1控制閥選型的重要性

　　調(diào)節(jié)閥在過(guò)程控制中的作用是接受調(diào)節(jié)器或計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)，改變被調(diào)介質(zhì)的流量，使被調(diào)參數(shù)維持在所要求的范圍內(nèi)，從而達(dá)到生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。

　　調(diào)節(jié)閥是自控系統(tǒng)中的執(zhí)行器，它的應(yīng)用質(zhì)量直接反應(yīng)在系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)上。作為過(guò)程控制中的終端元件，人們對(duì)它的重要性較過(guò)去有了更新的認(rèn)識(shí)。調(diào)節(jié)閥應(yīng)用的好壞，除產(chǎn)品自身質(zhì)量、用戶是否正確安裝、使用、維護(hù)外，正確地計(jì)算、選型十分重要。由于計(jì)算選型的失誤，造成系統(tǒng)開(kāi)開(kāi)停停，有的甚至無(wú)法投用，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)閥在現(xiàn)場(chǎng)的重要性，必須對(duì)調(diào)節(jié)閥的選型重視，至關(guān)重要。

　　2控制閥的工作原理

　　要正確選型必須知道控制閥的工作原理，控制閥與孔板一樣是一個(gè)局部阻力元件?？刂崎y的節(jié)流面積可以由閥芯的移動(dòng)來(lái)改變，因此是一個(gè)可變的節(jié)流元件。因此可以把控制閥模擬成節(jié)流件孔板的形式。對(duì)于不可壓縮流體，根據(jù)伯努利方程，控制閥的流量方程為：

　　P1/ρg+V12/2g=P2/ρg+V22/2g；

　　V1，V2—節(jié)流前后速度；

　　P1，P2—節(jié)流前后壓力；

　　A——節(jié)流面積；

　　Q——流量；

　　ζ——阻力系數(shù)；

　　g——重力加速度；

　　ρ——流體密度。

　　當(dāng)控制閥的口徑一定時(shí)即控制閥兩端壓差(P1-P2)不變時(shí)，流量Q隨阻力系數(shù)而變化。減少，Q增大。

　　3控制閥選型的原則

　　控制閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)兩部分組成，控制閥選型需遵循下面的原則：

　　3.1根據(jù)工藝條件，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式和材料

　　3.1.1根據(jù)閥的閥體的結(jié)構(gòu)形式可分為單座閥、雙座閥、角閥、三通閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、蝶閥、球閥、隔膜閥等。

　　選擇閥門(mén)之前，要對(duì)控制過(guò)程的介質(zhì)、工藝條件和參數(shù)進(jìn)行細(xì)心的分析，收集足夠的數(shù)據(jù)，了解系統(tǒng)對(duì)調(diào)節(jié)閥的要求?？梢詮囊韵聨讉€(gè)方面考慮：

　　1)閥芯的形狀結(jié)構(gòu)主要根據(jù)所選擇的流量特性和不平衡力等因素考慮。

　　2)耐磨損性，當(dāng)流體介質(zhì)是含有高濃度磨損性顆粒的懸浮液時(shí)，閥芯、閥座接合面每一次關(guān)閉都會(huì)受到嚴(yán)重摩擦。因此閥門(mén)流路要光滑、閥的內(nèi)部材料要光滑。

　　3)耐腐蝕，由于介質(zhì)具有腐蝕性，在能滿足調(diào)節(jié)功能的情況下，應(yīng)盡量選擇簡(jiǎn)單的閥門(mén)。

　　4)介質(zhì)的溫度、壓力，當(dāng)介質(zhì)的溫度、壓力高且變化大時(shí)，應(yīng)選用閥芯和閥座的材料受溫度、壓力變化小的閥門(mén)。

　　5)防止閃蒸和空化閃蒸和空化，只產(chǎn)生于液體介質(zhì)。閃蒸和空化不僅影響流量系數(shù)的計(jì)算，還會(huì)形成振動(dòng)和噪聲，使閥門(mén)的使用的壽命變短。

　　如：套筒閥與偏心旋轉(zhuǎn)閥在振動(dòng)和噪聲較大的場(chǎng)合選用套筒閥合適，而介質(zhì)有黏性或帶有微小顆粒時(shí)，則選用偏心旋轉(zhuǎn)閥較合適。

　　3.1.2材料的選擇

　　調(diào)節(jié)閥的各個(gè)零部件，特別是與工藝流體接觸的閥體與閥內(nèi)組件、材料的正確選擇與調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)型式和公稱(chēng)通徑的選擇同樣重要。選擇調(diào)節(jié)閥材料必須考慮以下各個(gè)因素。

　　1)流體的壓力和溫度對(duì)材料的影響。

　　2)流體腐蝕性對(duì)材料的影響。

　　3)流體的空化現(xiàn)象和泥漿流體對(duì)材料的影響。

　　4)從結(jié)構(gòu)上考慮，材料組配是否有問(wèn)題。

　　閥體材料的選擇一般高于管道材料；

　　a)在高溫情況下，必須充分考慮高溫強(qiáng)度、高溫下的金相組織變化及耐腐蝕性問(wèn)題。一般含有合金鋼材料：鉻、鎳、鉬等。

　　b)高溫高壓下，鋼受到氫氣的浸蝕，一般會(huì)造成脫碳現(xiàn)象，引起脆化(常稱(chēng)氫脆)。鋼中加入鉻、鎳、鉬等元素后，它與碳元素結(jié)合，可提高鋼的抗氫腐蝕性。

　　c)在選低溫材料時(shí)，要充分考慮低溫沖擊值，還要考慮材料在低溫下出現(xiàn)韌性下降的問(wèn)題。奧式不銹鋼的低溫機(jī)械性能比較穩(wěn)定，經(jīng)常采用。(304、316L)

　　d)當(dāng)流體是液體，特別是熱水時(shí)，必須充分考慮材料的耐氣蝕問(wèn)題。特別是流體的溫度大于100℃時(shí)，*好用鉻鉬鋼。

　　e)耐腐蝕材料一般有不銹鋼、20#合金鋼、哈式合金等。

　　閥內(nèi)組件材料一般用304、316等不銹鋼，有時(shí)根據(jù)特殊情況進(jìn)行硬化處理。

　　常溫、常壓差不做硬化處理，但閥座要求精度高、泄露小，也應(yīng)考慮硬化處理。

　　方法有：熱處理、堆焊硬化層、表面硬化處理等

　　3.2根據(jù)工藝對(duì)象的特點(diǎn)，選擇控制閥的流量特性。

　　控制閥流量特性的選擇，控制閥的流量特性是指介質(zhì)流過(guò)閥門(mén)的相對(duì)流量與位移(閥門(mén)的相對(duì)開(kāi)度)間的關(guān)系，理想流量特性主要有直線、等百分比(對(duì)數(shù))、拋物線和快開(kāi)等4種，常用的理想流量特性只有直線、等百分比(對(duì)數(shù))、快開(kāi)三種。拋物線流量特性介于直線和等百分比之間，一般可用等百分比特性來(lái)代替，而快開(kāi)特性主要用于二位調(diào)節(jié)及程序控制中，因此控制閥特性的選擇實(shí)際上是直線和等百分比流量特性的選擇。

　　控制閥流量特性的選擇可以通過(guò)理論計(jì)算，但所用的方法和方程都很復(fù)雜。選擇的基本原則是；

　　1)線性流量特性

　　a)壓差變化小，幾乎恒定；

　　b)液位定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)；

　　c)主要干擾為給定值的流量、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

　　整個(gè)系統(tǒng)的壓力損失大部分分配在閥上(開(kāi)度變化，閥上壓差變化相對(duì)較小。大多數(shù)選用等百分比流量特性。

　　2)等百分比流量特性

　　a)要求大的可調(diào)范圍；

　　b)管道系統(tǒng)壓力損失大；

　　c)開(kāi)度變化、閥上壓差變化相對(duì)較大；

　　d)流量、壓力、溫度定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)；

　　e)主要干擾為給定值的壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)；

　　f)各種調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

　　3.3根據(jù)工藝操作參數(shù)，選擇合適的控制閥口徑尺寸

　　控制閥口徑的選擇和確定主要依據(jù)閥的流通能力即Cv。在各種工程的儀表設(shè)計(jì)和選型時(shí)，都要對(duì)控制閥進(jìn)行Cv計(jì)算，并提供控制閥設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。

　　從控制閥的Cv計(jì)算到閥的口徑確定，一般需經(jīng)以下步驟：

　　1)計(jì)算流量的確定?，F(xiàn)有的生產(chǎn)能力、設(shè)備負(fù)荷及介質(zhì)的狀況，決定計(jì)算流量的Qmax和Qmin。

　　2)閥前后壓差的確定。根據(jù)已選擇的閥流量特性及系統(tǒng)特點(diǎn)選定S(阻力系數(shù))，再確定計(jì)算壓差。

　　3)計(jì)算Cv。根據(jù)所調(diào)節(jié)的介質(zhì)選擇合適的計(jì)算公式和圖表，求得Cmax和Cmin。

　　液體：a)Cv值計(jì)算公式為：

　　式中：Q=*大流量m3/h

　　G=比重(水=1)

　　P1=進(jìn)口壓力Kgf/cm2

　　P2=出口壓力Kgf/cm2

　　上面的公式只適用于流體流動(dòng)呈紊流狀態(tài)，或雷諾數(shù)大的場(chǎng)合，流體接近層流或雷諾數(shù)小的場(chǎng)合，上述公式必須進(jìn)行粘度修正。

　　當(dāng)飽和溫度的熱水或者接近飽和溫度的熱水，流經(jīng)控制閥節(jié)流口壓力會(huì)降低，控制閥出口處的水中可能會(huì)有水蒸氣。在這流動(dòng)條件下，液體流動(dòng)的基本定律就不再是正確的?？刂崎y的CV值的計(jì)算就需要修正。在這種情況下，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

　　△T<2.8℃(5 8/)△PC=0.06×P1 2)

　　△T>2.8℃(5 8/)△PC=0.9×（P1×PS) 3)

　　△T=在進(jìn)口壓力下的液體飽和溫度與進(jìn)口溫度之差。

　　△PC=計(jì)算流量用的允許壓差(Kgf/cm2)

　　PS=進(jìn)口溫度下液體的**飽和壓力(Kgf/cm2 abs)

　　只有當(dāng)公式2)或3)計(jì)算出△PC的小于控制閥上的實(shí)際壓差△P時(shí)，公式1)必須用△PC代替△P；

　　除水以外的其它液體，一般的計(jì)算辦法是計(jì)算出閃蒸的比率，然后分別計(jì)算出液體和氣體的Cv值，他們之和作為計(jì)算結(jié)果。閃蒸的比率：

　　X=(i1-i2)/r2=Cp(T1-T2)/r2

　　i1進(jìn)口溫度T1下的熱量(Kal/kg)；

　　i2出口壓力P2的飽和溫度(T2)下的熱量(Kal/kg)；

　　r2出口壓力P2的飽和溫度(T2)下的潛熱(Kal/kg)；

　　Cp=(T1+T2)/2的液體比熱(Kal/kg)

　　b)氣體計(jì)算公式：氣體在△P≥P1/2狀態(tài)時(shí)，氣體的流速達(dá)到音速，流量會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)。壓差再增大，流量也不會(huì)增加了。因此分為兩種情況討論：

　　△P

　　△P

　　Q：*大流量，比重(空氣=1)，

　　T：流體溫度(℃)，

　　P1：進(jìn)口**壓力(Kgf/cm2)，

　　P2：進(jìn)口**壓力(Kgf/cm2)；△P=P1-P2

　　c)水蒸汽計(jì)算公式

　　△P

　　△P

　　P1：進(jìn)口**壓力(Kgf/cm2)，

　　P2：進(jìn)口**壓力(Kgf/cm2)；△P=P1-P2*大流量(kg/hr)

　　d)其它水蒸汽的計(jì)算公式：

　　當(dāng)P2

　　W：*大流量(Kg/hr)

　　V1：在進(jìn)口壓力P1下蒸汽比容(cm3/gr at P1)

　　V2：在出口壓力P2下蒸汽比容(cm3/gr at P2)

　　P1：進(jìn)口**壓力(Kgf/cm2)

　　P2：進(jìn)口**壓力(Kgf/cm2)；△P=P1-P2

　　4)選用Cv。

　　計(jì)算出*大流量、正常流量、*小流量對(duì)應(yīng)的流量系數(shù)Cmax、Cnor，Cmin后，根據(jù)已確定的控制閥的選型，在該系列中控制閥的流量系數(shù)中不小于*接近于此Cmax值的一個(gè)，作為*終選定的流量系數(shù)C100。

6.3MPA電磁閥22E-B4B
23E-B4B
24E-B4B
34E-B4B
22E2-B4B
23E2-B4B
24E2-B4B
34E2-B4B
22E1-25B
23E1-25B
24E1-25B
25E1-25B
34E1-25B
行程閥22C-10(B)
22C-25(B)
23C-10B
23C-25B
24C-10B
24C-25B
轉(zhuǎn)閥24O-10B
34O-10B

溢流閥Y-F*6D-B/O
Y1-F*10D-P/O-1
Y1-F*6/10D-P1/O-1
Y1-F*10D-A/O-1
Y1-F*10D-B/O-1
2Y1-F*10D-AB/O-1
Y1-F*16D-P/O-1
Y1-F*6/16D-P1/O-1
Y1-F*16D-A/O-1
Y1-F*16D-B/O-1
2Y1-F*16D-AB/O-1
Y1-F*20D-P/O-1
Y1-F*20D-A/O-1
Y1-F*20D-B/O-1

順序閥X-F*6D-P-1
2X-F*6D-AB/BA-1
XA-Ff6D-B
BXY-Fg6D-B(A)-1
X-F*10D-P-1
X1-F*6/10D-P1/P
XY-F*10D-P/O（P1）-1
2X-F*10D-AB/BA-1
XA-Ff6/10D-B-1
XA-Fa10D-B
BXY-Fg10D-B(A)-1
XYA-F*10D-B(A)-1
X1-F*6/16D-P/p-1
XY-F*16D-P/O（P1）-1
2X-F*16D-AB/BA-1
XA-Ff6/16D-B-1
XA-Fa16D-B
BXY-Fg16D-B(A)-1
XYA-F*16D-B(A)-1