儀表調節閥口徑的計算與選擇

更新時間：2023-12-28

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計算調節閥口徑需要確定計算流量、確定計算差壓、計算流通能力、選擇流通能力、驗算和確定調節閥口徑這六步驟，今天給大家分享調節閥口徑選擇的相關知識。

流通能力是選擇調節閥口徑的主要依據。為了能正確計算流通能力，首先必須合理確定調節閥的流量和壓差的數值。通常把代入流通能力計算公式的流量和壓差稱為計算流量和計算壓差。

計算流量是指通過調節閥的最大流量。流量值應根據工藝設備的生產能力、對象負荷的變化、操作條件變化以及系統的控制品質等因素綜合考慮、合理確定。但有兩種傾向應避免：一是過多考慮余量，使閥門口徑選得過大，這不但造成經濟上的浪費，而且將使閥門經常處于小開度工作，從而使可控比減小，控制性能變壞，嚴重時甚至會引起振蕩，從而大大降低了調節閥的壽命；二是只考慮眼前生產，片面強調控制質量，以致當生產力略有提高時，控制閥就不能適應，被迫更換。

計算流量也可以參考泵和壓縮機等流體輸送機械的能力來確定。有時，綜合多種方法來確定。

計算壓差是指調節閥閥全開，流量最大時調節閥上的壓差。確定計算壓差時必須兼顧控制性能和動力消耗兩方面。閥上的壓差占整個系統壓差的比值越大，調節閥流量特性的畸變越小，控制性能就越能得到保證。但閥前后壓差越大，所消耗的動力越多。

計算壓差主要是根據工藝管路、設備等組成的系統壓差大小及變化情況來選擇，其步驟如下：

①把調節閥前后距離最近的、壓力基本穩定的兩個設備作為系統的計算范圍。

②在最大流量條件下，分別計算系統內各項局部阻力(調節閥除外)所引起的壓力損失△PF，再求出它們的總和Σ△PF。

③選擇S值。S值應為調節閥全開時控制閥上壓差△PV和系統總的壓力損失之比，即S=△PV÷(△PV+Σ△PF)，常選S=0.3-0.5。但某些系統，即使S值小于0.3時仍能滿足控制性能的要求。對于高壓系統，為了降低動力消耗，也可降低到S=0.15。對于氣體介質，因為阻力損失較小，調節閥上的壓差所占的分量較大，所以一般S值都大于0.5。但在低壓及真空系統中，由于允許壓力損失較小，所以S仍以0.3-0.5為宜。

④按已求出的Σ△PF及選定的S值，利用公式S=△PV÷(△PV+Σ△PF)可求取調節閥計算壓差△PV=SΣ△PF÷(1-S)。

考慮到系統設備中靜壓經常波動，會影響閥門上壓差的變化，使S值進一步下降。如鍋爐給水控制系統中，計算壓差應增加系統設備靜壓(設鍋爐額定靜壓為P)的5%-10%，即△PV=SΣ△PF÷(1-S)+0.0521P。

調節閥上的壓差增加固然對控制有利，但是過大的壓差有可能使調節閥出現汽蝕現象。在確定計算壓差時還應考慮不產生汽蝕。

計算流量、計算壓差確定之后，應作調節閥調節開度和可控比的驗算。

①調節閥開度的驗算

一般最大流量下調節閥的開度應在90%左右，最小流量下調節閥的開度不小于10%。開度驗算時必須考慮理想的調節閥流量特性和工作條件。下面給出兩種常用流量特性的調節閥在工作條件下(串聯管道)的開度驗算公式。

直線特性調節閥開度：

等百分比調節閥開度：

式中k為流量qi處的閥門開度；qi為被驗算開度處的流量，m3/h；r為介質密度，kg/m3。

②可控比的驗算

目前，我國統一設計的調節閥，其理想可控比R一般均為30，但在使用時受最大開度和最小開度的限制，一般會使可控比下降到10左右。在串聯管道情況下，實際可控比Rc=R√S。因此，按下面的公式Rc=10√S進行可控比驗算,若Rc＞qmax/qmin時，則所選調節閥符合要求。否則，必須改變調節閥的S數值，可采取增加系統壓力或采用兩個控制閥(降低S數值)，進行分程控制的方法來滿足可控比要求。

綜上所述，根據工藝所提供的數據確定調節閥口徑的步驟為：

①確定計算流量：根據生產能力、設備負荷及介質狀況，確定計算流量qmax和qmin。

②確定計算壓差：根據所選定的流量特性和系統特性選定S值，然后決定計算壓差。

③計算流通能力：根據已決定的計算流量和計算壓差，求最大流量時的流通能力Cmax。

④選擇流通能力C：根據已求得的Cmax在所選用的產品型式的標準系列中，選取大于Cmax且與其接近的那一檔C值。

⑤驗算：驗算控制閥開度和可控比。

⑥確定控制閥口徑：驗算合格后，根據流通能力C值決定控制閥的公稱直徑和閥座直徑。