电动调节阀口径流量计算

电动调节阀口径流量计算

　　电动调节阀是工业自动化过程控制中重要的执行单元仪表。随着工业领域中自动化程度的提高，电动调节阀越来越多地用于各种工业生产领域。电动调节阀通常包括驱动器，该驱动器接收驱动器信号(0-10V或4-20MA)以控制阀进行调节。它还可以根据控制需求形成智能网络控制系统，以优化控制并实现远程监控。那么电厂用的电动调节阀是怎样选择和计算口径的呢，该文中详细介绍：

　　1、电动调节阀口径流量计算的选择

　　电动调节阀是流量调节系统中非常重要的环节，其结构型式、口径和流量特征等选择是否适当，直接影响自动调节系统的调节品质和工作安全可靠性。

　　电动调节阀是工业自动化过程控制中重要的执行单元设备。随着工业领域自动化程度的提高，电动调节阀越来越多地用于各种工业生产领域。电动调节阀通常包括驱动器，该驱动器接收驱动器信号(0-10V或4-20MA)以控制阀进行调节。另外，可以根据控制需求形成智能网络控制系统，以优化控制并实现远程监控。

　　电动调节阀的流量特性有线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种：

　　(1)等比特性(对数)等比特性的相对行程和相对流量不是线性的。在行程的每个点处由于单位行程的变化而导致的流量变化与该点处的流量成比例。流量的变化是相等的。因此，具有以下优点：当流量小时流量变化小，而当流量大时流量变化大，即，即使开度不同，调节精度也相同。

　　(2)线性特性(线性)线性特性的相对行程和相对流量呈线性关系。由于单位冲程变化而引起的流量变化是恒定的。当流量大时，流量的相对值几乎不变，而当流量小时，流量的相对值则明显变化。

　　(3)抛物线特征的流在笔划的两侧成比例地变化，并且通常具有线性和相等百分比特征的中间特征。通过分析以上三个特性，可以看出调节性能具有非常好的等比特性，调节稳定，调节性能良好。抛物线特性优于线性特性。您可以根据使用要求选择一种流量特性。

　　1.1：电动调节阀口径流量计算结构型式的选择

　　本文仅就电动调节阀结构型式的选择，提出如下参考意见、欢迎各位同仁沟通探讨：

　　1) 当工艺系统要求调节阀泄漏量小（<额定容量的 0.01%）时，单座调节阀，因其严密性能好。

　　2) 当调节阀两端差压大时，建议选择双座调节阀，使之在压差大时比单座调节阀容易开启，但缺点是泄漏量大。

　　1.2：电动调节阀口径流量计算流量特性的选择

　　调节阀的流量特性是指流过调节阀介质的流量与调节阀开度的关系。制造厂提供的是调节阀的理想流量特性，即在整个开度范围内阀门前后差压不变时的流量特性，它表征调节阀的特性。

　　以目前市场上常用的调节阀调节阀为例，按理想流量特性分为以下四种：

　　直线流量特性，调节阀的流量与开度成线性关系；

　　等百分比（对数）流量特性，调节阀单位行程的变化所引起的流量变化与此点的流量成正比关系；

　　快开流量特性，这种流量特性在小开度时流量已很大，开度增大时流量很快达到；

　　抛物线流量特性，调节阀单位行程的变化所引起的流量变化与此点的流量平方根成正比关系。

　　由于抛物线很接近于等百分比，而快开只用于开/关控制，所以实际上作为节流调节的只有直线特性和等百分比特性的两种调节阀。

　　对于一般调节系统，希望在小负荷时调节阀放大系数小一些，以免过调和振荡，而在大负荷时调节阀放大系数大一些，所以对于负荷波动较大的系统宜选择具有等百分比特性的调节阀。

　　2 、电动调节阀口径流量计算口径的计算

　　调节阀口径的选择，首先根据生产过程需要的流量 Q 和调节阀前后压差 ΔP 计算出调节阀的公称流通能力 C（或 Kv）。然后从产品系列中选择相应口径的调节阀。所谓公称流通能力 C 就是当调节阀全开，阀前后压差为 0.1MPa，流体重度为 1g/cm3 时，每小时流过调节阀的流量，以 m3/h 或 t/h 计。流通能力的计算公式。对于高粘度液体应根据雷诺数修正粘度系数，因中小型电厂极少碰到，该文中没做介绍。

　　　　CV值是英文单词Circulation Volume的缩写，指的是阀门等的流通的能力。不同规格大小的阀门流通能力各有不同。

　　流通体积的简写，流量系数的简称，起源于西方的流体工程控制领域对于阀门流量系数的定义。

　　流量系数代表元件对介质的流通能力，具体对于阀门来讲，即在单位时间内，管道介质在管道保持恒定的压力时流经阀门的体积流量（或质量流量）。

　　在中国，通常用KV值来代表流量系数，同样是单位时间内，管道介质在管道保持恒定的压力时流经阀门的体积流量（或质量流量），因为压力单位和体积单位不一样，两者存在如下关系：Cv=1.167Kv

　　3 、电动调节阀口径流量计算计算实例

　　以某高新区热电厂高压加热器疏水调节阀为例，其工艺管径为 D108×4，介质为水，流量为 22t/h，介质温度为 200℃，工作压力为 1.5MPa，阀前压力为 1.5MPa，阀后压力为 1.0MPa。水为一般液体，其公称流通能力为 C=9.84；应选择 DN32 的双座调节阀。

在实际使用时,调节阀总是安装在工艺管路系统中,调节阀前后的压差是随着管路系统的阻力而变化的。因此,选择调节阀的流量特性时,不但要依据过程特性,还应结合系统的配管情况来考虑。

 (1)根据过程特性,选择阀的工作流量特性。常规控制器的控制规律是线性的,控制器的参数整定后希望能适应一定的工作范围,不需要经常调整。这就要求广义对象是线性的,即在遇到负荷、阀前压力变化或设定值变动时,广义对象的特性基本保持不变。因此,从自动控制系统的角度看,要求调节阀工作特性的选取原则是使整个广义对象具有线性特性,即在广义对象中,除调节阀外其余部分的特性(变送器特性、过程特性)为线性时,应选用线性工作流量特性的调节阀(即Kv为常数);如果变送器特性为线性,而过程特性的放大系数瓦是随操纵变量的增加而减小时,则调节阀应选用等百分比工作流量特性。总之,当广义对象(除调节阀外)具有非线性特性时,调节阀应该能够克服它的非线性影响而使广义对象接近为线性特性。

 (2)根据配管情况,从所需的工作流量特性出发,推断出理想流量特性。在生产现场调节阀总是与管道等设备连在一起使用的,所以必然存在着配管阻力,使调节阀的工作流量特性与理想流量特性存在一定差异。因此,在选择调节阀特性时,还应结合系统的工艺配管情况来考虑。依据工艺配管情况确定压降比S值后,可以从所选的工作流量特性出发,确定理想流量特性。

　　4 、电动调节阀口径流量计算结语

　　在中小型电厂设计中，*常见的就是一般液体和过热蒸汽的调节阀的选择和口径计算。主要运用于除氧器压力与水位调节阀、高压加热器疏水调节阀和凝汽器补水调节阀的选择上。当泄漏量要求很小时，应选用单座调节阀；而调节阀两端差压较大或严密性要求不高时，可选用双座调节阀。通常计算后的调节阀通径比管道的通径小，因而需要在调节阀两端配上大小头。电动调节阀用于调节介质的流量、压力和液位。根据调节部位信号,自动控制阀门的开度,从而达到介质流量、压力和液位的调节。调节阀分电动调节阀、气动调节阀和液动调节阀等。本手册主要介绍电动调节阀和气动调节阀两种。  

  电动调节阀由电动执行机构或气动执行机构和调节阀两部分组成。调节并通常分为直通单座式和直通双座式两种,后者具有流通能力大、不平衡办小和操作稳定的特点,所以通常特别适用于大流量、高压降和泄漏少的场合。      

   流通能力Cv是选择调节阀的主要参数之一,调节阀的流通能力的定义为:当调节阀全开时,阀两端压差为0.1MPa,流体密度为1g/cm3时,每小时流径调节阀的流量数,称为流通能力,也称流量系数,以Cv表示,单位为t/h,液体的Cv值按下式计算。       

根据流通能力Cv值大小查表,就可以确定调节阀的公称通径DN。  电动调节阀的流量特性直接影响系统的控制质量和稳定性,所以需要正确选择。电动调节阀流量特性分理想流量特性和工作流量特性。一般制造厂所提供的流量特性是理想流量特性,而实际应用需要的则是工作流量特性。由于压降比S小于1,工作流量特性上凸。因此,在选择调节阀流量特性时,应先考虑选择工作流量特性。然后,根据实际应用选择理想流量特性。在生产中常用的理想流量特性是线性、等百分比和快开特性。而快开特性主要用于双位控制及程序控制,因此调节阀流量特性的选择通常是指如何合理选择线性和等百分比理想流量特性。