调节阀选型

第五章调节阀选型网站：、1从使用功能上选阀需注意的问题1）调节功能①要求阀动作平稳；②小开度调节性能好；③选好所需的流量特性；④满足可调比；⑤阻力小、流量比大（阀的额定流量参数与公称通径之比）；⑥调节速度。2）泄漏量与切断压差这是不可分割、互相联系的两个因素。3）防堵即使是干净的介质，也存在堵塞问题(管道内的不干净介质)、不干净介质更易堵卡。1调节阀结构型式的选择1、1从使用功能上选阀需注意的问题4）耐蚀它包括耐冲蚀、汽蚀、腐蚀。主要涉及到材料的选用和阀的使用寿命问题，同时，涉及到经济性问题。5）耐压与耐温这涉及调节阀的公称压力、工作温度的选定。常用材质的工作温度、工作压力与公称压力的关系见下表5－1。6）重量与外观小型化、轻型化、仪表化1调节阀结构型式的选择1、1从使用功能上选阀需注意的问题表5－1常用材质的工作温度、工作压力与PN关系材料公称压力PN（Mpa）介质工作温度（℃）＜120＜200＜250＜300＜350＜400＜425＜450＜475＜500＜525＜550＜575＜600＜625最大工作压力（MPa）铸铁1.61.61.51.4碳素钢4.04.04.03.73.33.02.82.31.86.46.46.45.95.24.74.13.72.922.022.022.020.218.016.114.112.79.832.032.032.029.426.223.420.518.514.41Crl8Ni9Ti4.04.04.04.04.04.03.02.72.42.11.91.71.41.10.80.56.46.46.46.46.46.44.44.24.03.83.53.43.22.92.62.222.022.022.022.022.022.016.514.813.211.510.59.37.76.04.42.732.032.032.032.032.032.024.021.619.216.815.213.611.28.86.44.0含钼不少于0.4%的钼钢及铬钼钢4.04.03.63.43.22.82.21.66.46.45.85.55.24.53.52.522.022.020.119.017.915.712.29.032.032.029.127.525.922.717.613.01调节阀结构型式的选择7）十大类调节阀的功能优劣比较：详见1－1表。1调节阀结构型式的选择1.2综合经济效果确定阀型1)高可靠性。2）使用寿命长。3）维护方便，备品备件有来源。4）产品价格适宜，性能价格较好。1调节阀结构型式的选择1.3调节阀型式的优选次序①全功能超轻型调节阀→②蝶阀→③套筒阀→④单座阀→⑤双座阀→⑥偏心旋转阀→⑦球阀→⑧角形阀→⑨三通阀→⑩隔膜阀。2执行机构的选择2.1执行机构选择的主要考虑因素①可靠性；②经济性；③动作平稳、足够的输出力；④重量外观；⑤结构简单、维护方便。2执行机构的选择2.2电动执行机构与气动执行机构的选择比较1）可靠性方面2）驱动源3）价格方面4）推力和刚度5）防火防爆2执行机构的选择2.3推荐意见（1）在可能的情况下，建议选用进口电子式执行机构（2）薄膜执行机构虽存在推力不够、刚度小、尺寸大的缺限，但其结构简单。(3）活塞执行机构选择3材料的选择材料的选择主要根据介质的温度、腐蚀性、汽蚀、冲蚀四方面决定。3材料的选择3.1根据介质的腐蚀性选择1）金属耐蚀材料的选择5－2。2）氟塑料成功地用在耐腐蚀阀上材料名称流体名称碳钢铸钢304或302不锈钢316不锈钢铜蒙乃尔合金(Monel)哈氏合金(Hastel-loy-B)哈氏合金(Hastel-loy-CDuri-met20钛材钴基合金6416不锈钢440C硬质不锈钢17-4PH乙醛CH3CHOAAAAAAI、LAAI、LI、LAAA3材料的选择3.2耐磨损材质的选择对汽蚀、冲蚀严重的阀；切断类硬密封调节阀，也必须保护密封面。4作用方式的选择气开、气闭阀的选择主要从生产安全角度考虑。5弹簧范围的选择5.1“标准弹簧范围”错误说法应纠正弹簧是气动调节阀的主要零件。弹簧范围是指一台阀在静态启动时的膜室压力到走完全行程时的膜室压力，字母用Pr表示。如Pr为20～100KPa，表示这台阀静态启动时膜室压力是20KPa，关闭时的膜室压力是100KPa。常用的弹簧范围有20～100KPa、20～60KPa、60～100KPa、60～180KPa、40～200KPa…由于气动仪表的标准信号是20～100KPa，因此传统的调节阀理论把与气动仪表标准信号一致的弹簧范围（20～100KPa）定义成标准弹簧范围。调节阀厂家按20～100KPa作为标准来出厂，这是十分错误的。5弹簧范围的选择5.2弹簧范围的选择1)阀的稳定性上选择2)从输出力上选择3)从综合性能上选定弹簧范围4)特殊情况弹簧范围的选择6流量特性的选择6.1调节阀理想流量特性1）定义调节阀的流量特性是指介质流过阀门的相对流量与相对开度的关系。数学表达式为：（5—1）或中：———相对流量（Q———某一开度下的流量）———相对开度，调节阀阀芯某一位移与全开位移L之比。)(maxLlFQQmaxQQ)(Ll6流量特性的选择6.1调节阀理想流量特性2)直线特性直线特性是指调节阀的相对流量与相对开度成直线关系，即单位行程变化引起的流量变化是常数1-直线2-等百分3-快开图5-1理想流量特性6流量特性的选择6.1调节阀理想流量特性3)对数（又称等百分比）特性对数特性是指单位行程变化引起相对流量变化与该点的相对流量成正比，即调节阀的放大系数是变化的，它随相对流量的增加而增大。表5－4流量特性的相对开度和对应流量（R＝30）6流量特性的选择6.1调节阀理想流量特性表5－4流量特性的相对开度和对应流量（R＝30）%maxQQ)%(Ll相对开度0102030405060708090100直线流量特性3.313.022.732.342.051.761.371.080.690.3100等百分比流量特性3.34.676.589.2613.018.325.636.250.871.2100快开流量特性3.321.738.152.665.275.884.591.396.1399.03100抛物线流量特性3.37.31218263545577084100相对流量6流量特性的选择6.2调节阀的工作流量特性在实际运行中，调节阀前后压差总是变化的，这时的流量特性称为工作流量特性。6流量特性的选择6.2调节阀的工作流量特性1）串联管道的工作流量特性(a)线性(b)对数图5-2串联管道时调节阀的工作特性（以Qmin为参数对比值）6流量特性的选择6.2调节阀的工作流量特性1）串联管道的工作流量特性(a)线性(b)对数图5-3并联管道时调节阀的工作特性（以Qmin为参数对比值）6流量特性的选择6.2调节阀的工作流量特性2）并联管道的工作流量特性6流量特性的选择6.3对传统流量特性理论的突破----节能调节阀流量特性S可以在0.05～0.15之间，与原高S运行相比，可节省能耗15％～22％。这对于我国能源紧张的今天，有较好的使用价值和社会效益。6流量特性的选择6.5流量特性的选择1）工作流量特性的选择6流量特性的选择表5－5工作流量特性选择表系统及被调参数干扰流量特性说明流量控制系统给定值直线变送器带开方器P1、P2等百分比给定值快开变送器不带开方器P1、P2等百分比温度控制系统给定值T1直线P1、P2、T3、T4、Q1等百分比压力控制系统给定值P1、P3、C0直线液体给定值P1、C0等百分比气体P3快开液位控制系统给定值直线C0直线液位控制系统给定值等百分比Q直线6流量特性的选择6.5流量特性的选择1）工作流量特性的选择表5－7调节阀固有流量特性选择用调节阀与系统压降之比≥0.6＜0.6要求的工作特性平方根直线等百分比平方根直线等百分比选用的固有特性平方根直线等百分比等百分比等百分比等百分比7流向的选择7.1流向对工作性能的影响1）Ft作用方向改变对工作性能的影响2)体阻力改变对工作性能的影响机翼阻力试验模拟阀芯节流试验条件流动示意图阻力单位流向阻力风速：210英里／小时从圆头往尖尾绕流1小风速同上，从尖尾向圆头绕流2大图5-4调节阀流阻力模拟7流向的选择7.1流向对工作性能的影响3)流动方向改变对使用寿命的影响4）不同流向对其工作性能的影响v图5-5流向对阀芯使用寿命的影响图5-6流向对△Pc的影响(a)流闭型(b)流开型7流向的选择7.2流向对工作性能的影响及选择表5－8流向对工作性能的主要选择3131流向流开流闭流向选用流开流闭对稳定性影响稳定Ds≥dg稳定√ds＜dgFt＜PrAe稳定√√Ft≥PrAe不稳定√对寿命影响寿命短寿命长√对“自洁”性能影响“自洁”性能差“自洁”性能好√对密封性能影响密封性能差（通常Ft将阀芯顶开）密封性能好（通常Ft将阀芯压紧）√对流量系数影响一般具有标准流量系数一般比标准流量系数大10～15％左右若阀偏小，可改流闭，使流量系数增大对输出力的影响输出力小（输出力计算要另除Pr）输出力大（输出力不计算不扣除Pr）√FL值大（阻力大，恢复小）小（阻力小，恢复大）减小闪蒸√动作速度平缓接近关闭时有跳跃启动、跳跃关闭现象√对性能影响7流向的选择7.3需要纠正的一个概念8填料的选择表5—9四氟、石墨填料的比较与选择表“V”型四氟填料“O”型石墨填料密封的可靠性寿命短，可靠性差寿命长、耐磨、可靠性高、摩擦大填料工作温度－40℃～180℃－200℃～600℃选择情况常温－40～250℃可优先选用在需要带定位器使用时可以考虑，尤其是蒸气介质。中温－60～450℃必须加散热片，以使填料在250℃以下工作。因增加散热片，使产品价格比常温增加10～20％左右可以不带散热片使用，故经济性好，外形尺寸小，并且密封性能好，但必须带定位器，目前选用越来越多，当工作温度较高时，可优先选用高温＋450～＋600℃不能用（目前，四氟填料只设计到450℃以下）可用到600℃禁用介质熔融状碱金属、高温三氟化氯及氟元素高温、高浓度强氧化剂结论由于石墨填料耐磨、耐蚀、耐温，使用寿命长，是四氟填料寿命的2～3倍，所以建议尽可能选用石墨填料，尤其是旋转类调节阀、超高温调节阀、带定位器使用的调节阀。9附件的选择9.1定位器与转换器的选择1）定位器的主要作用(1)提高了执行机构的输出力。(2)提高阀的位置精度的作用。(3)动作速度加快。(4)电气转换。9附件的选择9.1定位器与转换器的选择2）定位器与转换器的比较与选择在某些特殊场合，如防爆要求特别高时，可选“气动阀门定位器+电气转换器”。9附件的选择9.2电磁阀的选择9.3行程开关的选择9附件的选择9.4手轮机构9.5空气过滤减压阀10型号决定10型号决定10．2举例说明11订货须知11.1订货时，必须告诉的条件（1）产品名称；（2）型号（型号中包括作用方式、温度范围）；（3）公称压力；（4）公称通径；（5）流量系数；（6）流量特性；（7）泄漏率；（8）阀关闭时的压差；（9）阀体材质；（10）芯座材质；（11）附件（附件型号、信号、规格、防爆否等）。11订货须知11.2酌情告诉的条件（1）弹簧范围；（2）流向；（3）填料的材质；（4）特殊材质；（5）附件是国产还是进口；11订货须知11.2酌情告诉的条件（6）工作条件；1介质名称；2比重；3浓度；4温度；5物理性能（悬浮液、纤维、颗粒、粉尘等）；6化学性能处；7流量；8压力、压差；9切断要求；10动作速度、频率；11原用阀存在的问题和成功之处；12环境条件（湿度、粉尘、温度、空气腐蚀性、防火防爆）；13引进阀接口、接连尺寸（法兰距、法兰标准）、特殊要求；14特殊附件，等等12调节阀选型的详细审定内容12.1执行机构（1）驱动方式的选择：电动、气动、液动的决定？（2）电动执行机构选择普通型还是电子式结构？（3）电动执行机构是角行程还是直行程？（4）角行程电动执行机构是直连式还是曲柄连杆式？（5）电动执行机构