调节阀压差的确定
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比例调节阀的计算选型比例调节阀的计算选型调节阀的流通能力C值,是调节阀的重要参数,它反映流体通过调节阀的能力,也就是调节阀的容量。
(1)调节阀流通能力C值定义为:调节阀全开时,阀前后压力差为0.1MPa,流体密度为1g/cm3时,每小时流经调节阀的体积流量(m3/h)。
为了正确选择调节阀的尺寸,必须准确计算调节阀的流通能力C 值。
在设计选用时,根据工艺提供的最大流量、阀前绝对压力、阀后绝对压力、流体密度及温度等,计算出流通能力C值,然后按C值选择合适的阀的口径。
(2)调节阀C值计算公式。
介质为液体时 C=10Q介质为饱和蒸汽时当P2>0.5P1时 C=6.19Gs当P2≤0.5P1时 C=7.22介质为过热蒸汽时当P2>0.5P1时 C=6.23Gs当P2≤0.5P1时 C=7.25Gs介质为气体时当P2>0.5P1时 C=当P2≤0.5P1时 C=式中Q——液体体积流量(m3/h)QN——标准状态下气体体积流量(m3/h标况)Gs——蒸汽流量(kg/h)P1——阀前绝对压力(kPa)P2——阀后绝对压力(kPa)ΔP——(P1-P2)阀前后压差(kPa)t——流体温度(℃)Δt——过热度(℃)ρ——流体密度(t/m3,g/cm3)选对比例调节阀对整个空调系统运行极为重要,阀门的开启度控制情况直接影响着空调的温湿度。
同时比例调节阀的安装应注意以下几点:(1)调节阀应装在水平的工艺管道上,即调节阀保持垂直。
(2)为便于检修,应靠近地面、楼板、平台等,如在架空管道距地面较高时,应设专用检修平台。
(3)在调节系统失灵或调节阀本身发生故障时,为避免造成停运和发生事故,影响正常生产,一般都应安装旁路管。
(4)当调节阀公称直径小于管道直径时,应加变径接头,而且变径接头不能太短。
1、调节阀流量系数C V定义:阀处于全开状态,两端压差为1磅/英寸2(0.07kg/cm2)的条件下,60℉(15.6℃)的清水,每分钟通过阀的美加仑数.2、压差:调节阀两端压差与整个系统压损失之比(Pr)是评定调节阀性能好坏的标准.如果流量波动幅度较大,这个压降比(Pr)数值也应大些,同样,波动幅度较小时, Pr也应小些.一般来说, Pr大小最好限制在15~30%之内.3、调节阀径计算公式液体(英制)CV=Q/(P1-P2)=Q式中Q=最大流量 gpm(美加仑)G=比重(水=1)P1=进口压力 psiP1=出口压力 psi=p1-p2 (p1和p2为最大流量时的压力)说明:cv=1.17kv是我国调节阀流量系数的符号。
4、流量选取调节阀口径所采用最大流量应比工艺流程的最在流量大25%~60%,这是一个必可缺少的安全系数,这样可避免调节阀在全开位置上运行。
然而,当最大流量已包括了这个安全系数,则可以不予考虑。
5、气体1、<p1/2时如果标准状态即760mmHg(14.7psia)和15.6℃条件下最大流量,下列公式不需经过修正,可直接计算.CV=Q/963 CV=Q/2872、 >p1/2时CV=Q CV=Q6、水蒸气1、<p1/2时CV=WK/2.12 CV=WK/13.672、 >p1/2时CV=WK/1.84P1 CV=WK/11.9P1W=最大流量LB/H W=最大流量KG/H 7、其他蒸气CV=W/89.6 CV=W/1210<p1/2时应用P1/2代替V2要用P1/2时相对应的值W=最大流量LB/H W=最大流量KG/H。
调节阀最大关闭压差
调节阀的最大关闭压差通常由制造商根据产品设计和性能限制确定。
最大关闭压差是指调节阀完全关闭时,阀门两侧的压差。
具体的最大关闭压差取决于以下因素:
1. 阀门材质和结构:不同材质和结构的阀门具有不同的最大关闭压差限制。
例如,蝶阀的最大关闭压差通常比球阀低。
2. 阀门类型:不同类型的调节阀,如闸阀、球阀、蝶阀等,其最大关闭压差也不同。
3. 阀门尺寸:阀门的尺寸越大,其最大关闭压差通常也越高。
4. 工作介质:不同的工作介质对阀门的最大关闭压差有影响。
一些介质如高温、高压等可能限制了最大关闭压差。
一般来说,调节阀的最大关闭压差应在产品规格和说明书中有明确的标明。
在使用调节阀时,应该根据设备的工作条件和要求选择合适的阀门,确保不超过其最大关闭压差的限制,防止阀门损坏或不正常工作。
调节阀压差的【2 】肯定一、概述在化工进程掌握体系中,带调节阀的掌握回路到处可见.在肯定调节阀压差的进程中,必须斟酌体系对换节阀操作机能的影响,不然,即使盘算出的调节阀压差再精确,最终肯定的调节阀也是无法知足进程掌握请求的.从主动掌握的角度来讲,调节阀应当具有较大的压差.如许选出来的调节阀,其现实工作机能比较接近实验工作机能(即幻想工作机能),即调节阀的调节品德较好,进程轻易掌握.但是,轻易造成肯定的调节阀压差偏大,最终选用的调节阀口径偏小.一旦管系压降比盘算值大或相当,调节阀就无法起到正常的调节感化.现实操作中,消失调节阀已处于全开地位,所经由过程的流量达不到所期望的数值;或者经由过程调节阀的流量为正常流量值时,调节阀已处于90%开度邻近,已处于平日调节阀开度上限,若负荷稍有进步,调节阀将很难起到调节感化.这就是调节阀压差取值过大的成果.从工艺体系的角度来讲,调节阀应当具有较小的压差.如许选出来的调节阀,可以避免消失上述问题,或者调节阀处于泵或紧缩机出口时能耗较低.但是,如许做的成果往往是选用的调节阀口径偏大,因为调节阀压差在管系总压降中所占比例过小,调节阀的工作特征产生了轻微畸变,调节阀的调节品德不好,进程难于掌握.现实操作中,消失经由过程调节阀的流量为正常流量值时,调节阀已处于10%开度邻近,已处于平日调节阀的开度下限,若负荷稍有变化,调节阀将难以起到调节感化,这种情形在低负荷开车时尤为显著.这就是调节阀压差取值过小的成果.同时,调节阀口径第1页,-共30页偏大,既是调节阀才能的糟蹋,使调节阀费用增高;并且调节阀长期处于小开度运行,流体对阀芯和阀座的冲蚀感化轻微,缩短调节阀的运用寿命.精确肯定调节阀的压差就是要解决好上述两方面的抵触,使根据工艺前提所选出的调节阀可以或许知足进程掌握请求,达到调节品德好.节能降耗又经济合理.关于调节阀压差的肯定,常见两种不雅点.其一以为根据体系前后总压差估算就可以了;其二以为根据管系走向盘算出调节阀前后压力即可盘算出调节阀的压差.这两种方法对于估算国内初步设计阶段的调节阀是可以的,但用于具体设计或施工图设计阶段的调节阀选型是错误的,常常造成所选的调节阀口径偏大或偏小的问题.精确的做法是对换节阀地点管系进行水力学盘算后,联合体系前后总压差,在不使调节阀工作特征产生畸变的压差规模内合理地肯定调节阀压差.有人会问,一般掌握前提在流程肯定之后即要提出,而管道专业的配管图往往滞后,并且配管时还须要调节阀的有关尺寸,如何在提调节阀掌握前提时先辈行管系的水力学盘算呢?如何进行管系的水力学盘算,再联合体系前后总压差,最终在合理规模内肯定调节阀压差,这就是本文要解决的问题.二.调节阀的有关概念为了让大家对换节阀压差肯定进程有一个清晰的熟悉,我们须要重温一下与调节阀有关的一些根本概念.1.调节阀的工作道理第2页,-共30页第3页,-共30页 如图1所示,根据柏尽力方程,流体流经调节阀前后1-1和2-2截面间的能量守恒关系如下式所示.因为H 1=H 2,U 1=U 2,则有:在流体阻力盘算时,还有:则有: 则经由过程调节阀的流量为:F------调节阀吸收面积 K------调节阀阻力系数因为F 为定值,当P 1-P 2不变时,流量随K 值变化,而K 值是随调节阀的开度产生变化的.是以调节阀是经由过程转变开度,使阻力系数K 值产生变化,来达到调撙节量目标的.现令:)1(2222222111------+++=++f h gU rg P H g U rg P H )2(21-------=rgP P h f )3(22------=g U K h f )4(2212-------=rgP P g U K )5()(221-------=KrP P U )6(221-------==r P P KF FU Q )7(2------=KF C第4页,-共30页则有:C 值即内心专业选阀时用到的一个主要参数,称为调节阀的流畅才能.其界说为调节阀全开,调节阀两端压差为1kg/cm 2时,流经调节阀介质密度为1g/cm 3流体的流量.2.调节阀的幻想流量特征流体经由过程调节阀时,其相对流量和调节阀相对开度之间的关系,称为调节阀的流量特征.其数学表达式为:如图1所示仅以调节阀进出口为研讨对象,使调节阀压差为定值时,得到的流量特征为幻想流量特征.1)直线流量特征当调节阀单位相对开度变化引起的相对流量变化是一个常数时,称调节阀具有直线流量特征.其数学表达式为:其积分式为:)8(21-------=rP P C Q )9()(maxmax ------=l l f Q Q )10(maxmax ------=l l kd Q Q d )11(maxmax -------+=常数l l k Q Q第5页,-共30页代入边界前提l=0时, Q=Qmin; l=lmax 时, Q=Qmin.得:设:则有:R 称为可调比,即调节阀可以调节的最大流量 Qmax 和可以调节的最小流量Qmin 的比值.Qmin 不是调节阀封闭的泄露量,它是可调流量的下限值,当流量低于此值时,调节阀无法保证调节精度.一般Qmin=(2~4%)Qmax,而泄露量仅为(0.1~0.01%)Qmax.直线流量特征的调节阀,其开度变化雷同时,流量变化也是雷同的.一般调节阀,幻想可调比R=30时,直线流量特征调节阀的相对流量随相对开度间的变化情形如图2中的直线(1)所示.2)等百分比流量特征当调节阀单位相对开度变化引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比时,称调节阀具有等百分比流量特征.其数学表达式为:maxmin 1Q Q k -=max min Q Q =常数)13(])1(1[1maxmax -------+=l l R R Q Q )12(min max ------=Q Q R积分子女入边界前提l=0时, Q=Qmin; l=lmax 时, Q=Qmin.得:等百分比流量特征的调节阀,其开度变化百分比雷同时,流量变化百分比也雷同.对于一般调节阀,幻想可调比R=30时,等百分比流量特征调节阀的相对流量随相对开度间的变化情形如图2中的曲线(2)所示.3)快开流量特征当调节阀单位相对开度变化引起的相对流量变化与此点的相对流量成反比时,称调节阀具有快开流量特征.其数学表达式为:积分子女入边界前提l=0时, Q=Qmin; l=lmax 时, Q=Qmin.得:快开流量特征的调节阀,开度较小时,对应流量就比较大,在其开度规模内,跟着开度增长,流量很快达到最大,开度再增长时,流量变化幅度很小以至于不变.对于一般调节阀,幻想可调比R=30时,快开流量特征调节阀的相对流量随相对开度间的变化情形如图2中的曲线(3)所示.4)抛物线流量特征当调节阀单位相对开度变化引起的相对流量变化与此点相对流量的平方根)14(maxmax max ------=l l d Q Q k Q Q d )15()1(maxmax ------=-l l R Q Q )17(])1(1[121max2max -------+=l l R R Q Q )16()(max1max max ------=-l l d Q Q k Q Q d第7页,-共30页成正比时,称调节阀具有抛物线流量特征.其数学表达式为:积分子女入边界前提可得:抛物线流量特征的调节阀,其开度变化时,流量介于直线流量特征和等百分比流量特征之间变化.对于一般调节阀,幻想可调比R=30时,抛物线流量特征调节阀的相对流量随相对开度间的变化情形如图2中的曲线(4)所示.4)几种流量特征的比较参见图2中的流量特征曲线,对于直线流量特征,雷同的开度变化,流量变化ΔQ 是雷同的,那么在小流量时,ΔQ/Q 操作点大,操作敏锐不易掌握;大流量时,ΔQ/Q 操作点小,操作安稳易于掌握.是以,直线流量特征调节阀合适于负荷变化小的场合. 对于等百分比流量特征,雷同的开度变化,小开度时流量变化ΔQ 小;大开 度时流量变化ΔQ 大.是以,等百分比流量特征调节阀合适于负荷变化大的场合. 对于快开流量特征,随开度变大,流量很快达到最大,开度再增长时,流量变化)19(])1(1[12maxmax -------+=l l R R QQ幅度很小以至于不变.是以,快开流量特征调节阀不合适于调撙节量,但合适于在双位掌握或程控场合中运用.抛物线流量特征,其特征曲线介于直线流量特征和等百分比流量特征之间,并且接近于等百分比流量特征.是以常用等百分比流量特征调节阀来代替抛物线流量特征调节阀.所以,我们经常用到的是直线流量特征调节阀和等百分比流量特征调节阀.3.调节阀的现实流量特征因为调节阀都是安装在管路上,在体系总压降必定的情形下,当流量产生变化时,管路压降在变化,调节阀压差也在产生变化.是以调节阀压差变化时,得到的流量特征为现实流量特征.1)串联管路调节阀的现实流量特征对于如图3所示的调节阀与管路串联的体系,当调节阀上压差为ΔP 1值并保持不变时,单就调节阀本身来说它具有幻想流量特征.由式(8)可得: C qk 为调节阀全开时的流畅才能,则:)20(1------∆=r P CQ )21(1max ------∆=rP C Q qk第9页,-共30页 比较式(9)则有:将式(23)代入式(20),则得:经由过程管道的流量可以用下式表示:C g 为管道的流畅才能因为经由过程管系的流量是独一的,是以有下式成立:则有:因为:将式(27)代入式(28)得:)22(max ------=qkC C Q Q )23()(max ------=l lf C C qk )24()(1max------∆=r P l l f C Q qk )25(2------∆=r P C Q g )26()(21max ------∆=∆=r P C r P l l f C Q g qk )27()(1max 2222------∆=∆P l l f C C P g qk )28(21------∆+∆=∆P P P )29()](1[1max 222------∆+=∆P l l f C C P g qk )30()(11max 2221------+=∆∆l l f C C P P g qk第10页,-共30页 当调节阀全开时,调节阀上有最小压差,设最小压差为ΔP 1m .因为调节阀全开,此时有:则由式(29)得:则得:令 :S 为调节阀全开时,调节阀的压差与体系总阻力降的比值,称为调节阀的阻比,有的材料上称之为调节阀的阀权度.则有:将式(33)代入式(30),则得:若以Q max 表示管道阻力为零时调节阀全开时的最大流量,则由式(21)和式(24)可得:1)()(max max max ==l l f l l f )31()1(122------∆+=∆m g P C C P qk m g P C C P qk 122)1(∆+=∆1122-∆∆=mg P P C C qk )32(1------∆∆=PP S m )33(1122-------=SC C g qk)34()()11(11max21-------+=∆∆l l f S P P第11页,-共30页若以Q 100表示有管道阻力时调节阀全开时的最大流量,则由式(24)和式(21).式(32)得:将式(34)代入式(36),则得:式(35)为调节阀的现实流量与幻想最大流量参比关系.对于R=30的调节阀,当调节阀阻比产生变化时,其关系曲线如图4所示.式(37)即为调节阀的现实流量特征,它不但和调节阀的相对开度有关,并且与调节阀的阻比S 有关.对于安装在现实管路中R=30的调节阀,当调节阀阻比产生变化时,其现实机能曲线的变化趋势如图5所示.从图4和图5可见:a)当调节阀阻比S=1时,即管道阻力为零,体系的总压降全体落在调节阀上,此时现实流量特征和幻想流量特征是一致的.b)跟着调节阀阻比S 的减小,即管道阻力增长,调节阀最大流量比管道阻力为零时幻想最大流量要小,可调比在缩小.c)跟着调节阀阻比S 的减小,现实流量特征偏离幻想流量特征,S 越小偏离程度越大.)36()(1)(1max 1max100------∆∆=∆∆=PP S l l f P C P l l f C Q Qmqk qk )37()()1(1)(max2max100-------+=l l f S S l lf Q Q )35()()11(11)(max2maxmax -------+=l lf S l lf Q Qd)从图4可见, 跟着调节阀阻比S的减小,直线流量特征趋势于快开流量特征,等百分比流量特征趋势于直线流量特征.并且跟着调节阀阻比S的减小,可调最小流量在升高,可调比在缩小.是以,跟着调节阀阻比S的减小,现实流量曲线偏离幻想流量曲线,可调比在缩小,可调节规模在变窄.反之则解释,为了保证调节阀具有较好的调节机能,调节阀请求有必定的压差.在现实运用中,为保证调节阀具有较好的调节机能,避免调节阀现实特征产生畸变,一般愿望调节阀阻比S≥0.3.根据图5和实验测试,调节阀阻比S对换节阀特征的影响成果如下表所示:a)高压减至低压时,S很轻易在0.5以上.固然S越大越好,但有时压差很大,轻易造成调节阀冲蚀或流体已呈壅塞流,此时可在调节阀前增设一减压孔板,使部分压差消费在孔板上.孔板上分管的压差可和自控专业协商肯定.b) 稍高压力减至低压或物料自流的场合,要使S在0.3以上有时有艰苦.此时可想方法降低管路阻力,如:放大管径.转变装备布置以缩短管道长度或增长位差.削减弯优等措施,必定要确保S≥0.3.c)低压经由泵至高压的场合,为了降低能耗,请求至少S≥0.15.但为获得较好的调节阀品德,建议S≥0.3.d)气体管路因为阻力降很小,S很轻易在0.5以上.但在低压和真空体系中,因为允许压力降较小,请求S≥0.15.2)并联管路调节阀的现实流量特征对于如图6所示的调节阀与管路并联的体系,压差ΔP为定值.是以总管流量Q第14页,-共30页则:由式(21)和上式可得: 由式(38)可得:则式(25).式(41)和(42)得:可以得出:由式(24)和式(38)得:)40(max1max ------=xQ Q )41(max ------∆=xr PC Q qkrPC r P C rP C Q Q x g qkqk∆+∆∆==maxmax1)42(2max 1max ------+=Q Q Q )43(11-------=xC Cg qk第15页,-共30页由式(41).式(43)和式(44)得:这就是并联管路调节阀的现实流量特征,对于不同的x,现实机能曲线的变化趋势如图7所示.从图7可见:a)当x=1时,即旁路封闭,现实流量特征和幻想流量特征是一致的. b)跟着x 逐渐减小,即旁路逐渐开大,经由过程旁路的流量逐渐增长,现实流量特征起点在上移,可调比在缩小,但流量特征曲线外形根本不变.在现实运用中,为保证调节阀有必定的可调,即具有比较好的调节机能,一般愿望调节阀阻比 x ≥0.5,最好x ≥0.8.这种调节阀和管路并联的情形在现实工程中并不多见,但对于一些须要保持体)44()(max------∆+∆=rPC r P l l f C Q g qk )45()1()(maxmax --------+=x l lxf QQ系有一个最低流量,负荷变化不大(即调节比较小)的场合,为防止内心故障时最低流量得不到保证,可以采用调节阀和管路并联.别的,当所选的调节阀偏小,作为一种补救措施;或者装配有扩容才能,但调节阀已不能知足请求时.可将调节阀的旁路稍开,使调节阀达到所期望的调节目标.此时,先封闭调节阀主管路,经由过程阀后总管上的流量计来标定旁路阀的开度. 4.调节阀的可调比 1)幻想可调比R由式(12)知可调比R 为调节阀可以调节的最大流量 Qmax 和可以调节的最小流量Qmin 的比值.即:因为:则:2)串联管路调节阀的现实可调比R S对于如图3所示的调节阀与管路串联的体系,调节阀全开时,最大流量Q max 对应minmax Q Q R =rP C Q ∆=maxmax rP C Q ∆=minmin )46(min minmax max ------==C CQ Q R第17页,-共30页最小的调节阀压差ΔP 1m ;调节阀全关时,最小流量Q min 对应最大的调节阀压差ΔP 1max.则调节阀的现实可调比R S 有:由式(7)知,C 值与吸收面积和调节阀的阻力系数有关,吸收面积为定值;而阻力系数仅与阀门开度有关,开度必定对应的阻力系数也是定值.所以,无论调节阀处于幻想管系照样现实管系,C max 和C min 是定值,则由式(46)和(47)得: 当经由过程调节阀的流量最小时,调节阀几乎全关,管路阻力降趋于0,调节阀的最大压差ΔP 1 max 趋于体系总压降ΔP,是以:上式解释,串联管路调节阀的现实可调比R S 与幻想可调比R 和阻比S 有关.阻比S 越小,现实可调比越小.是以,为保证必定的可调比,调节阀的阻比S 要恰当,不能使阻比S 过小.国产的调节阀,幻想可调比R=30.但斟酌到选用调节阀时圆整口径以及对C 值的圆整和放大,一般取R=10.即使如斯,在调节阀与管路串联的体系中,当S=0.3时,R S 仍为5.4 .而一般工艺进程中,Q min =30%Q nor ,Q max =125%Q nor ,R S 不过4.16.是以,只要S≥0.3是可以知足请求的,只要阻比S 不是太小或对可调比请求太高,可不必验算现实可调比.当请求的可调比较大时,调节阀知足不了工艺请求,此时,可采用进步调节阀阻)48(max 11------∆∆=P P RR ms )49(1max 11------=∆∆≈∆∆=S R P P R P P R R mm s )50(------≈S R R s第18页,-共30页比S,或采用大小两个调节阀并联工作的分程调节体系. 3)并联管路调节阀的现实可调比对于如图6所示的调节阀与管路并联的体系,调节阀的现实可调比R S 为:则:因为:则:将式(39)代入上式得:)(512min 1max------+=Q Q Q R s max 2max min 1max 2min 11Q Q Q Q Q Q Q R s +=+=max 1min 11Q R Q =maxmax 1max max max 11Q Q Q RQ Q R s -+=max 1max 2Q Q Q -=第19页,-共30页因为R>>1,则:上式解释,并联管路调节阀的现实可调比R S 与调节阀的幻想可调比R 无关,只和总管最大流量与旁路流量有关. 三、调节阀压差的肯定我们经常碰到的是如图3所示处于串联管路中的调节阀.经由过程前面临换节阀现实特征和可调比等的演算和剖析,可以看出影响调节阀调节机能的症结参数是调节阀全开经由过程最大流量时,调节阀前后的最小压差ΔP 1m .所以ΔP 1m 即为我们要肯定的调节阀压差.如图8所示的体系,根据柏尽力方程,流体自1-1到2-2截面间的能量守恒关系式为:式中h f 为1-1到2-2截面间管路上的阻力降,包括直管阻力降.局部阻力降和装备阻力降等.上式即为总推进力=管系总阻力,总推进x x RR s -+=111)52(111-------+=xRR R s )53(11112max maxmax1------=-=-≈Q Q Q Q xR s )54(1------+∆+=+b m f a P P h hP第20页,-共30页力=Pa-Pb+h,管系总阻力ΔP=ΔP 1m +h f .由上式可得:又由式(32)及调节阀阻比S=0.3~0.5得:由式(56)可以盘算出ΔP 1m =(0.429~1.0)h f .即调节阀的压差应为管路阻力降的0.429到1.0倍.式(55)和式(56)就是调节阀压差的盘算公式及核算式.用法为先由式(55)盘算出调节阀的压差,再由式(56)进行核算.只有同时知足式(55)和式(56)的请求时,盘算出的调节阀压差才可以作为调节阀的选型根据.但是,从式(55)可见,当盘算ΔP 1m 时,需先盘算出管道阻力降h f ,管道阻力降是经由过程管系的水力学盘算求出的.平日掌握前提在流程肯定之后即要提出,而管道专业的配管图是在接到掌握专业返回的调节阀前提后才可以最终绘制出来的,如何在提调节阀掌握前提时先辈行管系的水力学盘算呢?一般起首根据工艺流程图和掌握请求计划出调节阀的大致地位,再联合装备布置图构思出管系的走向图,根据此图进行管系的水力学盘算求出管道阻力降h f .管道专业的配管图应尽量接近先前构思的管系走向图来设置,即使最终的配管图与构思的管系走向图有出入,仅仅引起管线长度和弯头数目的有限变化,对管道的阻力降和调节阀压差盘算影响不大,更况且调节阀的压差可在必定规模内取值.为了安全起见,盘算出的管道阻力降应斟酌15~20%)55(1-------+-=∆f b a m h h P P P )56(5.0~3.011-------=+∆∆=fm mh P P S第21页,-共30页的裕量.对于低压体系和高粘度物料,为了确保设计无误,最终的配管图出来今后要对管道阻力降进行核算,因为管线长度和弯头数目变化对管道阻力降的影响比较大.一旦发明调节阀压差肯定的有问题,应实时进行调剂.别的,因为调节阀前后多有大小头和响应的变径管线,上述计划的管系走向图中还无法将他们斟酌完整,是以根据式(55)盘算出调节阀压差ΔP 1m 后,现实调节阀压差取值可稍比盘算值为小.当管路阻力降大时,两者差值大一些;反之则差值小一些或直接取盘算值.现实工程中,我们碰到的体系与图8所示的情形不尽雷同,在运用式(55)和式(56)时,可按下述方法进行灵巧处理.1、低压经由泵至高压的工况如图9所示,在这种情形下,往往泵的扬程需和调节阀压差同时肯定.此时可先由式(56)肯定调节阀压差,再由式(55)求出泵的扬程.则式(56)变为:若H 表示泵的扬程,则式(55)应变为:在这种场合下,为了降低能耗,调节阀的阻比可以请求为S ≥0.15.但当流量小.扬程低,泵的轴功率较小时,为获得较好的调节阀品德,建议S ≥0.3.同时,因为根据泵样本选的泵扬程一般比所需扬程要高,当消失这种情形时,应先定出泵的扬程,扣除扬程裕量后,再反算调节阀压差.)58(1------++∆+-=h h P P P H f m a b )57(11-------=∆f m h SSP第22页,-共30页2、工艺前提有波动的工况一般来说,工艺前提是相对稳固的,它允许在必定的规模内波动.如图9所示,因为P a .P b 及前后装备的液位可能消失最高.正常和最低值,如许就可能消失多种操作前提.但细心研讨可以发明,当P a 最小.前装备液位最低,而P b 最大.后装备液位最高时,调节阀压差最小,所需泵扬程最高.此时应在这种前提下肯定调节阀压差和泵的扬程.又比如说汽锅给水体系的调节阀,因为汽锅产汽压力经常波动,会影响到调节阀阻比降低,此时在斟酌调节阀压差时应增长体系装备静压的5~10%作为调节阀压差的裕量,即在运用式(56)进行调节阀阻比核算时用下式进行.3、高压减至低压的工况这种工况时,调节阀阻比S 一般很大.固然S 越大越好,但有时压差很大,轻易造成调节阀冲蚀或流体已呈壅塞流,此时可在调节阀前增设减压孔板,使部分压差消费在孔板上.孔板上分管的压差可和自控专业协商肯定,以调节阀压差不高于调节阀的允许压差为宜.4、稍高压力减至低压或物料自流的工况这种工况时,知足式(55)的调节阀压差,可能知足不了式(56)的请求.此时可想方法降低管路阻力,如:放大管径.转变装备布置以缩短管道长度或增长位差.削减局部阻力降等措施,必定要确保S ≥0.3.5.输送气体介质的工况)59(5.0~3.0))%(10~5(11-------=+∆--∆=fm b a m h P P P P S气体管路因为阻力降很小,调节阀阻比S一般都很大.例如,热媒为饱和蒸汽的加热器,其进口蒸汽管线上的调节阀,为了避免蒸汽能量过多地损耗在调节阀上,也为了避免蒸汽过热度太高影响传热后果,一般凭经验取调节阀压差Δ=0.01~0.02MPa .固然压差不大,但因为调节阀前后管路上阻力降很小,调节阀阻P1m比S照样可以知足调节请求的.当蒸汽压力较高,而须要在较低压力下冷凝时,可取90%的蒸汽压力减去冷凝压力为调节阀的压差,但为防止压差过大引起的体系震撼,请求调节阀压差≤1/2蒸汽压力.对于低压和真空体系,因为管路允许压力降较小,请求S≥0.15.对应的是经由过程调节阀的最大流量别的需强调一点,上述调节阀压差ΔP1mQ max.当工艺进程对最大流量有请求时,经由过程调节阀的最大流量Q max应为工艺进程可能消失的最大流量;当工艺进程对最大流量没有请求时,经由过程调节阀的最大流量Q max一般取为正常流量的1.25倍.四、举例在我们方才完成并已开车成功的某精致化工中试装配中,共有调节回路64个,肯定调节阀压差时恰是看重了上述提到的诸多问题,使调节回路投运后皆能知足工艺进程的请求,现举几个具有代表性的例子来进一步解释调节阀压差的肯定方法. 例1:如图10所示的工艺流程及操作前提,试肯定调节阀的压差.解:1)起首根据工艺流程及装备布置图构思出管系走向如图11所示.2)根据管系走向图及操作前提求管路压降.因为沿途流量不等,需分段进行盘算.由1点到2点,Q nor=0.24m3/h,Q max=0.24x1.25=0.3m3/h.根据图11和具体流程第23页,-共30页可盘算出局部阻力的当量长度为 6.5m;图11中直管长度为8.2m;则管总长度为14.7m,盘算出管道阻力降为0.0003MPa.盘算出局部阻力的当量长度为 4.5m;图11中直管长度为20.6m;则管总长度为25.1m,盘算出管道阻力降为0.0035MPa.则1点到3点,管道总阻力降为: 0.0003+0.01+0.0035=0.0138MPa.取管道总阻力降为: 0.0138x1.15=0.016MPa.3)盘算调节阀压差ΔP1m.由式(55)得:ΔP=0.35-0.03-(17.6-1.9)/100-0.016=0.147 MPa.1m4)核算调节阀阻比S.由式(56)得:S=0.147/(0.147+0.016)=0.9.5)调节阀压差ΔP1m取值.第24页,-共30页因为管路阻力降很小,斟酌现实调节阀两端有大小优等身分,最终取调节阀压差ΔP=0.14 MPa.1m,剖析:因为泵出口分成了两条管路,起首泵的扬程必须同时知足两条管路的输送请求,是以根据体系盘算成果要采用两个扬程中的高扬程者.其次两条管路虽有接洽,但为了保证调节后果,应将其算作自力的两个体系,自起点装备开端来分离核算调节阀的阻比S,使S值皆≥0.3.解:1)起首根据工艺流程及装备布置图构思出管系走向,此处仅画出如图13所示的盘算示意图.2)根据管系走向图及操作前提求管路压降.因为沿途流量不等,需分段进行盘算.由1点到2点,Q max=0.2x1.25+1.32=1.57m3/h.根据管系走向图可盘算管线总长度为80m,盘算出管道阻力降为0.031MPa.由2点到3点,Q max=0.2x1.25=0.25m3/h.根据管系走向图可盘算管线总长度为50m,盘算出管道阻力降为0.0004MPa.第25页,-共30页。
空调冷冻水系统压差调节阀的原理及计算本文就空调冷冻水系统中压差调节阀的重要性及其调节原理进行了分析,并对其选型计算进行了详细阐述,得出一些结论和选择计算时应注意的问题。
为保证空调冷冻水系统中冷水机组的流量基本恒定;冷冻水泵运行工况稳定,一般采用的方法是:负荷侧设计为变流量,控制末端设备的水流量,即采用电动二通阀作为末端设备的调节装置以控制流入末端设备的冷冻水流量。
在冷源侧设置压差旁通控制装置以保证冷源部分冷冻水流量保持恒定,但是在实际工程中,由于设计人员往往忽视了调节阀选择计算的重要性,在设计过程中,一般只是简单的在冷水机组与用户侧设置了旁通管,其旁通管管径的确定以及旁通调节阀的选择未经详细计算,这样做在实际运行中冷水机组流量的稳定性往往与设计有较大差距,旁通装置一般无法达到预期的效果,为将来的运行管理带来了不必要的麻烦,本文就压差调节阀的选择计算方法并结合实际工程作一简要分析。
一、压差调节装置的工作原理压差调节装置由压差控制器、电动执行机构、调节阀、测压管以及旁通管道等组成,其工作原理是压差控制器通过测压管对空调系统的供回水管的压差进行检测,根据其结果与设定压差值的比较,输出控制信号由电动执行机构通过控制阀杆的行程或转角改变调节阀的开度,从而控制供水管与回水管之间旁通管道的冷冻水流量,最终保证系统的压差恒定在设定的压差值。
当系统运行压差高于设定压差时,压差控制器输出信号,使电动调节阀打开或开度加大,旁通管路水量增加,使系统压差趋于设定值;当系统压差低于设定压差时,电动调节阀开度减小,旁通流量减小,使系统压差维持在设定值。
二、选择调节阀应考虑的因素调节阀的口径是选择计算时最重要的因素之一,调节阀选型如果太小,在最大负荷时可能不能提供足够的流量,如果太大又可能经常处于小开度状态,调节阀的开启度过小会导致阀塞的频繁振荡和过渡磨损,并且系统不稳定而且增加了工程造价。
通过计算得到的调节阀应在10%-90%的开启度区间进行调节,同时还应避免使用低于10%。
调节阀门的基本定义与计算——摘自《调节阀使用与维修》吴国熙著调节阀的可调比调节阀的可调比就是调节阀所能控制的最大流量与最小流量之比。
可调比也称可调范围,若以R来表示,则(1)要注意最小流量Q min和泄漏量的含义不同。
最小流量是指可调流量的下限值,它一般为最大流量Q max 的2%~4%,而泄漏量是阀全关时泄漏的量,它仅为最大流量的0.1%~0.01%。
1、理想可调比当调节阀上压差一定时,可调比称为理想可调比,即(2)也就是说,理想可调比等于最大流量系数与最小流量系数之比,它反映了调节阀调节能力的大小,是由结构设计所决定的。
一般总是希望发可调比大一些为好,但由于阀芯结构设计及加工方面的限制,流量系数K vmin不能太小,因此,理想可调比一般均小于50。
目前我国统一设计时取R等于30。
2、实际可调比调节阀在实际工作时不是与管路系统串联就是与旁路关联,随管路系统的阻力变化或旁路阀开启程度的不同,调节阀的可调比也产生相应的变化,这时的可调比就称为实际可调比。
(1)串联管道时的可调比如图1所示的串联管道,由于流量的增加,管道的阻力损失也增加。
若系统的总压差△P s不变,则分配到调节阀上的压差相应减小,这就使调节阀所能通过的最大流量减小,所以,串联管道时调节阀实际可调比会降低。
若用R'表示调节阀的实际可调比,则令(3)则(4)式中△P vmax—调节阀全关时阀前后的压差约等于系统总压差;△P vmin—调节阀全开时阀前后的压差;△P s—系统的压差。
s—调节阀全开时阀前后压差与系统总压差之比,称为阀阻比,也称为压降比。
由式(4)可知,当s值越小,即串联管道的阻力损失越大时,实际可调比越小。
它的变化情况如图2所示。
(2)并联管道时的可调比如图3所示的并联管道,当打开与调节阀并联的旁路时,实际可调比为:若令则(5)从上式可知:当X值越小,即旁路流量越大时,实际可调比就越小。
它的变化如图4所示。
从图中可以看出旁路阀的开度对实际可调比的影响极大。
压差旁通调节的具体过程
压差旁通调节是一种常见的流量调节方式,适用于具有较大流量和较小压差的管道系统。
具体过程如下:
1. 确定目标流量:首先需要确定所需的目标流量。
这可以通过工艺需求或系统设计进行确定。
2. 选择适当的调节器件:根据目标流量和管道系统的特性,选择合适的压差旁通调节器件。
常见的调节器件包括调节阀、节流阀等。
3. 安装调节器件:根据管道系统的布局和需求,将调节器件安装到管道上。
确保调节器件的连接处密封良好,避免泄漏。
4. 设置初始调节值:根据目标流量,将调节器件设置到一个初始调节值。
这可以通过手动操作或电动操作完成。
5. 监测流量和压差:开始操作系统,监测流量和管道系统中的压差。
使用流量计和压力传感器等设备进行监测。
6. 调整调节值:根据实际流量和需求,逐渐调整调节器件的调节值。
这可以通过手动操作或使用自动控制系统实现。
7. 检查稳定性:根据调整后的调节值,观察系统中的流量和压差变化情况。
确保系统能够保持稳定的流量输出。
8. 进一步调整:根据需要,可以对调节器件进行进一步的微调和优化,以达到更精确的流量控制效果。
9. 定期维护:对调节器件进行定期检查和维护,确保其正常工作。
清洁和更换零部件,以防止故障和损坏。
总结:压差旁通调节是通过调节器件对管道系统中的压差进行控制,以实现所需的流量调节。
通过逐步调整调节值和监测流量和压差来达到稳定的流量输出。
定期维护和维修调节器件可以保证其正常工作。
阀门系数Cv 值的确定概述:通常测定阀门的方法是阀门系数(Cv ),时,使用阀门系数确定阀门尺寸,该阀门可在工艺流体稳定的控制下,能够通过所需要的流量。
阀门制造商通常公布各种类型阀门的Cv 值,它是近似值,并能按照管线结构或阀座制造而变动上调10%。
如一个阀门不能正确计算Cv ,通常将削弱在两个方面之一的阀门性能:如果Cv 对所需要的工艺而言太小,则阀门本身或阀内的阀芯尺寸不够,会使工艺系统流量不够。
此外,因为阀门的节流会导致上游压力增加,并在阀门导致上游泵或其他上游设备损坏之前产生高的背压。
尺寸不够的Cv 也会产生阀内的较高阻力降,它将导致空穴现象或闪蒸。
如果Cv 计算值比系统需要的过高,通常选用一个大的超过尺寸的阀门。
显然,一个大尺寸阀门的造价、尺寸及重量是主要的缺点。
除此之外,如果阀门是节流操作,控制问题明显会发生。
通常闭合元件,如旋塞或阀盘,正位于阀座之外,它有可能产生高压力降和较快流速而产生气穴现象及闪蒸,或阀芯零件的磨损。
此外,如果闭合元件在阀座上闭合而操作器又不能够控制在该位置,它将被吸入到阀座。
这种现象被称为溶缸闭锁效应。
1. Cv 的定义 一个美国加仑(3.8L )的水在60°F (16℃)时流过阀门,在一分钟内产生1.0psi (0.07bar )的压力降。
2. Cv 值的计算方法3.1 液体3.11 基本液体确定尺寸公式1) 当∆P <∆Pc=F L 2(P1-Pv):一般流动Cv=QPSg∆ 2) ∆P ≥∆Pc :阻塞流动 当Pv <0.5P1时∆Pc=F L 2(P1-Pv)当Pv ≥0.5P1时∆Pc= F L 2[P-(0.96-0.28PcP 1)Pv ] Cv=QPcSg∆ 式中 Cv----阀门流动系数; Q------流量,gal/min ;Sg-----流体比重(流动温度时);∆P----压力降,psia∆Pc---阻塞压力降 psia F L -------压力恢复系数 见表1P1-------上游压力psiaPv--------液体的蒸气压(入口温度处)psiaPc--------液体临界压力psia 见表2 表1:典型F L系数表2 常用工艺流体的临界压力Pc3.12 参数来源1)实际压力降:定义为上游(入口)与下游(出口)之间的压力差。
控制阀的口径计算一、 引言控制阀(调节阀)在工业生产过程自控系统中的作用犹如“手足”,其重要性是不言而喻的。
如何使用户获得满意的产品,除了制造上的精工细作外,还取决于正确的口径计算,产品选型,材料选用等,而其前提是要准确掌握介质、流量、压力、温度、比重等工艺参数和技术要求。
这是供需双方务必充分注意的。
本手册编制参考了国内外有关专业文献,也结合了我厂长期来产品选型计算中的实际经验。
二、术语定义1、调节阀的流量系数流量系数Kv值的定义:当调节阀全开,阀两端压差为1×102Kpa(1.03巴)时,流体比重为1g/cm3的5℃~40℃水,每小时流过调节阀的立方米数或吨数。
Kv是无量纲,仅采用m3/h或T/h的数值。
Cv值则是当阀全开,阀前后压差1PSi,室温水每分钟流过阀门的美加仑数。
Cv=1.167 Kv。
确定调节阀口径的依据是流量系数Kv值或Cv值。
所以正确计算Kv(Cv)值就关系到能否保证调节品质和工程的经济性。
若口径选得过大,不仅不经济,而且调节阀经常工作在小开度,会影响控制质量,易引起振荡和噪音,密封面易冲蚀,缩短阀的使用寿命。
若口径选得过小,会使调节阀工作开度过大,超负荷运行,甚至不能满足最大流量要求,调节特性差,容易出现事故。
所以口径的选择必须合理,其要求是保证最大流量Qmax时阀的最大开度Kmax≤90%,实际工作开度在40—80%为宜,最小流量Qmin时的开度Kmin≥10%。
如兼顾生产发展,Kmax可选在70—80%,但必须满足Kmin≮10%。
对高压阀、双座阀、蝶阀等小开度冲刷厉害或稳定性差的阀则应大于20%~30%。
2、压差压差是介质流动的必要条件,调节阀的压差为介质流经阀时的前后压力之差,即ΔP=P1-P2。
在亚临界流状态下,压差的大小直接影响流量的大小。
调节阀全开压差是有控制的,其与整个系统压降之比(称S)是评定调节阀调节性能好坏的依据,如果流量波动较大时,S值应大些;波动小,也应小些。
在自动化生产中,调节阀起着十分重要的作用。
由于其种类繁多,应用工况复杂,在选型和应用中,存在很大问题,本文就常用二十二种调节阀的优点及选用注意事项进行分析,帮助仪表人正确选用调节阀,下面一起来看一看吧~选用参考表选型确认参数1计算流量的确定。
现有的生产能力、设备负荷及介质的状况,决定计算流量的Qmax和Qmin。
2阀前后压差的确定。
根据已选择的阀流量特性及系统特点选定S(阻力系数),再确定计算压差。
3计算Cv。
根据所调节的介质选择合适的计算公式和图表,求得Cmax和Cmin。
4选用Cv。
根据Cmax,在所选择的产品标准系列中选取Cmax且与其接近的一级C。
5调节阀开度验算。
一般要求大计算流量时的开度大于等于90%,小计算流量时的开度小于等于10%。
6调节阀实际可调比的验算。
一般要求实际可调比小于等于10。
7阀座直径和公称直径的确定。
验证合适后,根据C确定。
扩展资料:维护保养:调节阀正常运行后要进行维护和保养。
调节阀作为自动化控制系统的一部分,其维护应与自动化仪表和其他设备同时进行。
调节阀的维护与一般仪表的维护类似,可分为被动性维护、预防性维护和预见性维护。
被动性维护是当调节阀等设备出现故障时才进行维护的一种维护方法。
由于设备发生故障才维护,因此常常造成生产过程停车,严重时甚至出现设备损坏或人员伤亡等。
被动性维护是生产过程所不希望的维护,预防性维护是根据过去的运行经验,按时间进行维护的一种维护方法。
例如,常用的定期维护就是预防性维护,它根据不同设备的运行情况制定相应的维护时间表,在设备还没有出现故障时就进行维护。
由于故障没有发生就进行维护,因此,可大大降低故障发生概率。
但这种维护方法并没有将当前使用的该调节阀实际情况进行分析,常常对还可以使用一定时间的调节阀进行拆装和检查,浪费了时间和资源。
预见性维护从当前使用的调节阀数据分析出发,预见该调节阀的状态,从而使调节阀得到最大限度的利用。
一、调节阀日常维护工作内容调节阀日常维护工作内容分为巡回检查和定期维护两部分,巡回检查工作内容如下。
浅谈调节阀检查试验1 前言调节阀是石油化工行业中应用最多的装置之一,它安装在工艺管道上,调节阀响应外部输入信号,并与其成比例的方式,使阀杆移动至对应位置,通过改变阀芯与阀座之间的间隙实现节流,改变流体通过的流通面积,达到控制流量的目的,从而控制系统的压力、温度和液位等。
根据国家标准《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2002“仪表试验”中11.1.1规定“仪表在安装和使用前,应进行检查、校准和试验,确认符合设计文件要求以及产品技术文件所规定的技术性能”和11.1.8条“仪表校准和试验的条件、项目、方法应符合产品技术文件的规定和设计文件要求”。
调节阀性能的好坏直接关系到装置试车和生产能否正常进行,对调节阀的检验是检查其性能指标的重要手段。
有时因为参数模糊或标准不一,造成检定结论不同。
检验的程序和手段以及内容应该符合有关规范的规定,对规范中没有规定的项目也应视不同的阀门类型而扩展。
2 国内外规范标准对检查项目的比较随着引进装置和技术的加快,国内常用的一些技术参数与国外参数有时容易混乱。
在规范中,对调节阀的检验规定了检查项目,包括阀体压力试验、阀座密封试验、膜头(气缸)泄漏、行程和全行程时间等项目。
2.1 阀体压力试验阀体压力试验是检验阀体耐压,包括铸体本身是否有砂眼、机械连接部位是否严密以及有无变形是由专门的部门、专用的设备进行的,试验用的介质是洁净水,试验压力是工作压力的1.5倍,在规定时间内无泄漏为合格。
国内外常用阀门强度试验压力一览表2.2 阀座密封试验阀座密封试验是为了检查阀座和阀芯之间的严密性,调节阀的结构形式决定了其阀芯与阀座的密封等级,密封检查是在调节阀完全关闭的前提下,实际上是检查阀座的泄漏量:在规定的实验条件下,试验流体通过一个装配好的处于关闭状态下的阀门的数量,使用的介质根据实验的程序选定,一般使用洁净水,切断阀使用空气。
要清楚调节阀的泄漏计算方法,首先必须要明确流量系数这个概念,在国内和国外表示方法和定义的不同以及它们之间的关系。
调节阀压差得确定一、概述在化工过程控制系统中,带调节阀得控制回路随处可见、在确定调节阀压差得过程中,必须考虑系统对调节阀操作性能得影响,否则,即使计算出得调节阀压差再精确,最终确定得调节阀也就是无法满足过程控制要求得。
从自动控制得角度来讲,调节阀应该具有较大得压差。
这样选出来得调节阀,其实际工作性能比较接近试验工作性能(即理想工作性能),即调节阀得调节品质较好,过程容易控制。
但就是,容易造成确定得调节阀压差偏大,最终选用得调节阀口径偏小。
一旦管系压降比计算值大或相当,调节阀就无法起到正常得调节作用、实际操作中,出现调节阀已处于全开位置,所通过得流量达不到所期望得数值;或者通过调节阀得流量为正常流量值时,调节阀已处于90%开度附近,已处于通常调节阀开度上限,若负荷稍有提高,调节阀将很难起到调节作用。
这就就是调节阀压差取值过大得结果。
从工艺系统得角度来讲,调节阀应该具有较小得压差。
这样选出来得调节阀,可以避免出现上述问题,或者调节阀处于泵或压缩机出口时能耗较低、但就是,这样做得结果往往就是选用得调节阀口径偏大,由于调节阀压差在管系总压降中所占比例过小,调节阀得工作特性发生了严重畸变,调节阀得调节品质不好,过程难于控制。
实际操作中,出现通过调节阀得流量为正常流量值时,调节阀已处于10%开度附近,已处于通常调节阀得开度下限,若负荷稍有变化,调节阀将难以起到调节作用,这种情况在低负荷开车时尤为明显、这就就是调节阀压差取值过小得结果。
同时,调节阀口径偏大,既就是调节阀能力得浪费,使调节阀费用增高;而且调节阀长期处于小开度运行,流体对阀芯与阀座得冲蚀作用严重,缩短调节阀得使用寿命。
正确确定调节阀得压差就就是要解决好上述两方面得矛盾,使根据工艺条件所选出得调节阀能够满足过程控制要求,达到调节品质好、节能降耗又经济合理、关于调节阀压差得确定,常见两种观点。
其一认为根据系统前后总压差估算就可以了;其二认为根据管系走向计算出调节阀前后压力即可计算出调节阀得压差。
/调节阀校验实施细则一. 适合范围:以4-20mA为输入信号的调节阀的校验对于带气动阀门定位器的调节阀可参照执行。
二. 技术要求1. 基本误差不超±1%。
2. 回程误差:仪表的回程误差不应超过基本误差的绝对值。
3.死区:仪表的死区不应超过基本误差绝对值的2/5。
4.气源压力变化的影响:当气源压力改变公称值的±10%时,仪表的行程变化应不超过公称行程的±1%。
三.校验条件1.环境要求:环境温度为5-35℃;相对湿度为45-85%;气源压力为公称值的±1%。
2.校验设备:具备有效的计量检定合格证明,标准设备基本误差的绝对值不宜超过被校准仪表基本误差绝对值的1/3.标准信号校验仪24V电源箱空气压缩机数字式万用表电秒表兆欧表百分表四.校验项目及校验方法1.调节阀出库时,应对制造厂质量证明书的内容进行检查,并按设计要求核对铭牌内容及填料,规格,尺寸,材质等,同时检查各部件,不得有损坏,阀芯锈蚀等现象。
2.膜头(气缸)气密性试验将最大工作压力的仪表空气输入薄膜气室,切断气源后5分钟内,气室压力不得下降,或者用肥皂水涂抹连接处,观察有无气泡产生。
3.阀体耐压强度试验试验在阀门全开状态下用洁净水进行,试验压力为公称压力的1.5倍,所有在工作中承压的阀腔应同时承压不少于3分钟(一般为5分钟),且不应有可见的泄漏现象。
4.泄漏量试验应符合下列规定:1)试验介质应为5—40℃清洁气体(空气或氮气)或清洁水。
2)试验压力为0.35MPa。
当阀的允许压差小于0.35MPa时,应为设计规定值。
3)试验时气开式调节阀的气动信号压力为零,气关式调节阀的信号压力宜为输入信号上限值加20KPa;切断型调节阀的信号压力应为设计规定值;4)当试验压力为阀的最大工作压差时,执行机构的信号压力应为设计规定值;5)允许泄漏量应符合下表要求:注:①ΔP为阀前后压差(kPa);② D为阀座直径(mm);③对于可压缩流体体积流量,绝对压力为101.325kPa和绝对温度为273K的标准状态下的测量值;④A试验程序时,应为0.35MPa,当阀的允许压差小于0.35MPa时用设计规定的允许压差;⑤B试验程序时,应为阀的最大工作压差.6)阀的额定容量应按下表所列公式计算注:Q1—液体流量(m3/h)Q2—标准状态下的气体流量(m3/h);K V—额定流量系统;P M=(P1+P2)/2(kPa);P1—阀前绝对压力(kPa);P2—阀后绝对压力(kPa);ΔP—阀前后压差(kPa);T—试验介质温度(℃),取20℃;G—气体比重,空气比重为1;ρ/ρO—相对密度(规定温度范围内的水ρ/ρO为1)。
调节阀口径计算方法与调节阀口径选择计算调节阀口径需要确定计算流量、确定计算差压、计算流通能力、选择流通能力、验算和确定调节阀口径这六步骤,今天给大家分享调节阀口径选择的相关知识。
流通能力是选择调节阀口径的主要依据。
为了能正确计算流通能力,首无必须合理确定调节阀的流量和压差的数值。
通常把代入流通能力计算公式的流量和压差称为计算流量和计算压差。
1、计算流量的确定计算流量是指通过调节阀的最大流量。
流量值应根据工艺设备的生产能力、对象负荷的变化、操作条件变化以及系统的控制品质等因素综合考虑、合理确定。
但有两种倾向应避免:一是过多考虑余量,使阀门口径选得过大,这不但造成经济上的浪费,而且将使阀门经常处于小开度工作,从而使可控比减小,控制性能变坏,严重时甚至会引起振荡,从而大大降低了调节阀的寿命;二是只考虑眼前生产,片面强调控制质量,以致当生产力略有提高时,控制阀就不能适应,被迫更换。
计算流量也可以参考泵和压缩机等流体输送机械的能力来确定。
有时,综合多种方法来确定。
2、计算压差的确定计算压差是指调节阀阀全开,流量最大时调节阀上的压差。
确定计算压差时必须兼顾控制性能和动力消耗两方面。
阀上的压差占整个系统压差的比值越大,调节阀流量特性的畸变越小,控制性能就越能得到保证。
但阀前后压差越大,所消耗的动力越多。
计算压差主要是根据工艺管路、设备等组成的系统压差大小及变化情况来选择,其步骤如下:①把调节阀前后距离最近的、压力基本稳定的两个设备作为系统的计算范围。
②在最大流量条件下,分别计算系统内各项局部阻力(调节阀除外)所引起的压力损失△PF,再求出它们的总和Σ△PF。
③选择S值。
S值应为调节阀全开时控制阀上压差△PV和系统总的压力损失之比,即S=△PV÷(△PV+Σ△PF),常选S=0.3-0.5。
但某些系统,即使S值小于0.3时仍能满足控制性能的要求。
对于高压系统,为了降低动力消耗,也可降低到S=0.15。
压差调节阀工作原理朋友,今天咱来唠唠压差调节阀这个超有趣的小玩意儿。
你看啊,压差调节阀就像是一个特别聪明的小管家,专门管着压力差这档子事儿呢。
想象一下啊,在一个管道系统里,就像一个小社会,不同地方的压力就像不同人的脾气一样,有的大,有的小。
压差调节阀呢,它就站在中间,协调着两边的压力,让大家都能和平共处。
从最基本的结构说起吧。
这压差调节阀啊,它里面有一些关键的部分。
比如说阀瓣,这个阀瓣就像是一扇小窗户,它可以开大开小。
还有阀体,这就像是小窗户的窗框,把整个结构都支撑起来。
当系统里的压力开始有变化的时候,压差调节阀就开始它的表演啦。
在正常工作的时候,如果一边的压力比另一边大了不少,就像一边是大力士,另一边是小瘦子。
这个时候,压差调节阀就会感受到这种压力的不平衡。
它怎么感受到的呢?其实啊,它内部有一些巧妙的设计,就像是小触角一样,能察觉到压力的大小差异。
一旦发现这个压力差超过了它设定的范围,阀瓣就开始动起来了。
如果压力差大,就像大力士太用力了,阀瓣就会把通道开得小一点,让压力大的那边的流体通过得少一点,就像给大力士的力气使个小绊子,让他别太冲。
这样呢,压力大的那边压力就会慢慢降下来。
反过来,如果是压力小的那边太弱了,压差调节阀也会有反应。
它会把阀瓣打开得更大一点,就像给小瘦子加油打气,让更多的流体从压力大的那边流向压力小的那边,这样压力小的那边就能得到更多的补充,压力就慢慢升上去了。
你知道吗,压差调节阀还有一种很可爱的“自我保护”意识呢。
它不会让压力差变得特别离谱。
就像在一个家庭里,大家虽然有不同的想法,但也不能太过分啦。
如果因为某些特殊情况,比如突然有个大的冲击,让压力差一下子变得超级大,压差调节阀会尽自己最大的努力去调整。
它可能会迅速地把阀瓣关小或者开大到极限,就像一个小英雄,拼了命也要维持这个压力的平衡。
而且啊,压差调节阀在不同的环境里都能发挥作用。
不管是在暖气管道里,让暖气均匀地送到每个房间,还是在供水系统里,保证每个水龙头出来的水压力都差不多,它都在默默地努力着。
气动调节阀的工作原理及计算选型刘华怡;张其方【摘要】为解决气动调节阀在设计选型过程中,口径计算过度依赖厂家的问题,本文介绍了气动调节阀的工作原理,推导了调节阀的选型计算公式,包括:流量系数计算过程中相关公式和判别式的选择、流量和压差的确定;调节阀口径选择中可调比与放大系数的确定、流量系数Kv值的圆整及阀开度的确定.给出了工程实际应用中测量液体、气体、蒸汽流量的计算选型方法,为调节阀的口径计算和选型提供了参考依据.%To solve the problem of depending too much on the manufacturer for the caliber calculation during design and type selection of pneumatic regulating valve,working principle of pneumatic regulating valve is introduced.The selection calculation formulas is deduced,including the selection of relevant formulas and discriminant,the determination of flow and pressure difference in flow coefficient calculation,adjustable ratio and amplification coefficient,the rounding of flow coefficient Kv and the opening of valve.The calculation selection methods for measuring liquid,gas and steam flow are provided for practical applications in project.The reference for caliber calculation and type selection for pneumatic regulating valve is provided.【期刊名称】《石油化工自动化》【年(卷),期】2018(054)002【总页数】5页(P54-58)【关键词】调节阀;工作原理;计算;选型【作者】刘华怡;张其方【作者单位】中国天辰工程有限公司仪表电气部,天津300400;中国天辰工程有限公司仪表电气部,天津300400【正文语种】中文【中图分类】TH138.52在仪表设计和选型工作过程中,一些仪表涉及仪表口径计算、材质选型等问题,以往主要依靠厂家提供相关数据,会造成后续工作的滞后以及过于依赖厂家计算的现象。
调节阀压差的确定一、概述在化工过程控制系统中,带调节阀的控制回路随处可见。
在确定调节阀压差的过程中,必须考虑系统对调节阀操作性能的影响,否则,即使计算出的调节阀压差再精确,最终确定的调节阀也是无法满足过程控制要求的。
从自动控制的角度来讲,调节阀应该具有较大的压差。
这样选出来的调节阀,其实际工作性能比较接近试验工作性能(即理想工作性能),即调节阀的调节品质较好,过程容易控制。
但是,容易造成确定的调节阀压差偏大,最终选用的调节阀口径偏小。
一旦管系压降比计算值大或相当,调节阀就无法起到正常的调节作用。
实际操作中,出现调节阀已处于全开位置,所通过的流量达不到所期望的数值;或者通过调节阀的流量为正常流量值时,调节阀已处于90%开度附近,已处于通常调节阀开度上限,若负荷稍有提高,调节阀将很难起到调节作用。
这就是调节阀压差取值过大的结果。
从工艺系统的角度来讲,调节阀应该具有较小的压差。
这样选出来的调节阀,可以避免出现上述问题,或者调节阀处于泵或压缩机出口时能耗较低。
但是,这样做的结果往往是选用的调节阀口径偏大,由于调节阀压差在管系总压降中所占比例过小,调节阀的工作特性发生了严重畸变,调节阀的调节品质不好,过程难于控制。
实际操作中,出现通过调节阀的流量为正常流量值时,调节阀已处于10%开度附近,已处于通常调节阀的开度下限,若负荷稍有变化,调节阀将难以起到调节作用,这种情况在低负荷开车时尤为明显。
这就是调节阀压差取值过小的结果。
同时,调节阀口径偏大,既是调节阀能力的浪费,使调节阀费用增高;而且调节阀长期处于小开度运行,流体对阀芯和阀座的冲蚀作用严重,缩短调节阀的使用寿命。
正确确定调节阀的压差就是要解决好上述两方面的矛盾,使根据工艺条件所选出的调节阀能够满足过程控制要求,达到调节品质好、节能降耗又经济合理。
关于调节阀压差的确定,常见两种观点。
其一认为根据系统前后总压差估算就可以了;其二认为根据管系走向计算出调节阀前后压力即可计算出调节阀的压差。
这两种方法对于估算国内初步设计阶段的调节阀是可以的,但用于详细设计或施工图设计阶段的调节阀选型是错误的,常常造成所选的调节阀口径偏大或偏小的问题。
正确的做法是对调节阀所在管系进行水力学计算后,结合系统前后总压差,在不使调节阀工作特性发生畸变的压差范围内合理地确定调节阀压差。
有人会问,一般控制条件在流程确定之后即要提出,而管道专业的配管图往往滞后,而且配管时还需要调节阀的有关尺寸,怎样在提调节阀控制条件时先进行管系的水力学计算呢怎样进行管系的水力学计算,再结合系统前后总压差,最终在合理范围内确定调节阀压差,这就是本文要解决的问题。
二、调节阀的有关概念为了让大家对调节阀压差确定过程有一个清楚的认识,我们需要重温一下与调节阀有关的一些基本概念。
1、调节阀的工作原理如图1所示,根据柏努力方程,流体流经调节阀前后1-1和2-2截面间的能量守恒关系如下式所示。
)1(2222222111------+++=++f h gU rg P H g U rg P H由于H 1=H 2,U 1=U 2,则有:在流体阻力计算时,还有:则有:则通过调节阀的流量为: F------调节阀接管面积 K------调节阀阻力系数由于F 为定值,当P 1-P 2不变时,流量随K 值变化,而K 值是随调节阀的开度发生变化的。
因此调节阀是通过改变开度,使阻力系数K 值发生变化,来达到调节流量目的的。
现令:)2(21-------=rgP P h f )3(22------=gU K h f )4(2212-------=rgP P g U K )5()(221-------=KrP P U )6(221-------==rP P KF FU Q )7(2------=KF C则有:C 值即仪表专业选阀时用到的一个重要参数,称为调节阀的流通能力。
其定义为调节阀全开,调节阀两端压差为1kg/cm 2时,流经调节阀介质密度为1g/cm 3流体的流量。
2、调节阀的理想流量特性流体通过调节阀时,其相对流量和调节阀相对开度之间的关系,称为调节阀的流量特性。
其数学表达式为:如图1所示仅以调节阀进出口为研究对象,使调节阀压差为定值时,得到的流量特性为理想流量特性。
1)直线流量特性当调节阀单位相对开度变化引起的相对流量变化是一个常数时,称调节阀具有直线流量特性。
其数学表达式为: 其积分式为:)8(21-------=rP P CQ )9()(maxmax ------=l lf Q Q )10(maxmax ------=l lkd Q Q d)11(maxmax -------+=常数l lk Q Q代入边界条件l=0时, Q=Qmin; l=lmax 时, Q=Qmin 。
得:设:则有: R 称为可调比,即调节阀可以调节的最大流量 Qmax 和可以调节的最小流量Qmin 的比值。
Qmin 不是调节阀关闭的泄漏量,它是可调流量的下限值,当流量低于此值时,调节阀无法保证调节精度。
一般Qmin=(2~4%)Qmax,而泄漏量仅为~%)Qmax 。
直线流量特性的调节阀,其开度变化相同时,流量变化也是相同的。
一般调节阀,理想可调比R=30时,直线流量特性调节阀的相对流量随相对开度间的变化情况如图2中的直线(1)所示。
2)等百分比流量特性当调节阀单位相对开度变化引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比时,称调节阀具有等百分比流量特性。
其数学表达式为:积分后代入边界条件l=0时, Q=Qmin; l=lmax 时, Q=Qmin 。
得: maxmin 1Q Q k -=maxmin Q Q =常数)13(])1(1[1maxmax -------+=l lR R Q Q )14(max max max ------=l ld Q Q k Q Q d)15()1(maxmax------=-l lR Q Q )12(minmax ------=Q QR等百分比流量特性的调节阀,其开度变化百分比相同时,流量变化百分比也相同。
对于一般调节阀,理想可调比R=30时,等百分比流量特性调节阀的相对流量随相对开度间的变化情况如图2中的曲线(2)所示。
3)快开流量特性当调节阀单位相对开度变化引起的相对流量变化与此点的相对流量成反比时,称调节阀具有快开流量特性。
其数学表达式为:积分后代入边界条件l=0时, Q=Qmin; l=lmax 时, Q=Qmin 。
得:快开流量特性的调节阀,开度较小时,对应流量就比较大,在其开度范围内,随着开度增加,流量很快达到最大,开度再增加时,流量变化幅度很小以至于不变。
对于一般调节阀,理想可调比R=30时,快开流量特性调节阀的相对流量随相对开度间的变化情况如图2中的曲线(3)所示。
4)抛物线流量特性当调节阀单位相对开度变化引起的相对流量变化与此点相对流量的平方根成正比时,称调节阀具有抛物线流量特性。
其数学表达式为:)17(])1(1[121max2max -------+=l l R R Q Q )18()(max21max max ------=l l d Q Q k Q Q d )16()(max1max max ------=-l ld Q Q k Q Q d积分后代入边界条件可得:抛物线流量特性的调节阀,其开度变化时,流量介于直线流量特性和等百分比流量特性之间变化。
对于一般调节阀,理想可调比R=30时,抛物线流量特性调节阀的相对流量随相对开度间的变化情况如图2中的曲线(4)所示。
4)几种流量特性的比较参见图2中的流量特性曲线,对于直线流量特性,相同的开度变化,流量变化ΔQ 是相同的,那么在小流量时,ΔQ/Q 操作点大,操作灵敏不Q 小;大开)19(])1(1[12maxmax -------+=l l R R Q Q度时流量变化ΔQ 大。
因此,等百分比流量特性调节阀适合于负荷变化大的场合。
对于快开流量特性,随开度变大,流量很快达到最大,开度再增加时,流量变化幅度很小以至于不变。
因此,快开流量特性调节阀不适合于调节流量,但适合于在双位控制或程控场合中使用。
抛物线流量特性,其特性曲线介于直线流量特性和等百分比流量特性之间,而且接近于等百分比流量特性。
因此常用等百分比流量特性调节阀来代替抛物线流量特性调节阀。
所以,我们经常用到的是直线流量特性调节阀和等百分比流量特性调节阀。
3、调节阀的实际流量特性由于调节阀都是安装在管路上,在系统总压降一定的情况下,当流量发生变化时,管路压降在变化,调节阀压差也在发生变化。
因此调节阀压差变化时,得到的流量特性为实际流量特性。
1)串联管路调节阀的实际流量特性对于如图3所示的调节阀与管路串联的系统,当调节阀上压差为ΔP 1值并保持不变时,单就调节阀本身来说它具有理想流量特性。
由式(8)可得:)20(1------∆=rP CQ )21(1max ------∆=rP C Q qkC qk 为调节阀全开时的流通能力,则:对比式(9)则有:将式(23)代入式(20),则得:通过管道的流量可以用下式表示:C g 为管道的流通能力由于通过管系的流量是唯一的,因此有下式成立:则有:)22(max ------=qkC CQ Q )23()(max------=l l f C C qk )24()(1max------∆=rP l l f C Q qk )25(2------∆=rP C Q g)26()(21max------∆=∆=rP C r P l l f C Q g qk )27()(1max2222------∆=∆P l lf CC P gqk由于:将式(27)代入式(28)得:当调节阀全开时,调节阀上有最小压差,设最小压差为ΔP 1m 。
由于调节阀全开,此时有: 则由式(29)得:则得: 令 :)28(21------∆+∆=∆P P P )29()](1[1max222------∆+=∆P l l f C C P gqk 1)()(max max max ==l l f l l f )31()1(122------∆+=∆m gP C C P qkmgP C C P qk 122)1(∆+=∆1122-∆∆=mgP PC C qk )32(1------∆∆=PP S m)30()(11max2221------+=∆∆l l f CCPP gqkS 为调节阀全开时,调节阀的压差与系统总阻力降的比值,称为调节阀的阻比,有的资料上称之为调节阀的阀权度。
则有:将式(33)代入式(30),则得:若以Q max 表示管道阻力为零时调节阀全开时的最大流量,则由式(21)和式(24)可得:若以Q 100表示有管道阻力时调节阀全开时的最大流量,则由式(24)和式(21)、式(32)得:将式(34)代入式(36),则得:)33(1122-------=SC C gqk )34()()11(11max21-------+=∆∆l l f S PP )36()(1)(1max 1max100------∆∆=∆∆=PP S l l f P C P l l f C Q Qmqk qk )35()()11(11)(max2maxmax -------+=l lf S l lf Q Q式(35)为调节阀的实际流量与理想最大流量参比关系。