上海申弘閥門有限公司
聯(lián)系人：申弘閥門
手機(jī)：15901754341
傳真：86-021-31662735
郵箱：494522509@qq.com
地址：上海市青浦區(qū)金澤工業(yè)園區(qū)
自力式調(diào)節(jié)閥選型參數(shù)
上海申弘閥門有限公司
1 自力式調(diào)節(jié)閥選型參數(shù)自力式調(diào)節(jié)閥介紹
之前介紹截止閥常見種類，現(xiàn)在介紹自力式調(diào)節(jié)閥可分為自力式壓力調(diào)節(jié)閥、自力式溫度調(diào)節(jié)閥及自力式流量調(diào)節(jié)閥3種。其中自力式壓力調(diào)節(jié)閥應(yīng)用。自力式調(diào)節(jié)閥主要應(yīng)用在被控參數(shù)一旦調(diào)定后，不經(jīng)常改變(調(diào)整)的場合，而被控參數(shù)經(jīng)常改變(調(diào)整)的場合，應(yīng)使用氣動或電動調(diào)節(jié)閥；自力式調(diào)節(jié)閥一般應(yīng)用在非腐蝕性工 藝條件下；被控參數(shù)不應(yīng)超過或接近所選擇的調(diào)整范圍的極限值，應(yīng)留有一定裕量；自力式溫度調(diào)節(jié)閥一般用于溫度變化比較緩慢的場合，不適用于溫度急劇變化的 場合；當(dāng)介質(zhì)溫度超過140℃時(shí)，在控制管線安裝隔離罐，當(dāng)介質(zhì)溫度超過200℃時(shí)，除在控制管線安裝隔離罐，還應(yīng)在控制閥與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間加裝散熱片(不 同制造商的產(chǎn)品，此溫度值會有所不同)；隔離罐應(yīng)高于調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)而低于閥前后接管；對于非潔凈流體，在閥前應(yīng)安裝過濾器，一般情況下，應(yīng)將閥門倒立 安裝，即控制閥在上，執(zhí)行機(jī)構(gòu)在下，此種安裝方式可使其重心在下，有利于閥門的穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)介質(zhì)溫度低于80℃時(shí)，閥門可以正立安裝，當(dāng)介質(zhì)溫度高于 80℃時(shí)，則閥門必須倒立安裝。
對自力式調(diào)節(jié)閥')進(jìn)行了介紹，并著重闡述了流量系數(shù)的計(jì)算方法，自力式調(diào)節(jié)閥的選擇方法及選擇時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。ZZY型自力式壓力調(diào)節(jié)閥(簡稱調(diào)壓閥)利用被控介質(zhì)自身能量作為動力源。引入執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制閥芯位置來改變流通面積，改變流量，從而使閥前(或閥后)壓力穩(wěn)定到給定值，具有動作靈敏，壓力波動小等特點(diǎn)。
自力式調(diào)節(jié)閥選型參數(shù)自力式壓力調(diào)節(jié)閥有泄壓用閥前壓力調(diào)節(jié)型、減壓用閥后壓力調(diào)節(jié)型二大類，壓力分段范圍15~3000Kpa，配用不同的檢測執(zhí)行機(jī)構(gòu)，廣泛應(yīng)用干蒸汽、各種氣體及液體減壓穩(wěn)壓或泄壓穩(wěn)壓的自動控制。
自力式調(diào)節(jié)閥是一種無需外來能源，依靠被調(diào)介質(zhì)自身的壓力、溫度、流量變化進(jìn)行自動調(diào)節(jié)的節(jié)能儀表。具有測量、執(zhí)行、控制的綜合功能。尤其適合于在無電源無氣源的場合工作。廣泛應(yīng)用于城市供熱、供暖系統(tǒng)及石油、化工、冶金、電力、輕工等工業(yè)部門的自控系統(tǒng)。
目前，由于各種因素的影響(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。ZZY型自力式壓力調(diào)節(jié)閥 ZZY型自力式壓力調(diào)節(jié)閥，是一種無需外來能源，而只依靠被調(diào)介質(zhì)自身的壓力變化達(dá)到自動調(diào)節(jié)和穩(wěn)定閥前（或閥后）壓力為恒定值的一種節(jié)能型壓力調(diào)節(jié)閥。 該閥是一種理想的節(jié)能型產(chǎn)品，它廣泛應(yīng)用于蒸汽的保壓與穩(wěn)定，也適用于非腐蝕性氣體，低粘度液體介質(zhì)減壓穩(wěn)壓（閥后）或泄壓穩(wěn)壓（閥前）的自動控制。
標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)參數(shù) 閥 體 型 式：直通單座/雙座/三通鑄造球形閥 閥 尺 寸：DN20～300 額定壓力：PN16，PN40，PN63 連接形式：法蘭 法蘭標(biāo)準(zhǔn)：鋼制法蘭按GB9113-2000，JB/T-94 密封面型式：PN16為突面，PN40/63為凹凸面 法蘭端面距：按GB12221-89
材 料：ZG230-450（SCPH2） ZG0Cr18Ni9Ti（SCS13A） ZG0Cr18Ni12Mo2Ti（SCS14A） 結(jié)構(gòu)形式：·標(biāo)準(zhǔn)型（-5℃～+80℃） 見圖1 ·中溫型(冷凝器)（＜+350℃）見圖1 ·波紋管平衡型 見圖2 ·活塞平衡型 見圖3 壓蓋型式：螺紋式 填 料：V型聚四氟乙烯填料 柔性石墨填料 墊 片：型式，齒型和平型 材料，F(xiàn)4/改性F4，不銹鋼+石墨 閥內(nèi)組件 閥 芯：·單座柱塞型閥芯
見圖1 ·壓力平衡型式柱塞型閥芯 見圖4
·雙座柱塞型閥芯 見圖5 金屬密封 軟密封 快開特性 
執(zhí)行機(jī)構(gòu) 型 式：薄膜式(用于被調(diào)壓力≤0.6MPa) ZY70，ZY100，ZY200， ZY280，ZY400 膜片材料：丁腈橡膠夾增強(qiáng)滌綸織物 信號接口：內(nèi)螺紋M16×1.5 環(huán)境溫度：-30℃～+70℃ 型 式：活塞式（用于被調(diào)壓力＞0.6MPa） ZYH28，ZYH70，ZYH103， ZYH133，ZYH188，ZYH201 活塞材料：ZALSi12 信號接口：內(nèi)螺紋M16×1.5 環(huán)境溫度：-30℃～+70℃ 性 能 額定Kv值：參照第2頁表1 流量特性：快開（特殊可要求等百分比或線性） 整機(jī)作用方式：·閥前壓力控制見圖2 ※特殊要求可采用等百分比特性或線性特性 材 料：1Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni12Mo2Ti PTFE ·閥后壓力控制見圖1 壓力調(diào)節(jié)范圍：參照第2頁表2 閥前/閥后壓力比：10:1～10:8參照第3頁表3 壓力控制精度：±5%
附 件 調(diào)節(jié)手柄，其他 附加規(guī)格（根據(jù)要求生產(chǎn)制造） ·特殊檢查，材料檢查（制造記錄表） 無損檢查，蒸氣檢查，低溫檢查 ·法蘭背面加工 ·帶排污栓 ·雙重填料 ·蒸氣夾套 ·禁油禁水處理 ·禁銅處理 ·特殊配管和接頭 ·SUS304制品的外裸螺栓，螺母 ·鹽害對策 ·防砂，防塵要求 ·熱帶地區(qū)規(guī)格 ·寒冷地區(qū)規(guī)格 ·真空（用途） 閥座泄漏率（對于額定Kv值%）： 金屬密封 小于0.01% （ANSI B16.104-1976Ⅳ級） 軟密封 小于0.00001%以下 （ANSI B16.104-1976Ⅵ級） 外形尺寸：參照第5頁表4 產(chǎn)品重量：參照第8頁表5 型號編制：參照第8頁型號編制 油漆顏色：調(diào)節(jié)閥的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥的表 面應(yīng)涂漆，不銹鋼和銅的閥可不 涂漆。閥體上的箭頭及文字涂紅 漆。用戶色彩也可。
1.1 自力式壓力調(diào)節(jié)閥
根據(jù)作用形式的不同，自力式壓力調(diào)節(jié)閥又可分為直接作用式和指揮器操作式2種。指揮器操作式自力式壓力調(diào)節(jié)閥控制精度高，可比一般的直接作用式壓力調(diào)節(jié)閥 高一倍左右，壓力調(diào)節(jié)范圍廣，尤其是在微壓方面，故適合在控制精度要求比較高或壓力調(diào)節(jié)設(shè)定值比較小的場合應(yīng)用。氮封裝置就是其典型應(yīng)用之一。
根據(jù)被調(diào)壓力取壓點(diǎn)的不同，又分為閥前壓力調(diào)節(jié)型(K 型，用于背壓調(diào)節(jié))和閥后壓力調(diào)節(jié)型(B型，用于減壓調(diào)節(jié))2種。閥前壓力調(diào)節(jié)型自力式壓力調(diào)節(jié)閥，其初始位置的閥芯在關(guān)閉位置，當(dāng)閥前壓力逐漸升高，閥 門逐漸打開，直至閥前壓力穩(wěn)定在要求的給定值；閥后壓力調(diào)節(jié)型自力式壓力調(diào)節(jié)閥，其初始位置的閥芯在開啟位置，當(dāng)閥后壓力逐漸升高，閥門逐漸關(guān)閉，直至閥 后壓力穩(wěn)定在要求的給定值。
此外，還有一種自力式差壓(微壓)調(diào)節(jié)閥，也分為差壓上升閥開啟(K型)和差壓上升閥關(guān)閉(B型)2種形式。將自力式差壓調(diào)節(jié)閥的低壓端通大氣，即變?yōu)樽粤κ轿赫{(diào)節(jié)閥。
1.2 自力式溫度調(diào)節(jié)閥
自力式溫度調(diào)節(jié)閥是基于液體受熱體積膨脹的原理工作的。當(dāng)溫度升高時(shí)，溫包內(nèi)工作液體積急劇增大，使密封容室的壓力增高，壓迫波紋管向上移動，推動彈簧向 上位移，從而使推桿、閥芯也向上運(yùn)動，關(guān)小閥門，使被調(diào)介質(zhì)溫度向設(shè)定值方向靠攏，閥芯便停留在新的位置上，即閥芯的位移正比于被測溫度的變化量，形成一 定的比例調(diào)節(jié)特性。
自力式溫度調(diào)節(jié)閥可分為溫度升高閥開啟(K型，用于冷卻調(diào)節(jié))和溫度升高閥關(guān)閉(B型，用于加熱調(diào)節(jié))2種形式。
1.3 自力式流量調(diào)節(jié)閥
自力式流量調(diào)節(jié)閥(亦稱流量限制器，或稱恒流量調(diào)節(jié)閥)是具有恒流量功能的調(diào)節(jié)閥，它是將自力式的壓差控制裝置和流量調(diào)節(jié)裝置組合而成的閥門，其工作原 理：用壓差控制裝置控制并穩(wěn)定流量調(diào)節(jié)裝置前后的壓差，從而使閥門前后的壓差大于恒流啟動值之后，通過的流量不再隨閥門前后的壓差而變化，在壓差控制的范 圍內(nèi)，通過閥門某一開度的流量能夠自動保持恒定，流量的變化只需調(diào)節(jié)閥門開度即可實(shí)現(xiàn)，與閥門前后的壓差無關(guān)。
自力式流量調(diào)節(jié)閥在城市集中供暖或中央空調(diào)的循環(huán)水管網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。
此外，自力式調(diào)節(jié)閥的閥體有單座、雙座及套筒3種形式；閥蓋有標(biāo)準(zhǔn)型、加長型和散熱型(適合溫度350~550℃工況)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)有膜片式(普通膜片、增強(qiáng)膜片和金屬膜片)和活塞式2種。
自力式調(diào)節(jié)閥一般采用快開流量特性。
2 自力式調(diào)節(jié)閥的選擇
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。
2.1 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。
2.2 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。
2.3 公稱壓力及壓差的選擇
根據(jù)工藝介質(zhì)的zui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zui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zui大工作壓差。因此，在選用時(shí)，要使zui大工作壓差小于閥的允許壓差。
2.4 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)。
2.4.1 液體的Kv值計(jì)算
1)非阻塞流
判別式 (1)
流量系數(shù)計(jì)算公式
(2)
(3)
式中 FL— 壓力恢復(fù)系數(shù)；
FF— 液體臨界壓力比系數(shù)；
PV— 閥入口溫度下，介質(zhì)的飽和蒸汽壓(壓力)，kPa；
Pc— 熱力學(xué)臨界壓力(壓力)，kPa；
qv— 液體流量，m3/h；
ρ— 液體密度，g/cm3；
P1— 閥前壓力(壓力)，kPa；
P2— 閥后壓力(壓力)，kPa。
2)阻塞流
判別式 (4)
流量系數(shù)計(jì)算公式
(5)
由式(5)可以看出，在阻塞流情況下，Kv值的計(jì)算公式有變化，壓差一項(xiàng)用FL2(P - FFpv)代替實(shí)際壓差P1- P2。這樣，比用實(shí)際壓差計(jì)算出的Kv值要大，即由于阻塞流的作用，使閥的流通能力不能充分發(fā)揮，必須按更大的Kv值來選擇閥的口徑，才能滿足流量的要 求。
2.4.2 低雷諾數(shù)Re修正(高黏度液體Kv值計(jì)算)
液體黏度過高時(shí)，由于雷諾數(shù)下降，改變了流體的流動狀態(tài)。在Re<2300時(shí)，流體處于層流低速流動，這樣按原公式計(jì)算出的Kv值就會導(dǎo)致較大的誤差，實(shí)際流通能力達(dá)不到計(jì)算值，必須進(jìn)行修正。當(dāng)液體為高黏度時(shí)，調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)Kv 的計(jì)算公式為
(6)
式中 ψ— 黏度修正系數(shù)，按Re查圖1求得。
關(guān)于Re在流體力學(xué)中已有論述，主要與流體性質(zhì)及流經(jīng)的管路兩方面因素有關(guān)。對于只有1個(gè)流路的自力式調(diào)節(jié)閥(如單座閥、套筒閥等)，Re的計(jì)算公式為
(7)
對于只有2個(gè)平行流路的自力式調(diào)節(jié)閥(如雙座閥)，Re的計(jì)算公式為
(8)
式中 Kv— 不考慮黏度修正時(shí)的流量系數(shù)；
v— 流體運(yùn)動粘度，10-6m2/s。
2.4.3 氣體的Kv值計(jì)算
氣體與液體不同，它具有可壓縮性。氣體流過調(diào)節(jié)閥后，密度變小，不能再用液體公式來計(jì)算。關(guān)于氣體的Kv值計(jì)算方法，目前有閥前密度法、閥后密度法、平均 密度法、壓縮系數(shù)法等多種方法。因?yàn)槠骄芏确ǖ挠?jì)算結(jié)果比較接近實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，故應(yīng)用zui多。這里推薦采用平均密度法來計(jì)算氣體的Kv值。
當(dāng)P2>0.5p1時(shí)
(9)
當(dāng)P2≤0.5p1時(shí)
(10)
式中 qvN— 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體流量，m3/h；
Pm— 壓力，kPa；
Δp— 閥前后壓差，kPa；
d — 氣體相對密度，空氣d=1；
t — 氣體溫度，℃ 。
2.4.4 蒸汽的Kv值計(jì)算
1)飽和蒸汽
當(dāng)P2>0.5p1時(shí)
(11)
當(dāng)p2≤0.5p1時(shí)
(12)
式中 qv蒸— 蒸汽流量，kg/h；
K— 蒸汽修正系數(shù)，各種蒸汽的K值：水蒸汽 K=19.4，甲烷、乙烯蒸氣 K=37，氨蒸氣K=25，丙烷、丙烯蒸汽 K=41.5，氟利昂11 K=68.5，丁烷、異丁烷蒸氣 K=43.5。
2)過熱水蒸汽
當(dāng)P2>0.5p1 時(shí)
(13)
當(dāng)p2≤0.5pl時(shí)
(14)
式中 Δt— 水蒸汽過熱溫度，℃。
2.4.5 兩相流的Kv值計(jì)算
當(dāng)介質(zhì)為氣液兩相流時(shí)，一般采用分別計(jì)算液體的Kv液和氣體的Kv氣值，然后相加求取調(diào)節(jié)閥總Kv值。
Kv=Kv液+Kv氣
這種方法是基于兩種介質(zhì)相互獨(dú)立，互不影響的觀點(diǎn)。但實(shí)際上，隨著液相和氣相組成成分的變化，流體的狀態(tài)趨向也不同，因此，計(jì)算出的Kv值誤差較大。
2.5 調(diào)節(jié)閥的口徑選擇
2.5.1 一般的選擇步驟
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥,氣動截止閥,電動蝶閥,氣動蝶閥 根據(jù)生產(chǎn)能力、設(shè)備負(fù)荷確定zui大流量和zui小流量qvmax、qvmin；根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)、壓力分配和管路損失，確定zui大壓差和zui小壓差Δpvmax 、Δpvmin；按流量系數(shù)計(jì)算公式，求得zui大流量和zui小流量時(shí)的流量系數(shù)Kvmax、Kvmin；根據(jù)求出的Kvmax，在產(chǎn)品樣本中選取大于 Kvmax，并zui接近Kvmax的Kvs值；由計(jì)算出的Kvmax，Kvmin驗(yàn)算閥的開度(一般要求閥開度在10%~80%之間)；根據(jù)Kvmax、 Kvmin計(jì)算可調(diào)比R(一般要求R=Kvmax/KVmin≤30∶1)；各項(xiàng)計(jì)算驗(yàn)證合格后，根據(jù)Kvs值，確定調(diào)節(jié)閥的口徑。
2.5.2 常用的選擇步驟
按照qvmax及Δpvmin 計(jì)算出Kvmax；將Kvmax乘以(1.3~1.5)，求得Kvmax(根據(jù)具體情況定)；按K vmax選擇Kvs (查產(chǎn)品樣本)，應(yīng)選擇zui靠近Kvmax且大于Kvmax的Kvs值，保證Kvmax/Kvs≤0.75，按Kvs值，確定調(diào)節(jié)閥的口徑。
但是應(yīng)保證液體流速在2.5m/s以下，氣體流速在80~100m/s以下，否則易產(chǎn)生噪音。
2.5.3 自力式流量調(diào)節(jié)閥的選擇
當(dāng)介質(zhì)為液體時(shí)，自力式流量調(diào)節(jié)閥的口徑選擇將有所不同。實(shí)際上有效壓力(指調(diào)節(jié)閥節(jié)流閥板前后的壓差)下的zui大流量已經(jīng)限制了自力式流量調(diào)節(jié)閥的流量值，所以在選擇閥流量時(shí)，不能按照Kv值選擇，只能按照工藝條件qvmax的大小選擇流量。
根據(jù)qvmax值的大小和系統(tǒng)壓差來選取合適的流量，然后確定Kvs值和閥的口徑。選擇時(shí)應(yīng)注意閥前后壓差應(yīng)大于有效壓力，還應(yīng)注意閥的開度。自力式流量調(diào)節(jié)閥一般多用于液體介質(zhì)的流量控制。
當(dāng)介質(zhì)為氣體時(shí)，應(yīng)保持氣體的壓力比較穩(wěn)定。在計(jì)算時(shí)，應(yīng)按Kv值選取閥的口徑。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有：加長桿蝶閥安裝注意事項(xiàng)
下一篇：截止閥流向
