淺談?wù){(diào)節(jié)閥的流量調(diào)節(jié)

1、淺談?wù){(diào)節(jié)閥的流量調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)范圍及流量特性調(diào)節(jié)閥被廣泛的應(yīng)用于電站行業(yè)，尤其是在鍋爐系統(tǒng)屮更為常見(jiàn)，例如: 鍋爐主給水系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)、減溫水系統(tǒng)等。并且調(diào)節(jié)閥性能的好壞直 接影響著整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，合理的設(shè)計(jì)及選取調(diào)節(jié)閥對(duì)于整個(gè)系 統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性有著十分重要的作用。隨著電站 行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)調(diào)節(jié)閥的要求也越來(lái)越高，調(diào)節(jié)閥往往要在一個(gè)較 大的流量范圍內(nèi)高度精確地調(diào)節(jié)或控制流休的流動(dòng)，并且能根據(jù)閥桿的 規(guī)定運(yùn)動(dòng)方式預(yù)計(jì)流量。因此，流量調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)范圍及調(diào)節(jié)特性是設(shè)計(jì) 及選取調(diào)節(jié)閥時(shí)所必須考慮的因素。1流量調(diào)節(jié)流量即單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)閥門(mén)的流體質(zhì)量或體積；調(diào)節(jié)的流量即按照 某一規(guī)定

2、的規(guī)律隨時(shí)間變化的流量，即使進(jìn)口端有適當(dāng)?shù)膲毫ψ兓?，?可以要求流量在有限的范圍內(nèi)變化。例如：在鍋爐主給水及旁路系統(tǒng)調(diào) 節(jié)閥來(lái)實(shí)現(xiàn)鍋爐的給水量，在鍋爐噴水減溫器的噴水管道上調(diào)節(jié)噴水量 以達(dá)到調(diào)節(jié)鍋爐介質(zhì)溫度的目的。為了在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)調(diào)節(jié)流量，在設(shè)計(jì)或選型調(diào)節(jié)閥時(shí)，流量系 數(shù)應(yīng)該留有一定的裕量，以便在流量發(fā)生波動(dòng)或比預(yù)期的流量大時(shí)，流 量仍有可調(diào)性。一般具有直線(xiàn)調(diào)節(jié)特性的閥門(mén)推薦取計(jì)算流量系數(shù)的 1. 15-1. 66倍，具有等百分比調(diào)節(jié)特性的閥門(mén)推薦取計(jì)算流量系數(shù)的 1.22-2倍?？紤]調(diào)節(jié)閥必需的或規(guī)定的壓降值，系統(tǒng)壓降的分配需 要根據(jù)具休情況而定。選定閥門(mén)閥瓣的調(diào)節(jié)特性以滿(mǎn)足工況的需要。

3、最后應(yīng)該考慮流量范圍，閥門(mén)必須在整個(gè)流量范圍內(nèi)保持有效調(diào)節(jié)。2調(diào)節(jié)范圍調(diào)節(jié)范圍是用來(lái)描述閥門(mén)在整個(gè)流量范圍保持必要調(diào)節(jié)的能力的一 個(gè)參數(shù)，調(diào)節(jié)范圍的大小也可用可調(diào)比來(lái)表示，調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比就是調(diào) 節(jié)閥所能控制的最大流量與最小流量之比。若以r來(lái)表示，則r=qmax/qmin,最小流量qmin是指可調(diào)流量的下限值，它與泄漏量是不 同的。閥門(mén)的可調(diào)比取決于閥門(mén)類(lèi)別、閥門(mén)壇益和閥門(mén)調(diào)節(jié)元件的特性。 例如：?jiǎn)巫y、雙座閥、蝶閥、或球閥，最小可調(diào)流量系數(shù)被認(rèn)為是， 在此系數(shù)下，閥門(mén)的壇益顯著地大于曲閥瓣特性決定的值。因此，調(diào)節(jié) 范圍取決于閥門(mén)的壇益（壇益即為流量的變化除以閥瓣升程的變化）。一 般認(rèn)為具有良好

4、調(diào)節(jié)作用的閥門(mén)可調(diào)比應(yīng)該大于50,但出于閥瓣結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)及加工方面的限制，最小可調(diào)流量qmin不能太小，因此，理想可調(diào)比 一般均小于50。目前我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)是時(shí)取r=30o選擇合適的調(diào)節(jié)閥，以便產(chǎn)生需要的調(diào)節(jié)范圍。首先，計(jì)算出工況 所需要的調(diào)節(jié)范圍。其次，選取需要的閥門(mén)，查看閥瓣升程90%的流量 系數(shù)與閥瓣升程10%的流量系數(shù)之比，是否等于或人于需要的調(diào)節(jié)范圍, 如果小于所需要的調(diào)節(jié)范圍口j重新選擇另外的閥門(mén)，需要的話(huà)也口j選擇 兩臺(tái)閥門(mén)并聯(lián)。但是，在多數(shù)生產(chǎn)過(guò)程中，調(diào)節(jié)閥不是與管路申聯(lián)就是與旁路閥并 聯(lián)，隨管路系統(tǒng)的阻力變化或旁路閥開(kāi)啟程度的不同，調(diào)節(jié)閥的叮調(diào)比 也產(chǎn)生相應(yīng)的變化，這時(shí)的可調(diào)比就

5、成為實(shí)際可調(diào)比r'。圖1調(diào)節(jié)閥與管道串聯(lián)圖2調(diào)節(jié)閥與管道并聯(lián)當(dāng)調(diào)節(jié)閥與管道串聯(lián)時(shí)如圖1,由于流量的增加，管道的阻力損失 也增加。若系統(tǒng)的總壓差不變，則分配到調(diào)節(jié)閥的壓差就相應(yīng) 的減小，這就使調(diào)節(jié)閥所能通過(guò)的最大流量減小，這時(shí)實(shí)際可調(diào)比， s=ap/apso由此式可以看出，串聯(lián)管道時(shí)調(diào)節(jié)閥實(shí)際可調(diào)比會(huì)降低。 當(dāng)調(diào)節(jié)閥與管道并聯(lián)時(shí)如圖2,實(shí)際可調(diào)比r' =qmax/q2,可以看出并聯(lián) 實(shí)際可調(diào)比與調(diào)節(jié)閥固冇的可調(diào)比無(wú)關(guān)，調(diào)節(jié)閥的最小流量一般比旁路 流量小得多，故其可調(diào)比實(shí)際是總管最大流量與旁路流量的比值。由此 得出，串聯(lián)或并聯(lián)管道都使實(shí)際可調(diào)比下降，所以在選擇調(diào)節(jié)閥和組成 系統(tǒng)時(shí)不

6、應(yīng)使s值太小，并月盡量避免打開(kāi)并聯(lián)管路的旁路閥，以保證 調(diào)節(jié)閥有足夠的可調(diào)比。3流量特性調(diào)節(jié)閥的流量特性是指介質(zhì)流過(guò)閥門(mén)的流量與閥瓣升程值z(mì)間的關(guān) 系。通常用流量與閥桿位置或升程的關(guān)系曲線(xiàn)表示。在實(shí)際工況屮，由 于多種因素的彩響，通過(guò)閥門(mén)的流量可能隨壓降而變化。為了便于分析, 我們先假定閥門(mén)的壓降不變，然后再引申到真實(shí)情況進(jìn)行分析，前者稱(chēng) 為閥門(mén)固有流量特性，后者稱(chēng)為閥門(mén)工作流量特性。3. 1固有流量特性我們經(jīng)常用到的固有流量特性主要有直線(xiàn)、等百分比（對(duì)數(shù)）、拋物 線(xiàn)及快開(kāi)特性。圖3為這4種流量特性的關(guān)系曲線(xiàn)圖，圖4為不同流量 特性的閥瓣形狀。圖3理想的固有流量特性圖4不同流量特性的閥瓣形狀直

7、線(xiàn)流量特性是指調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與閥桿相對(duì)位移成直線(xiàn)關(guān)系， 即單位位移變化所引起的流量變化是常數(shù)。具有此特性的閥門(mén)在開(kāi)度小 時(shí)流量相對(duì)變化大，靈皺度高，不易控制，甚至發(fā)生振蕩；而在開(kāi)度大 吋，流量相對(duì)變化值小，調(diào)節(jié)緩慢，不夠及時(shí)。等百分比流量特性也稱(chēng)為對(duì)數(shù)流量特性，它是指閥桿單位相對(duì)位移 變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量成正比關(guān)系。在小開(kāi)度時(shí), 調(diào)節(jié)平穩(wěn)緩和；在大開(kāi)度時(shí)，調(diào)節(jié)靈皺有效，從圖3可看出，等百分比 特性在直線(xiàn)特性下方，因此，在同一位移時(shí)，直線(xiàn)閥通過(guò)的流量要比等 百分比大。拋物線(xiàn)流量特性是指閥桿單位位移的變化所引起的相對(duì)流量變化與 此點(diǎn)的相對(duì)流量值的平方根成正比關(guān)系，它介于直線(xiàn)特

8、性與等百分比特 性z間，相對(duì)來(lái)說(shuō)此特性應(yīng)用較少?？扉_(kāi)特性在開(kāi)度較小時(shí)就有較大的流量，隨開(kāi)度的壇大，流量很快 達(dá)到最犬；此后再增加開(kāi)度，流量變化很小。它的閥瓣形式是平板型的, 如圖4所示，它的有效位移一般為閥座直徑的1/4,當(dāng)位移在増大時(shí)， 閥的流通面積不變，失去調(diào)節(jié)作用。為特定功用選擇閥門(mén)的一個(gè)主要問(wèn)題是挑選適合于工況的特性。理 論上，每一種情況都應(yīng)做透徹的分析，并相應(yīng)地挑選閥門(mén)調(diào)節(jié)元件。但 是這樣既費(fèi)時(shí)、代價(jià)又高。對(duì)于無(wú)需精密調(diào)節(jié)的場(chǎng)合，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按表 1選擇。表1閥門(mén)特性的典型用途矽啊i-耐砒1法 /閩門(mén)a曲疔上個(gè)砂的”各術(shù)任訓(xùn)丑s.系佔(zhàn)刪raqws wtm4煨董血話(huà)余匸建期的wns.聲r(shí)ft腫3. 2工作流量特性在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，閥門(mén)的壓差總是變化的，這時(shí)流量特性稱(chēng)為工 作流量特性，為了描述這一特性我們引進(jìn)了壓降比k（壓降比被定義為通過(guò)閥門(mén)的壓降除以總的系統(tǒng)動(dòng)壓降）。工作流量特性就是在恒定壓降比 下，流量與閥桿升程之間的關(guān)系。圖5和圖6為直線(xiàn)特性和等百分比特 性的工作流量特性，從圖可以看出當(dāng)k值越小時(shí)，工作流量特性與固有 流量特性偏差越人，因此在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)把系統(tǒng)壓降盡可能人的部分分 配給調(diào)節(jié)閥。nfffiff-圖5貝有線(xiàn)性固有流量特性的