《調(diào)節(jié)閥計算選型培訓(xùn)教材》

1、調(diào)節(jié)閥閥計算選選型培訓(xùn)訓(xùn)教材本學(xué)習(xí)資資料由海海王儀器器儀表技技術(shù)開發(fā)發(fā)部全體體技術(shù)人人員花費費大量精精力編制制，在編編制過程程中得到到了海王王總裁鄭鄭云海先先生及同同行專家家的大力力指導(dǎo)和和幫助，在在此表示示感謝！ 調(diào)調(diào)節(jié)閥又又稱控制制閥，是是工業(yè)自自動化過過程控制制儀表的的執(zhí)行單單元，是是工業(yè)自自動化控控制的手手和足。正確選選擇和使使用調(diào)節(jié)節(jié)閥不僅僅直接關(guān)關(guān)系到整整個系統(tǒng)統(tǒng)的正常常運行，同同時涉及及到人生生和系統(tǒng)統(tǒng)的安全全、環(huán)保保及經(jīng)濟濟效益等等方面。據(jù)了解解自控系系統(tǒng)不能能正常投投入運行行，其中中有700%880%的的原因是是執(zhí)行單單元的影影響。 隨著著我國生生產(chǎn)的發(fā)發(fā)展系統(tǒng)統(tǒng)對流量量、壓

2、力力、溫度度等參數(shù)數(shù)的過程程控制要要求不斷斷提高；耐蝕性性能、調(diào)調(diào)節(jié)精度度、可靠靠性要求求也越來來越高。所以正正確選擇擇、合理理使用調(diào)調(diào)節(jié)閥對對控制系系統(tǒng)有著著舉足輕輕重的作作用。調(diào)節(jié)節(jié)閥計算算選型資資料可可供設(shè)計計院、企企業(yè)自動動化控制制室及工工程部有有關(guān)人員員，在調(diào)調(diào)節(jié)閥計計算選型型時參考考；對從從事調(diào)節(jié)節(jié)閥生產(chǎn)產(chǎn)、銷售售、使用用、維修修人員作作為調(diào)節(jié)節(jié)閥基礎(chǔ)礎(chǔ)知識的的培訓(xùn)教教材。一概述在工業(yè)業(yè)生產(chǎn)中中，往往往要對被被調(diào)介質(zhì)質(zhì)的參數(shù)數(shù)，如溫溫度、壓壓力、流流量、液液位、物物位等進進行控制制，使其其穩(wěn)定并并達到預(yù)預(yù)定的要要求。從從而實現(xiàn)現(xiàn)生產(chǎn)過過程的自自動化。其控制制過程簡簡化示意意如圖。

3、調(diào)節(jié)閥接接受到調(diào)調(diào)節(jié)器送送來的（偏偏差）信信號時，它它是怎樣樣實現(xiàn)對對介質(zhì)的的調(diào)節(jié)的的呢？伯伯努諾方方程告訴訴我們：（1） 就就是說流流動介質(zhì)質(zhì)處于任任意狀態(tài)態(tài)（位置置）時，它它的能量量（總水水頭）是是一個定定值（常常數(shù)）（流流體內(nèi)部部摩擦熱熱能散失失忽略不不計）。它包括括三部分分：h位能（位位置水頭頭）、壓力能能（靜壓壓水頭）、動能（動動力水頭頭）。在在不同形形狀、大大小的管管道內(nèi)三三種能量量（水頭頭）只是是相互轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換而已已。如圖圖1-22，過水水?dāng)嗝鍭A、B兩點的的總能量量（水頭頭）都是是等于ZZ。在水平管管道中，而而A、B兩點的的h位能（位位置水頭頭）是一一個定值值，則公公式（11）可寫

4、寫成： .（2） 從圖圖1-33可以看看出A、B兩點能能量（水水頭）的的轉(zhuǎn)換。能量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換部分分h的大小小可用下下式表示示： .（3）因為流量量：Q=F1V1=F2V2.（4）F1、FF2分別表表示兩過過流斷面面面積V1、VV2分別表表示兩過過流斷面面流體流流速。 則 將V2代代入（33）式 設(shè) 流體阻阻力系數(shù)數(shù)。 （5）當(dāng)調(diào)節(jié)閥閥的口徑徑一定、管道直直徑一定定，其流流量Q隨阻力力系數(shù)變變化而變變化。而而阻力系系數(shù)的變變化直接接受管道道直徑既既調(diào)節(jié)閥閥開度的的影響。就是說調(diào)調(diào)節(jié)閥接接收到調(diào)調(diào)節(jié)器送送來的（偏偏差）信信號后，推推動閥桿桿或軸移移（轉(zhuǎn)）動動，執(zhí)行行機構(gòu)根根據(jù)信號號的大小小，使閥閥的開

5、度度成一定定比例開開大或關(guān)關(guān)小。由由于閥芯芯形狀和和閥芯的的位移（開開度）建建立了一一定的數(shù)數(shù)學(xué)關(guān)系系，從而而使調(diào)節(jié)節(jié)閥的流流量Q隨節(jié)流流孔過水水?dāng)嗝婷婷娣e的變變化相應(yīng)應(yīng)的變化化，而迅迅速補償償（調(diào)節(jié)節(jié)）被控控對象（流流體），直直至達到到平衡。調(diào)節(jié)閥選選擇主要要包括以以下幾個個方面：調(diào)節(jié)閥閥結(jié)構(gòu)型型式和材材質(zhì)的選選擇；流流量特征征的選擇擇；調(diào)節(jié)節(jié)閥Cvv值的計計算及口口徑的選選擇；許許用壓差差的計算算及執(zhí)行行機構(gòu)的的選擇；公稱壓壓力及溫溫度等級級的選擇擇。調(diào)節(jié)閥實實際上是是一個可可調(diào)節(jié)的的節(jié)流單單元，它它直接與與戒指接接觸，使使用環(huán)境境十分惡惡劣、復(fù)復(fù)雜多變變。選型型時既要要注意適適用、安安全

6、、可可靠性，又又要考慮慮經(jīng)濟性性?？偟牡膩碚f，應(yīng)應(yīng)根據(jù)介介質(zhì)性質(zhì)質(zhì)、溫度度、壓力力及系統(tǒng)統(tǒng)工藝要要求和其其他有關(guān)關(guān)條件來來選擇，一一般可遵遵循以下下幾個原原則來選選取。1. 調(diào)節(jié)節(jié)閥的結(jié)結(jié)構(gòu)型式式應(yīng)能滿滿足介質(zhì)質(zhì)溫度、壓力、流量特特性、流流向、毒毒性、調(diào)調(diào)節(jié)范圍圍以及密密封等要要求。2. 調(diào)節(jié)節(jié)閥的材材質(zhì)應(yīng)能能滿足介介質(zhì)溫度度、壓力力和腐蝕蝕性要求求。3. 調(diào)節(jié)節(jié)閥的流流量特性性應(yīng)能對對調(diào)節(jié)閥閥系統(tǒng)進進行合理理的補償償。4. 調(diào)節(jié)節(jié)閥的口口徑應(yīng)能能滿足工工藝上對對流量特特性的要要求。5. 調(diào)節(jié)節(jié)閥的執(zhí)執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)，輸出出力應(yīng)能能滿足現(xiàn)現(xiàn)場使用用壓差的的要求，其其剛度應(yīng)應(yīng)能滿足足系統(tǒng)穩(wěn)穩(wěn)定性要要求

7、。6. 在特特殊情況況下，通通過定位位器、電電磁閥、快速排排氣閥、手輪機機構(gòu)等輔輔助裝置置使調(diào)節(jié)節(jié)閥滿足足動作、換向、分程控控制等要要求。二 Cvv值計算算及口徑徑選擇流量系數(shù)數(shù)Cv值是是調(diào)節(jié)閥閥的重要要參數(shù)，它它反映調(diào)調(diào)節(jié)閥的的能力（容容量），根根據(jù)Cvv值的大大小來確確定調(diào)節(jié)節(jié)閥的公公稱通徑徑。Cvv值的定定義是：閥處于于全開狀狀態(tài)，兩兩端壓差差為1磅/寸2的條件件下，660（15.6）的清清水，每每分鐘通通過閥的的美加侖侖數(shù)。我我國流量量系數(shù)是是按公制制定義的的。符號號為Kvv，Kv與Cv的關(guān)關(guān)系是CCv=11.177Kv。1.液體體介質(zhì)計計算：（英英制） （公公制） .（1） （1）式

8、中Q=最大大流量 gppm（美美加侖/分） Q=最最大流量量 m3/h G=比重重（水=1） G=比重（水水=1）P1=進進口壓力力 psii P1=進口壓壓力 1000kpaa（kgff/cmm2）P2=出出口壓力力 psii P2=出口壓壓力 1000kpaa（kgff/cmm2）P=PP1-P2注意：PP1和P2為最大大流量時時的壓力力(1) 粘度修修正液體體粘度大大于1000SSSU（塞塞波特秒秒）或者者大于220CSST（厘厘斯）即即20mmm2/s時，計計算所要要求的CCv值應(yīng)應(yīng)按下列列次序進進行粘度度修正。1） 不考慮慮粘度影影響，用用公式（1）或（1）求出Cv2） 用公式式（2

9、）和（33）或者者公式（2）和（3），求出系數(shù)R。3） 從圖2-1粘度度修正曲曲線上，求求出系數(shù)數(shù)R相對應(yīng)應(yīng)的Cvv的修正正系數(shù)。4） 用這個個修正系系數(shù)乘上上第一步步求出的的Cv。5） 然后，從從Cv值一一覽表上上，選取取合適的的調(diào)節(jié)閥閥口徑。系數(shù)R的的計算公公式（英制） （公制） .（2） （3）式中Q=最大大流量 gpmm Q=最最大流量量 m3/hMcs進口口溫度下下液體運運動粘度度系數(shù)ccstCv未修正正的CvvMssuu進口口溫度下下液體粘粘度SSSU（塞塞波特秒秒）備注：液液體粘度度2000SSUU，使用用公式（3）或（3）計算，粘度200SSU，請把SSU粘度單位換算成CST粘

10、度單位，再用公式（2）或（2）計算。（2）閃閃蒸修正正當(dāng)飽和溫溫度或接接近飽和和溫度的的液體，在在流經(jīng)調(diào)調(diào)節(jié)閥節(jié)節(jié)流口時時，由于于流速加加快，液液體壓力力下降，液液體內(nèi)部部會產(chǎn)生生瞬間快快速蒸發(fā)發(fā)。即液液體會產(chǎn)產(chǎn)生大量量蒸氣。在這種種情況小小，仍然然采用原原液體流流動的基基本定律律（公式式）計算算就不正正確了，必必須進行行（壓差差）修正正。修正正方法如如下：T22.8（5） Pc=0.006P11 .（4）T22.8（5） Pc=0.99(P11-Pss) （5）式中T=在進口口壓力下下的液體體飽和溫溫度與進進口溫度度之差 Pc=計算流流量用的的允許壓壓差 1000kpaa（kgff/cmm2

11、） aabsPs=進進口溫度度下液體體的絕對對飽和壓壓力1000kppa（kgff/cmm2） aabs只有當(dāng)公公式（44）或（55）計算算出的Pc小于于調(diào)節(jié)閥閥上的實實際壓差差P時，公公式（11）或（11）必須須用Pc，而而不準(zhǔn)用用P。2.氣體體（一般般氣體）介介質(zhì)計算算如果已知知標(biāo)準(zhǔn)狀狀態(tài)，即即7600mmHHg（14.7pssia）和和15.6（60）條件件下的最最大流量量，下列列公式不不需經(jīng)過過修正，可可直接計計算。（1） P時（6） （6）（2） P時.（7） （7）式中Q=標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)狀態(tài)下下最大流流量 fft3/h Q=標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)態(tài)下最大大流量 m3/hG=比重重（空氣氣=1） G=比

12、比重（空空氣=11）T=流體體溫度 T=流體溫溫度 P1=絕絕對進口口壓力 Psiia PP1=絕對進進口壓力力 1100KKpa（kgff/cmm2）P2=絕絕對出口口壓力 Psiia PP2=絕對出出口壓力力 1100KKpa（kgff/cmm2）P= P1P2 PPsiaa P= P1P2 1000Kpaa（kgff/cmm2）3.過熱熱蒸氣介介質(zhì)計算算（1） P時（88） （8）（2） P時.（9） .（9）式中W=最大大流量 Ibee/h W=最最大流量量 kgg/hP1=絕絕對進口口壓力 Psiia PP1=絕對進進口壓力力 1100KKpa（kgff/cmm2）P2=絕絕對出口口

13、壓力 Psiia PP2=絕對出出口壓力力 1100KKpa（kgff/cmm2）K=1+（0.000077過熱溫溫度） K=11+（0.000133過熱溫溫度）P= P1P2 PPsiaa P= P1P2 1000Kpaa（kgff/cmm2）注意：PP1和P2是最大大流量時時的壓力力。4.飽和和蒸氣介介質(zhì)計算算.（10） .（10）說明：當(dāng)當(dāng)P2時，應(yīng)應(yīng)用代替替P，V2要用時相相對應(yīng)的的值。式中W=最大大流量 Ib/h WW=最大大流量 kg/hV1=進進口壓力力下蒸氣氣比容 ftt3/Lbb V1=進口壓壓力下蒸蒸氣比容容 cmm3/gV1=出出口壓力力下蒸氣氣比容 ftt3/Lbb V1=出口壓壓力下蒸蒸氣比容容 cmm3/gP1=絕絕對進口口壓力 Psiia PP1=絕對進進口壓力力 1100KKpa（kgff/cmm2）P2=絕絕對出口口壓力 Psiia PP2=絕對出出口壓力力 1100KKpa（kgff/cmm2）P= P1P2 PPsiaa P= P1P2 1000Kpaa（kgff/cmm2）注意：PP1和P2是最大大流量時時的壓力力。5.開度度驗算調(diào)節(jié)閥的的口徑選選取是根根據(jù)我們們計算出出來的CCv值的的大小，從從樣本上上套取的的認為合合適的口口徑。由由于調(diào)節(jié)節(jié)閥在系系統(tǒng)中的的壓降比比S值和調(diào)調(diào)節(jié)閥的的固有