條件綜合選擇，因?yàn)楣Q壓力是在一定基準(zhǔn)溫度下依據(jù)強(qiáng)度條件定出。一旦工作溫度超過了基準(zhǔn)溫度，其允許的最大工作壓力必定低于公稱壓力，這一點(diǎn)應(yīng)該引起足夠的重視。
      除了注意選定調(diào)節(jié)閥公稱壓力外，在選用時(shí)，還應(yīng)從推力角度出發(fā)，考慮調(diào)節(jié)閥能否正常工作的問題。用特征數(shù)值表達(dá)就是允許壓差是否大于最大工作壓差。因此，在選用時(shí)，要使最大工作壓差小于閥的允許壓差。

      4、流量系數(shù)計(jì)算
      流量系數(shù)Kv（或稱流通能力），是調(diào)節(jié)閥的重要參數(shù)。它反映流體通過調(diào)節(jié)閥的能力，亦即反映調(diào)節(jié)閥的容量。根據(jù)計(jì)算出的流量系數(shù)Kv值的大小，選擇閥的額定流量系數(shù)Kvs，就可以確定調(diào)節(jié)閥的公稱通徑。如果選擇的額定流量系數(shù)過大，就會(huì)使調(diào)節(jié)閥經(jīng)常工作在小開度的情況下，影響控制質(zhì)量，引起振蕩和噪音，縮短閥的使用壽命。相反，如果選擇的額定流量系數(shù)過小，則會(huì)使調(diào)節(jié)閥的開度過大，閥門超負(fù)荷運(yùn)行，不能滿足流量要求，容易出現(xiàn)事故，造成不必要的浪費(fèi)。為了合理選擇調(diào)節(jié)閥的尺寸，必須正確計(jì)算調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)Kv值。
      調(diào)節(jié)閥的額定流量系數(shù)Kvs定義：在規(guī)定條件下，即閥的兩端壓差為100kPa，流體密度為1g/cm3時(shí)，額定行程時(shí)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量是以立方米每小時(shí)或噸每小時(shí)計(jì)的流量數(shù)。

ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計(jì)算選型

一：調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式的選擇

調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式的選擇，應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中工藝條件（溫度、壓力、流量等）、工藝介質(zhì)的性質(zhì)（如粘度、腐蝕性、有無毒害等）、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求（調(diào)節(jié)范圍、泄漏量、噪音）以及防止調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象等因素綜合加以考慮。在流量大、壓差大、泄漏量要求不嚴(yán)格的場合，應(yīng)優(yōu)先考慮雙座調(diào)節(jié)閥；套筒調(diào)節(jié)閥最適宜用在介質(zhì)壓差大、振動(dòng)大的場合；蝶閥適宜用于低壓狀態(tài)的空氣或其它氣體的壓力、流最調(diào)節(jié)。

二：調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇

控制閥的流量特性是指流體流過閥門的相對流量和閥門的相對開度之間的關(guān)系，即：Q/Q100=f（L/L100）式中，Q/Q100——閥門在某一開度下的流量與全開時(shí)流量的比；L/L100——閥門在某一開度下的行程與全開時(shí)行程的比。調(diào)節(jié)閥的流量特性一般常用的有如下四種：

（l）等百分比特性

等百分比特性也稱為對數(shù)特性，是指閥門的開度增加同樣的值時(shí)，通過的調(diào)節(jié)閥的流最按照等百分比增加。調(diào)節(jié)閥在同樣開度變化值下，流量小時(shí)流量的變化也小，調(diào)節(jié)作用緩和平穩(wěn)；流量大時(shí)．流量的變化也大，調(diào)節(jié)作用靈敏而有效。等百分比特性的閥門在全行程閥門內(nèi)的控制精度時(shí)不變的。

（2）直線特性

直線特性是指調(diào)節(jié)閥的相對流量和相對開度的比值為常數(shù)。調(diào)節(jié)閥在同樣開度變化值下，流量小時(shí)流量的變化值相對較大，凋節(jié)作用較強(qiáng)，容易產(chǎn)生超調(diào)和引起振蕩；流量大時(shí)，流量的變化值相對較小，調(diào)節(jié)作用不夠靈敏。

（3）拋物線特性

拋物線特性是指調(diào)節(jié)閥的相對流量與相對開度的二次方根成正比。拋物線特性介于直線特性和等百分比特性之間，改善了直線特性在小開度時(shí)調(diào)節(jié)性能差的缺點(diǎn)。

（4）快開特性

快開特性是指調(diào)節(jié)閥在開度很小時(shí)流量就已經(jīng)較大，隨著開度增加，流量很快達(dá)到最大值。從調(diào)節(jié)閥的流量特性可以看出，調(diào)節(jié)閥的流量特性對選用調(diào)節(jié)閥有非常重要的意義，直接影響到自動(dòng)控制系統(tǒng)的質(zhì)量和穩(wěn)定性，因此必須正確合理選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性。在工程應(yīng)用中，我們選用最多的是等百分比特性，對于壓差變化小、可調(diào)范圍小、開度變化小的場合，也可以選用直線特性的調(diào)節(jié)閥，V 型球閥一般選用拋物線特性。

三： ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計(jì)算選型調(diào)節(jié)閥口徑的選定

根據(jù)各種工藝場合的需要有三種閥內(nèi)件形式：ZZYP(單座自力式壓力調(diào)節(jié)閥)；ZZYM(套筒自力式壓力調(diào)節(jié)閥)；ZZYN(雙座自力式壓力調(diào)節(jié)閥)。用戶可根據(jù)工況(壓差、溫度、介質(zhì)狀態(tài))和泄漏量要求來選擇。計(jì)算選定調(diào)節(jié)閥口徑的方法在工程中常用 C 值法，即流通能力法。首先根據(jù)工藝條件和調(diào)節(jié)要求選定閥門的結(jié)構(gòu)型式和流量特性，并且確定流量系數(shù) C 的計(jì)算方法和計(jì)算公式，然后把各項(xiàng)數(shù)值帶人計(jì)算公式計(jì)算出最大流量下調(diào)節(jié)閥流量系數(shù) Cmax 值，然后在標(biāo)準(zhǔn)閥門額定 Cv
值表中選擇與 1.2Cmax 相近的 Cv值，其對應(yīng)的為所選擇調(diào)節(jié)閥的閥徑，最后進(jìn)行噪聲和開度驗(yàn)算，在最大流最下一般調(diào)節(jié)閥的開度不超過 85%，最小流量下開度不小于 20%，若驗(yàn)算結(jié)果滿意，閥門口徑就選定了，若驗(yàn)算結(jié)果不滿意，則應(yīng)從新選擇額定 Cv 值，再進(jìn)行驗(yàn)算，直到得到滿意的結(jié)果。

四：ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計(jì)算選型 調(diào)節(jié)閥材質(zhì)的選擇

調(diào)節(jié)閥材質(zhì)的選擇主要是指兩個(gè)方面：一是閥體、閥蓋材質(zhì)的選擇，二組件（閥桿、閥芯、閥座）材質(zhì)的選擇。閥體、閥蓋相當(dāng)于壓力容器，因此要求其必須能承受介質(zhì)的溫度、壓力和腐蝕，組件主要起節(jié)流作用，對它的基本耍求是耐腐蝕、耐沖刷，這是調(diào)節(jié)閥材質(zhì)選擇的出發(fā)點(diǎn)。選擇調(diào)節(jié)閥的材質(zhì)必須把握兩個(gè)大的原則：一是要保證安全可靠，也就是根據(jù)工藝特性，選擇諸如耐高溫、耐低溫、耐高壓、耐汽蝕以及耐腐蝕的材質(zhì)；二是在滿足使用要求的前提下，還要考慮其性能、使用壽命和經(jīng)濟(jì)性。

ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計(jì)算選型主要零件材料

（ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥）主要技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo)

1、壓力調(diào)節(jié)范圍的確定：
壓力調(diào)節(jié)范圍的確定見上表，控制壓力應(yīng)盡量選在中間期附近，壓力范圍設(shè)定越小，精度越高，因此不要人為擴(kuò)大壓力設(shè)定范圍。
2、對控制閥后的自力式而言，若閥前后壓差比超過10這個(gè)范圍，建議用多級減壓閥或二個(gè)自力式串聯(lián)(閥前壓力小于0.8Mpa除外，例如指揮器操作式)。
3、公稱壓力若超過6.4Mpa，須特殊設(shè)計(jì)。
4、1kgf/cm2=100KPa。

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ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計(jì)算選型選用注意事項(xiàng)

（1）調(diào)節(jié)閥直接按照接管管徑選取是不合理的。閥門的調(diào)節(jié)品質(zhì)與接管流速或管徑?jīng)]有關(guān)系，閥門的調(diào)節(jié)品質(zhì)僅與水的阻力及流量有關(guān)。亦即一旦系統(tǒng)設(shè)備確定之后，理論上適合該系統(tǒng)的閥門只有一種理想的口徑，而不會(huì)出現(xiàn)多種選擇。

（2）調(diào)節(jié)閥口徑不能過小。選擇的閥門口徑過小，一方面會(huì)增加系統(tǒng)的阻力，甚至?xí)霈F(xiàn)閥門口徑 100% 開啟時(shí)，系統(tǒng)仍無法達(dá)到設(shè)定的容量要求，導(dǎo)致嚴(yán)重后果。另一方面閥門將需要通過系統(tǒng)提供較大的壓差以維持足夠的流量，加重泵的負(fù)荷，閥門易受損害，對閥門的壽命影響很大。

（3）調(diào)節(jié)閥口徑不能過大。選擇的閥門口徑過大，不僅增加工程成本，而且還會(huì)引起閥門經(jīng)常運(yùn)行在低百分比范圍內(nèi)，引起調(diào)節(jié)精度降低，使控制性能變差，而且易使系統(tǒng)受沖擊和振蕩。

（4）為了保證系統(tǒng)控制品質(zhì)，方法是在系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)選擇能獲得較大壓力降的閥門口徑，使閥門在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中壓力降的變化值盡可能小。閥門全開狀態(tài)下的壓力降占全泵壓百分比越高，則閥門壓力降相對變化值越小，閥門的安裝特性就越接近其內(nèi)在特性。

（5）控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥應(yīng)盡可能工作于恒定的壓力降條件下，因?yàn)殚y門是否匹配盤管依賴于它的內(nèi)在特性和流量因子，而這些閥門參數(shù)取決于恒定的閥門壓力降。

設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)閥時(shí)，要求對調(diào)節(jié)閥的組成、分類和特性有一個(gè)清楚的認(rèn)識，并在此基礎(chǔ)上掌握正確的選擇方法。而且，對于一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)配置調(diào)節(jié)閥時(shí)，還需要進(jìn)行詳盡的分析，綜合考慮各種因素。只有這樣，才能正確地選擇調(diào)節(jié)閥，保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制質(zhì)量。