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

【資料簡(jiǎn)介】

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(guò)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(hào)的大小和方向，通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)改變閥門的開(kāi)度以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)流體流量的功能，從而把生產(chǎn)過(guò)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(guò)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(jiàn)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(chǎng)實(shí)際需要。選擇的調(diào)節(jié)閥口徑過(guò)大或過(guò)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(lái)的問(wèn)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(jué)，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(jiǎn)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(chǎng)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(lái)選擇調(diào)節(jié)閥的公稱壓力時(shí)，必須對(duì)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(guò)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(wèn)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(guò)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(guò)大，就會(huì)使調(diào)節(jié)閥經(jīng)常工作在小開(kāi)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(guò)小，則會(huì)使調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度過(guò)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(wú)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(chǎng)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(chǎng)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(guò)閥門的相對(duì)流量和閥門的相對(duì)開(kāi)度之間的關(guān)系，即：Q/Q100=f（L/L100）式中，Q/Q100——閥門在某一開(kāi)度下的流量與全開(kāi)時(shí)流量的比；L/L100——閥門在某一開(kāi)度下的行程與全開(kāi)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(duì)數(shù)特性，是指閥門的開(kāi)度增加同樣的值時(shí)，通過(guò)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(kāi)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(duì)流量和相對(duì)開(kāi)度的比值為常數(shù)。調(diào)節(jié)閥在同樣開(kāi)度變化值下，流量小時(shí)流量的變化值相對(duì)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(duì)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(duì)流量與相對(duì)開(kāi)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(kāi)度時(shí)調(diào)節(jié)性能差的缺點(diǎn)。

（4）快開(kāi)特性

快開(kāi)特性是指調(diào)節(jié)閥在開(kāi)度很小時(shí)流量就已經(jīng)較大，隨著開(kāi)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(duì)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(duì)于壓差變化小、可調(diào)范圍小、開(kāi)度變化小的場(chǎng)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(chǎng)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(lái)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(duì)應(yīng)的為所選擇調(diào)節(jié)閥的閥徑，最后進(jìn)行噪聲和開(kāi)度驗(yàn)算，在最大流最下一般調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度不超過(guò) 85%，最小流量下開(kāi)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(duì)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

零件名稱	材料
閥體	ZG230-450、ZG0Cr18Ni9Ti、ZG0Cr18Ni12Mo2Ti
閥芯	1Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2Ti(堆焊Stellite)、PTFE
閥座	1Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2Ti(堆焊Stellite)
閥桿	1Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2Ti
橡膠膜片	丁腈、乙炳、氟、耐油橡膠或0Cr18Ni9Ti
膜蓋	Q235、Q235涂PTFE
填料	聚四氟乙烯、柔性石墨

（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)

公稱通徑DN(mm)	20	25		32	40	50	65	80	100	125	150	200	250	300
額定流量系數(shù)KV	5	8		12.5	20	32	50	80	125	160	320	450	630	900
額定行程(mm)	8			10		12	15	18	20	30	40	45	60	65
公稱通徑DN(mm)	20(或G3/4″)
閥座直徑	2	3		4	5	6	7		8	9	10	12	15	20
額定流量系數(shù)KV	0.02	0.08		0.12	0.20	0.32	0.5		0.80	1.20	1.80	2.80	4.0	5
公稱壓力 PN	MPa			1.6，2.5，4.0，6.4(6.3)/2.0，5.0，11.0
	Bar			16，25，40，64(63)/20，50，110
	Lb			ANSI：Class150、Class300、Class600
壓力分段范圍KPa	15～50、40～80、60～100、80～140、120～180、160～220、200～260、 240～300、280～350、330～400、380～450、430～500、480～560、 540～620、600～700、680～800、780～900、880～1000、900～1200、 1000～1500、1200～1600、1300～1800、1500～2100、(其它范圍特殊設(shè)計(jì))
流量特性	快開(kāi)
調(diào)節(jié)精度	±5-10(％)
使用溫度	-60～350(℃)(低于-60特殊設(shè)計(jì)) 350～550(℃)
允許泄漏量	Ⅳ級(jí)(硬密封) Ⅵ級(jí)(軟密封) (GB/T4213-92)
減壓比(閥前壓力/閥后壓力)				1.25～10(超過(guò)此范圍特殊設(shè)計(jì))

1、壓力調(diào)節(jié)范圍的確定：
壓力調(diào)節(jié)范圍的確定見(jiàn)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(duì)控制閥后的自力式而言，若閥前后壓差比超過(guò)10這個(gè)范圍，建議用多級(jí)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(guò)6.4Mpa，須特殊設(shè)計(jì)。
4、1kgf/cm2=100KPa。

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

閥門型號(hào)		閥門名稱
公稱通徑(mm)	√	公稱壓力(MPa)	√
壓力調(diào)節(jié)范圍(Mpa)		控制閥前還是閥后	√
壓力設(shè)定值(Mpa)	√	介質(zhì)名稱	√
執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式		介質(zhì)工作溫度	√
額定流量系數(shù)		介質(zhì)狀態(tài)	√
閥前最大壓力(MPa) 閥前最小壓力(MPa) 閥前正常壓力(MPa)		閥前最大壓力(MPa) 閥前最小壓力(MPa) 閥前正常壓力(MPa)
最大流量 最小流量 正常流量		液體粘度 液體密度 氣體密度
材質(zhì)：閥體 閥內(nèi)件		泄漏量等級(jí)要求 (GB/T4213-92)
工藝管道尺寸	√	耐蝕要求
法蘭面距(mm)L		法蘭執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
所配附件	冷凝器、接管、配法蘭、緊固件、調(diào)壓棒、取壓管、取壓接頭

注：帶“√”的必須填!

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(guò)小。選擇的閥門口徑過(guò)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(kāi)啟時(shí)，系統(tǒng)仍無(wú)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(guò)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(duì)閥門的壽命影響很大。

（3）調(diào)節(jié)閥口徑不能過(guò)大。選擇的閥門口徑過(guò)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(guò)程中壓力降的變化值盡可能小。閥門全開(kāi)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(duì)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(pán)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(duì)調(diào)節(jié)閥的組成、分類和特性有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)，并在此基礎(chǔ)上掌握正確的選擇方法。而且，對(duì)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。