阀门实际特性曲线与理想特性曲线的对比分析

调节阀的特性及选择调节阀是一种在空调控制系统中常见的调节设备，分为两通调节阀和三通调节阀两种。

调节阀可以和电动执行机构组成电动调节阀，或者和气动执行机构组成气动调节阀。

电动或气动调节阀安装在工艺管道上直接与被调介质相接触，具有调节、切断和分配流体的作用，因此它的性能好坏将直接影响自动控制系统的控制质量。

本文仅限于讨论在空调控制系统中常用的两通调节阀的特性和选择，暂不涉及三通调节阀。

1．调节阀工作原理从流体力学的观点看，调节阀是一个局部阻力可以变化的节流元件。

对不可压缩的流体，由伯努利方程可推导出调节阀的流量方程式为()()21221242P P D P P AQ -=-=ρζπρζ式中：Ｑ——流体流经阀的流量，m 3/s ；Ｐ1、Ｐ2——进口端和出口端的压力，MPa ；Ａ——阀所连接管道的截面面积，m 2； Ｄ——阀的公称通径，mm ；ρ——流体的密度，kg/m 3； ζ——阀的阻力系数。

可见当A 一定，(P 1-P 2)不变时，则流量仅随阻力系数变化。

阻力系数主要与流通面积(即阀的开度)有关，也与流体的性质和流动状态有关。

调节阀阻力系数的变化是通过阀芯行程的改变来实现的，即改变阀门开度，也就改变了阻力系数，从而达到调节流量的目的。

阀开得越大，ζ将越小，则通过的流量将越大。

2．调节阀的流量特性调节阀的流量特性是指流过调节阀的流体相对流量与调节阀相对开度之间的关系，即⎪⎭⎫⎝⎛=L l f Q Q max 式中：Q/Q max ——相对流量，即调节阀在某一开度的流量与最大流量之比； l/L ——相对开度，即调节阀某一开度的行程与全开时行程之比。

一般说来，改变调节阀的阀芯与阀座之间的节流面积，便可控制流量。

但实际上由于各种因素的影响，在节流面积变化的同时，还会引起阀前后压差的变化，从而使流量也发生变化。

为了便于分析，先假定阀前后压差固定，然后再引申到实际情况。

因此，流量特性有理想流量特性和工作流量特性之分。

汽轮机阀门流量特性对电力系统的影响及其控制分析作者：焦敬东来源：《科技创新导报》2012年第27期摘要：对于整个电力系统产生稳定性因素的就是汽轮机阀门流量的特性，通过电网的建立以及相关的机械设备系统的模型，可以了解和研究关于汽轮机阀门流量特性对电力系统的影响。

通过详细的数学分析和研究发现，汽轮机阀门流量特性不稳定的时候，将会导致原动机周期的波动。

对于这种情况，要及时的调整并制定出新的汽轮机系统控制策略，新指定的策略必须要对于微分的控制器的进行合理的调节，这样对于系统的阻力有大幅度的增加。

关键词：汽轮机阀门流量特性调速系统控制策略中图分类号：TK26 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）09（c）-0076-01在当今发电厂里大多采用DEH系统对汽轮机进行控制，擅长管理和控制各种汽阀门是DEH系统中最优质的用途，在DEH系统中必须将指令由流量转化为阀门的开度，所以流量和阀门的开度有着相当密切的关系，也就是阀门流量的特性曲线。

若汽轮机阀门实际流量和原来流量特性曲线并没达到一致时，就会出现大的控制偏差。

将会对整个机组的安全及变负荷的能力产生一定的影响，最为严重的是使系统发生强烈的振荡，发生这样的现象对于正在高速运转的汽轮机来说是很不安全的。

而事实上，因为制作安装的工艺都不一致、阀门长期的磨损，甚至是阀门设计行程和实际行程不一样，这些原因都可以使阀门流量和原来流量的特性曲线不一样，这就要去对阀门流量的特性曲线进行调整，使得汽轮机运行自身的稳定性和经济性有一定的提高和发展。

1汽轮机阀门流量特性的分析汽轮机流通部分根据经济功率而设计的，机组用喷嘴配汽的方式进行顺阀的运行，汽轮机第一级为调节级，调节级为喷嘴组，当蒸汽经过主汽门以后才可以开启汽门慢慢的通向调节级。

所以说，嘴配汽的特点就是部分负荷的时候自身的经济性能比较好较好。

因为各个喷嘴之间都会存在一定的间壁，各个调节的汽门已开还是会有一部分进汽，即使在最大的功率下进行调节级还是会损失。

TPRI江苏华美热电有限公司1、2号机组阀门流量特性试验及滑压曲线优化方案西安热工研究院有限公司二〇一六年十月目录1.编制目的 (2)2.适用标准 (2)3.试验内容 (2)4.试验条件 (3)5.阀门流量特性试验方法及步骤 (3)6.滑压曲线优化试验内容及步骤 (5)7.试验注意事项 (5)1. 编制目的DEH中的高调门动作情况直接影响着火电机组的实发功率和主汽压力的运行品质，恰当的高调门流量曲线和阀门重叠曲线，是提高AGC发电品质、一次调频动作质量的关键因素之一。

由于调试、安装、机组大小修、设备装置的漂移等原因，在运机组会发生高调门曲线和重叠曲线偏离理想值的现象，有时甚至会发生一次调频质量下降和AGC品质下降的情况。

汽机高调门特性曲线优化试验，通过试验确认汽机高调门开度和主汽流量的关系，拟合出高调门全行程开度流量特性，计算、试验、校正顺阀方式下的高调门重叠度函数。

滑压曲线的设置合理性，直接影响着机组效率及调功能力。

原始初设滑压曲线由设计参数得出，以机组郎肯循环热效率为优先，未考虑调门节流损失及阀门线性磨损情况。

通过滑压曲线优化，找出各个负荷点最佳压力设定值，在保证机组调功裕度的前提下，基于实际调门特性，降低节流损失，达到节能提效的目的。

编写本方案的目的是规范1、2号机组阀门流量特性试验及滑压曲线优化调试行为，确保设备、人身不受伤害。

保证系统调试保质、保量、有序进行。

2. 适用标准DL/T656—2006 火力发电厂汽机控制系统验收测试规程DL/T824—2002 汽轮机电液调节系统性能验收导则DL/T711—1999 汽轮机调节控制系统实验导则国能安全[2014]161号《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》《电厂汽机运行规程》DEH厂家技术资料DCS厂家技术资料3. 试验内容3.1 阀门流量特性试验●汽机高调门开度和蒸汽流量对应数据的试验测定。

●汽机高调门开度/蒸汽流量特性曲线的拟合。

一、实验目的1. 理解阀门流量特性的基本概念和影响因素。

2. 通过实验验证不同阀门结构对流量特性的影响。

3. 掌握流量特性的测试方法和数据分析技巧。

二、实验原理阀门流量特性是指阀门在开启状态下，流体通过阀门时的流量与阀门开度之间的关系。

流量特性曲线反映了阀门在不同开度下的流量变化规律。

本实验通过测试不同阀门在不同开度下的流量，分析其流量特性。

三、实验仪器与设备1. 阀门流量计：用于测量流体流量。

2. 阀门：不同结构、不同尺寸的阀门。

3. 电磁阀：用于控制流体流动。

4. 计时器：用于测量流体流动时间。

5. 水泵：提供实验所需的流体压力。

6. 实验台：用于搭建实验装置。

四、实验步骤1. 准备实验装置：将阀门、电磁阀、计时器、水泵等仪器设备连接好，确保实验装置正常运行。

2. 设置实验参数：根据实验要求，设置不同阀门的开度，记录相应的阀门开度值。

3. 进行实验：打开电磁阀，使流体通过阀门，记录流体流动时间。

重复实验，记录不同开度下的流体流动时间。

4. 数据处理：根据实验数据，计算不同开度下的流量值，绘制流量特性曲线。

五、实验结果与分析1. 实验数据（1）阀门A的流量特性曲线开度（%） | 流量（L/min）-------- | --------0 | 010 | 1.220 | 2.430 | 3.640 | 4.850 | 6.060 | 7.270 | 8.480 | 9.690 | 10.8100 | 12.0（2）阀门B的流量特性曲线开度（%） | 流量（L/min）-------- | --------0 | 010 | 1.020 | 2.030 | 3.040 | 4.050 | 5.060 | 6.070 | 7.080 | 8.090 | 9.0100 | 10.02. 结果分析（1）阀门A和阀门B的流量特性曲线均呈非线性关系。

随着阀门开度的增大，流量逐渐增大，但增加速度逐渐减小。

（2）阀门A的流量特性曲线在低开度时斜率较大，说明在低开度时，阀门A的流量变化较为敏感。

动态压差平衡阀与电动调节阀组合与一体式动态平衡电动调节阀的性能比较随着人们生活水平和节能意识的不断提高，变流量系统在暖通空调工程中占据越来越重要的位置，同时，一种新型的水力系统—全面平衡的变流量水力系统也在暖通空调工程中得到越来越广泛的应用。

全面平衡的变流量水力系统一般通过具有动态平衡和电动调节功能的阀或阀组调节末端设备（如空调箱）的流量来调控目标区域的温度，它能动态地平衡系统的压力变化，使二台或多台末端设备间的流量调节不互相干扰，因此这种系统具有高效节能性。

目前在一些空调工程中，设计人员常用的具有上述功能的阀门配置主要有一体式动态平衡电动调节阀和“动态压差平衡阀与电动调节阀组合”。

那么在实际的工程运用中应如何评价这两种配置的性能及其区别呢？一、具有动态平衡和电动调节功能阀门的主要性能指标要求：在进行这两种配置的性能比较前，我们需要知道具有动态平衡和电动调节功能阀门的主要性能指标要求，然后对这些性能指标逐条进行比较，这样我们就可以比较全面地认识这两种配置的性能及区别。

动态平衡与电动调节型阀或阀组的主要性能指标是：关键点定压差功能（动态平衡功能）、阀门实际流量调节特性、最大流量、最大流量的可调性、最大流量设定对调节精度的影响、设备是否便于运行维护、安装调试是否便利等。

1、关键点定压差功能（动态平衡功能）：关键点定压差功能是这种阀或阀组的主要性能指标，只有具有关键点定压差功能，这种阀或阀组才具有动态平衡功能，才能使暖通空调变流量系统全面水力平衡的实现成为可能。

关键点定压差又分为压差不变型和压差可调型两种，它们的具体区别会在以后的篇幅中加以阐述。

2、阀门实际流量调节特性：阀门实际流量调节特性是调节型阀门调节功能的主要技术指标，是调节阀在其有效的调节区间内能否达到系统要求调节精度的关键。

对于暖通空调水系统，如果是介质为水的换热盘管型末端设备，一般要求具有等百分比的实际流量特性，如果是介质为蒸气的换热盘管型末端设备，则要求具有直线型实际流量特性。

管路特性曲线实验报告
实验目的：
本实验旨在通过对简单流量管路的实验研究，了解管路的特性
曲线。

通过实验分析，掌握设计规格和管路试验数据的检查方法。

实验原理：
流量管路特性曲线实验是一种测量压力下降随流量变化的试验，通过实验得出的结果可以绘制出管路的特性曲线。

在实验中，通
过调节阀门的开度和流量的控制，分别测量不同流量下的压力变化，从而得到相应的管路特性曲线。

实验步骤：
1.连接管路：将测压管和流量计与被测管道连接。

2.调节阀门：调节阀门的开度，使流量计读数适中。

3.记录数据：记录不同流量下的压力读数。

4.绘制特性曲线：利用实验数据，绘制出管路特性曲线。

实验结果：
通过分析实验数据，得出了不同流量下的压力变化，绘制出了管路特性曲线，如下图所示：
实验结论：
通过本次实验，我们得出了管路特性曲线，掌握了设计规格和管路试验数据的检查方法。

同时也加深了我们对管路特性曲线的了解，为我们今后的实践工作提供了帮助。

参考文献：
1.基于特性曲线的管路分析，黎明，机械科学与技术学报，2019年。

2.管路特性曲线的测量方法和实验分析，钟春波，流体机械，2018年。

汽轮机阀门流量曲线典型问题分析及分段优化针对流量特性曲线存在的典型问题，采取分段的方式对阀门流量特性曲线进行优化调整，本文以一个实际例，分析阀门流量曲线存在的典型问题，并对该问题进行分段优化处理，其中过程包括数据处理、阀门流量曲线拟合、负荷流量曲线拟合和优化曲线验证等环节。

标签：曲线拟合典型问题分段优化流量曲线0前言随着电力系统规模越来越大，跨区域的系统互联正在逐步形成，分布式发电、多种综合能源等方向发展迅速，电网组成及运行特性日趋复杂[1] ，对电源侧与电网侧的协调性能提出更高要求。

电源侧涉及电网稳定的是调频，影响调频因素众多，阀门流量特性是主要原因之一。

针对阀门流量曲线优化方法，目前研究成果比较多。

对阀门进行全行程优化时，数据采集耗时比较长，因此，收集某段阀门流量曲线数据，对流量曲线进行分段优化是可行的。

本文以一个实例，分析流量曲线的典型问题，并进行分段优化。

1 汽轮机阀门流量曲线典型问题阀门流量特性是指阀门开度与通过阀门蒸汽流量的对应关系，由于阀门长期运行，磨损、调速系统或通流改造、安装等都会引起阀门流量特性与实际存在偏差，导致调频性能下降。

目前DEH都配有单-顺阀模式，但处于经济性考虑，采用顺序阀运行居多，因此，阀门流量特性就存在一个典型的问题，重叠度选择不合适，在衔接处，流量曲线就出现平缓或下跌现象。

另一种典型问题是阀门衔接处负荷曲线出现突变，也是重叠度不适合导致的。

其他某段流量曲线存在突变或变缓现象，但该类问题不多见，其中最典型的第一种，衔接处出现负荷流量平缓或下跌问题，本文实例属于该类型。

2 阀门流量曲线分段优化以某厂600MW超临界机组阀门流量特性优化拟合为例，分析、介绍阀门流量曲线分段优化过程，具体过程如下。

2.1 阀门流量特性问题分析收集某厂变工况时历史数据，经过预处理，采用主蒸汽与调解级压力比[2]和负荷流量曲线表征阀门流量动态特性，得出机组实际负荷流量曲线变化趋势图如2-1所示。