1、調節閥計算與選型二、調節閥的組成部分二、調節閥的組成部分1、閥體組件閥體組件閥體組件需具有以下要素：結構型式、公稱通閥體組件需具有以下要素：結構型式、公稱通徑、公稱壓力、與管道連接型式、適用溫度范徑、公稱壓力、與管道連接型式、適用溫度范圍、閥體和內件的材質、閥座直徑或額定流通圍、閥體和內件的材質、閥座直徑或額定流通系數、流量特性、閥座泄漏等級等。系數、流量特性、閥座泄漏等級等。調節閥主要由閥體、執行機構和附件調節閥主要由閥體、執行機構和附件三部分組成三部分組成二、調節閥的組成部分二、調節閥的組成部分2、執行機構、執行機構執行機構通常分為氣動和電動執行機構通常分為氣動和電動a、氣動執行機構又分薄

2、膜式和氣缸活塞式。、氣動執行機構又分薄膜式和氣缸活塞式。 氣動薄膜式執行機構是直接與閥桿連接的執行機構。氣源壓氣動薄膜式執行機構是直接與閥桿連接的執行機構。氣源壓力一般為力一般為0.140.4MPa。 氣缸活塞式分為橫式和豎式兩種，每種又分有彈簧式（單作氣缸活塞式分為橫式和豎式兩種，每種又分有彈簧式（單作用）和無彈簧式（雙作用）兩種；該執行機構主要用于角行程用）和無彈簧式（雙作用）兩種；該執行機構主要用于角行程輸出推力大，定位精度要求高的場合。氣源壓力最高達輸出推力大，定位精度要求高的場合。氣源壓力最高達0.7MPab、電動執行機構分為直行程和角行程執行機構。、電動執行機構分為直行程和角行程執

3、行機構。 它們需具有以下要素：它們需具有以下要素： 根據允許壓差所需的推力而確定的某一型號執行機構的號數根據允許壓差所需的推力而確定的某一型號執行機構的號數以及彈簧范圍和供氣壓力、行程、依據閥在失氣時的位置而確以及彈簧范圍和供氣壓力、行程、依據閥在失氣時的位置而確定的作用形式。定的作用形式。二、調節閥的組成部分二、調節閥的組成部分3、調節閥附件、調節閥附件調節閥附件主要有閥門定位器、空氣過濾調節閥附件主要有閥門定位器、空氣過濾減壓器、位置信號發生器（閥位傳送器、行程減壓器、位置信號發生器（閥位傳送器、行程開關）、手輪機構、電磁換向氣閥、加速器以開關）、手輪機構、電磁換向氣閥、加速器以及氣源保護

4、裝置，等等，視系統需要確定。及氣源保護裝置，等等，視系統需要確定。火電廠機務專業常用的調節閥火電廠機務專業常用的調節閥根據執行機構根據執行機構：電動調節閥、氣動調節閥。：電動調節閥、氣動調節閥。 根據閥門結構根據閥門結構：直通雙座調節閥、直通單座調節：直通雙座調節閥、直通單座調節閥、套筒型調節閥、角型調節閥、蝶閥、偏心閥、套筒型調節閥、角型調節閥、蝶閥、偏心旋轉調節閥、迷宮式調節閥、二位（旋轉調節閥、迷宮式調節閥、二位（on/off）調節閥、多級調節閥等。調節閥、多級調節閥等。三、調節閥的類型三、調節閥的類型三、調節閥的類型三、調節閥的類型名 稱特點及運用場合直通單座閥 閥內有一個閥芯和一個閥

5、座，按其閥芯形狀可分為調節型分關斷型。閥座泄漏量小，可達IV級（額定流量10-4），適用于壓差小，口徑小、要求泄漏量小或切斷場合，如常閉調節閥。三、調節閥的類型三、調節閥的類型名 稱特點及運用場合直通雙座閥 閥內有兩個閥芯和兩個閥座。不平衡力小，允許壓差較單座閥大，流通能力大；但流路復雜，閥座泄漏量大（III級，額定流量10-3），適用于壓差較大、流量大、對泄漏量要求不高、正常運行時經常調節的場合。三、調節閥的類型三、調節閥的類型名 稱特點及運用場合套筒閥 在一個單座閥體內插入一個圓筒形套筒，并以套筒為導向，裝配一個能在軸向自由滑動單閥芯，套筒上開有一定流量特性的窗孔。通過閥芯與套筒窗孔所形成

6、的流通面積的變化，來實現流量調節。泄露量達III級，穩定性好，允許壓差較大；容易更換、維修內件，流量大，可調范圍廣，動態穩定性好，噪音低，空化腐蝕小。適用于壓差大，要求工作平穩，噪音低的場合，如給水、凝結水系統。三、調節閥的類型三、調節閥的類型三、調節閥的類型三、調節閥的類型1、行程行程：為改變流體的流量，閥內組件從關閉：為改變流體的流量，閥內組件從關閉位置標起的線位移或角位移。位置標起的線位移或角位移。、額度行程額度行程：也稱額度開度，規定全開位置的：也稱額度開度，規定全開位置的行程。行程。、相對行程相對行程：也稱相對開度，某給定開度的行：也稱相對開度，某給定開度的行程與額度行程的比值。程與

7、額度行程的比值。、額度容量額度容量：在規定試驗壓力條件下，試驗流：在規定試驗壓力條件下，試驗流體通過調節閥額度開度時的流量。體通過調節閥額度開度時的流量。四、調節閥的術語四、調節閥的術語5、流量系數流量系數Kv或或Cv： Kv，我國的流量系數。定義：在調節閥某給定行程，我國的流量系數。定義：在調節閥某給定行程，閥兩端壓差為閥兩端壓差為100kPa，介質密度，介質密度t/m3時，流過調時，流過調節閥的每小時立方米數。節閥的每小時立方米數。 Cv，英制單位的流量系數。定義：在調節閥某給定行，英制單位的流量系數。定義：在調節閥某給定行程，閥兩端壓差為程，閥兩端壓差為1lb/in2，溫度為，溫度為60

8、華氏度（華氏度（F）（15.6）的水，介質密度）的水，介質密度8.334lb/USgal時，流過時，流過調節閥的每分鐘美加侖數。調節閥的每分鐘美加侖數。Kv與與Cv的關系：的關系：Cv1.16Kv6、額度、額度流量系數流量系數Kvmax或或Cvmax：在全開狀態時的流：在全開狀態時的流量系數。量系數。四、調節閥的術語四、調節閥的術語6、基本誤差基本誤差：調節閥是實際上升、下降特性曲：調節閥是實際上升、下降特性曲線與規定的特性曲線之間的最大偏差。用額度線與規定的特性曲線之間的最大偏差。用額度行程的百分比表示。行程的百分比表示。7、回差回差：同一輸入信號上升和下降的兩相應行：同一輸入信號上升和下降

9、的兩相應行程值間的最大差值。用額度行程的百分比表示。程值間的最大差值。用額度行程的百分比表示。8、死區死區：輸入信號正、反方向的變化不致引起：輸入信號正、反方向的變化不致引起閥桿行程有任何可覺察變化的有限區間。用輸閥桿行程有任何可覺察變化的有限區間。用輸入信號量程的百分比表示。入信號量程的百分比表示。四、調節閥的術語四、調節閥的術語9、額度行程偏差額度行程偏差：實際到達全開位置上的行程：實際到達全開位置上的行程與規定全開位置行程之間的偏差。用額度行程與規定全開位置行程之間的偏差。用額度行程的百分比表示。的百分比表示。四、調節閥的術語四、調節閥的術語項目項目電動調節閥電動調節閥氣動調節閥氣動調節

10、閥基本誤差基本誤差 2.5 2回差回差 1.52.0死區死區 3.00.8額度行程偏差額度行程偏差 2.02.510、泄漏量泄漏量：在規定試驗條件下，試驗流體通過：在規定試驗條件下，試驗流體通過調節閥處于關閉位置時的流量。調節閥處于關閉位置時的流量。 美國ANSI B16.104調節閥的閥座泄漏量標準 調節閥招標書一般要求： 閥門具有密封好，泄漏小及閥桿不平衡力小等特點。常閉調節閥泄漏等級不小于ANSI B16.104級標準，常開調節閥泄漏等級不小于ANSI B16.104級標準。并保證電廠運行初期(兩年內)零泄漏。 四、調節閥的術語四、調節閥的術語四、調節閥的術語四、調節閥的術語11、正作用

11、式正作用式：當信號壓力增大時，：當信號壓力增大時，推桿推桿向下動作。向下動作。12、反作用式反作用式：當信號壓力增大時，：當信號壓力增大時，推桿推桿向上動作。向上動作。四、調節閥的術語四、調節閥的術語四、調節閥的術語四、調節閥的術語13、流開流向：也稱為流開式，流體流動促使閥芯打開。14、流閉流向：也稱為流關式，流體流動促使閥芯關閉。15、壓降分配比S：調節閥全開時閥前后壓差之比。 SP全開/ P總 全開時通過的流量最大，閥前后壓差最小。 SP全開/ P總 Pmin/ P總S值越小，實際可調比RT也越小。為了保證調節閥有一定鍛可調比，調節閥超壓差應在管路系統中占有一定比例，S宜在0.30.6之

12、間。16、可調比R0：調節閥能夠控制的最大流量Qmax與最小流量Qmin之比。 R0 Qmax/ Qmin四、調節閥的術語四、調節閥的術語17、固有可調比R：在調節閥前后壓差為定值的條件下的可調比。它是反映調節閥特性的一個重要參數，也是調節閥選擇是否合理的指標之一。R實質上反映調節閥調節能力的大小。從控制的角度看，R越大越好，但受閥芯結構好加工工藝的限制，最小流量系數不能太小，一般調節閥的R為30。 R Kvmax/ Kvmin Cvmax/ Cvmin 。18、實際可調比RT：實際使用中，當調節閥上壓差隨串聯管道阻力改變時，調節閥的可調比會發生變化，此時的可調比為實際可調比。總PPRPPRP

13、PKKQQRTminmaxminmax/min/minmaxminmaxSRRT四、調節閥的術語四、調節閥的術語19、液體阻塞流壓差Ps：當調節閥兩端的壓差P增大時，流量Q也增加，當壓差P增大到一定值時，調節閥縮口處的壓力Pvc下降到流體飽和壓力Pv以下，一部分流體汽化，閥門流量不再隨壓差增加而增加，形成阻塞流工況。此時，調節閥兩端的壓差為阻塞流壓差Ps。 20、液體壓力恢復系數FL：在阻塞流條件下，實際最大流量與理論的非阻塞流的流量之比。21、流量特性：介質流過閥門的相對流量與相對行程之間的關系。)max(maxllfQQ四、調節閥的術語四、調節閥的術語22、固有流量特性：假定閥門前后壓差為

14、定值，得出的介質流過閥門的相對流量與相對行程之間定關系。我們調節閥招標書上的流量特性的快開、直線、等百分比和拋物線均指的是固有流量特性。23、工作流量特性：在實際運行中，調節閥前后壓差是隨流量變化的，這時相對流量與相對行程之間的關系稱為工作流量特性。)max(maxmaxllfKvKvCvCv五、調節閥的選擇原則五、調節閥的選擇原則1、液體介質調節閥空化現象的判斷與防護a、什么是空化現象？ b、空化現象的危害。閃蒸與汽蝕c、當閥兩端壓差P大于最大允許壓差Pc時，就會發生閃蒸和汽蝕，即PPc。 Pc=Kc（P1Pv）式中， Pc初始閃蒸壓差 P1調閥入口壓力 Pv調閥入口液體飽和蒸汽壓力 Kc初

15、始閃蒸系數（閥門廠通過試驗獲得）d、阻塞流壓差Ps五、調節閥的選擇原則五、調節閥的選擇原則PsFL2（P1FFPv） FF值在閥全開時測得。與閥芯形狀、閥體結構、閥內液體流向有關。 FF值越大的閥，允許承受的壓差越大，抗閃蒸、汽蝕能力也越強。式中， FL液體壓力恢復系數（閥門廠通過試驗獲得） FF臨界壓力比系數 Pc熱力學臨界壓力（對于水Pc225bar）當調節閥兩端壓差P Ps 時，且P2Pv，閃蒸現象加劇嚴重，但不產生汽蝕現象。當調節閥兩端壓差P Ps 時，且P2 Pv，產生汽蝕現象。 PcPvFF28. 096. 0五、調節閥的選擇原則五、調節閥的選擇原則e、調節閥管路系統中防護閃蒸與汽

16、蝕的方法閃蒸工況閥門和汽蝕工況閥門的選型是有所區別的：閃蒸工況閥門選型閃蒸生產的原因是P2Pv，P2是下游過程和管道的函數，Pv是流體和工作溫度的函數。因此，閃蒸的變量不是直接由閥門控制的，也就是說對任何閥門都無法防止閃蒸，最好的辦法是選擇采用合適的幾何形狀和材料的閥門來避免或盡量減小破壞。例如，選擇大口徑閥門，降低沖刷性流體的速度；閥座、閥芯等表面盡可能硬化，提高抗沖刷能力；選擇流體方向盡可能改變少的閥門，使沖擊數量減到最小。汽蝕工況閥門選型控制壓降來消除汽蝕從而防止破壞。采用多級降壓內件，把通過閥門的壓降分成數個較小的壓降，每個較小的壓降都確保其縮徑處的壓力大于Pv。五、調節閥的選擇原則五

17、、調節閥的選擇原則汽蝕工況閥門選型改變調節閥布置位置，在閥前后實際壓差不變的情況下，以提高P1或P2。將閥門移至下游有較高靜壓頭的位置。 分配壓降。可用兩個調節閥串聯；也可以在調節閥后加一個或多個節流孔板來逐級減壓。該方法導致閥壓降分配比S降低，使得閥容量降低，流量調節范圍變窄及流量特性畸變。（這些方法一般用于系統改造中，新建工程建議少用） 采用調節閥后加節流孔板的具體方法： 計算調節閥阻塞流壓差Ps，考慮20的安全系數，那么調節閥兩端壓差P閥= Ps Ps20。 確定孔板級數。第n級孔板減壓為P閥/2n。 計算各孔板第孔徑。五、調節閥的選擇原則五、調節閥的選擇原則汽蝕工況閥門選型材料選擇。閥

18、座、閥芯材料要求較閥體硬度更高、韌性更好的材料；閥桿一般選用不銹鋼。2、閥門材料 調節閥的材料主要指兩個方面：閥體和閥蓋的材料、閥內件（閥座、閥芯、閥桿等）的材料。 a、閥體的材料通常以流動介質的壓力、溫度、腐蝕性閥沖刷性為依據，一般應等同或優于接管材料。閥蓋的材料基本與閥體材料一致。 b、 閥內組件主要起節流作用，其材料要求耐腐蝕，耐沖刷。 調節閥常用材料對照表見下與頁 五、調節閥的選擇原則五、調節閥的選擇原則調節閥常用材料對照表材料名稱材料名稱ASTMASTM中國中國其它其它適用溫度范圍適用溫度范圍 碳鋼碳鋼(鑄鑄)WCBZG255425碳鋼碳鋼(鑄鑄)WCC5 427鉻鉬鋼鉻鉬鋼(鑄鑄)

19、WC5鉻鉬鋼鉻鉬鋼(鑄鑄)WC6ZG20CrMoV550鉻鉬鋼鉻鉬鋼(鑄鑄)WC9593不銹鋼不銹鋼(鑄鑄)CF3304L不銹鋼不銹鋼(鑄鑄)CF8304ZG0Cr18Ni9不銹鋼不銹鋼(鑄鑄)CF3M316L不銹鋼不銹鋼(鑄鑄)CF8M316ZG0Cr18Ni12MoTi198 816不銹鋼不銹鋼(鑄鑄)CG8M317ZGCr18Ni12Mo2Ti鉻鉬釩鉻鉬釩(鍛鍛)C12AF91五、調節閥的選擇原則五、調節閥的選擇原則3、調節閥密封材料代號代號基本描述基本描述適用溫度范圍適用溫度范圍 代號代號基本描述基本描述適用溫度范圍適用溫度范圍 CR氯丁橡膠氯丁橡膠080PTFE聚四氟乙烯聚四氟乙烯7

20、3232EPT乙丙橡膠乙丙橡膠40125PEEK聚乙醚甲酮聚乙醚甲酮73250EPDM乙烯丙烯乙烯丙烯三聚物三聚物40135PEEK聚乙醚甲酮聚乙醚甲酮73250NBR丁腈橡膠丁腈橡膠5482柔性石墨柔性石墨185540NR天然橡膠天然橡膠2993復合墊片復合墊片51150IIR丁基橡膠丁基橡膠40100VMQ硅樹脂硅樹脂62232PUR聚氨酯聚氨酯2993五、調節閥的選擇原則五、調節閥的選擇原則4、調節閥的流量特性調節閥的流量特性有固有流量特性和工作流量特性。改變閥芯與閥座之間的節流面積，就可實現流量調節，但在節流面積改變的同時，還會引起閥前后壓差的變化，而壓差的變化會引起流量的變化，流量特

21、性也會受到影響。為了便于分析，假定閥前后壓差為定值，就得出能固有流量特性。 典型的固有流量特性有快開、直線、拋物線和等百分比四種。 下面就四種固有流量特性分別加以說明：五、調節閥的選擇原則五、調節閥的選擇原則a、固有快開流量特性 調節閥的行程最小時，流量變化最大，隨著行程定增大，流量變化逐級減小,流量很快接近最大值，當接近全開位置時，流量變化趨于零。 相對流量Q/Qmax與相對開度L/Lmax當函數關系見右式。 這種流量特性的調節閥主要用于二位式調節。212max) 1(11maxLlRRQQ五、調節閥的選擇原則五、調節閥的選擇原則b、固有直線流量特性 調節閥的單位行程變化所引起的流量變化相等

22、，曲線的斜率是一個定值。在恒定的壓差下，閥門增益在所有流量處都相同。主要用于液位調節。 相對流量Q/Qmax與相對開度L/Lmax當函數關系見右式。 下列情況，一般選該特性：壓差P變化小，幾乎恒定；整個系統的壓力損失大部分分配在閥上；外部干擾小，給定值變化小，可調范圍小的場合；工藝流程的主要參數變化呈線性。max)111maxLlRRQQ（五、調節閥的選擇原則五、調節閥的選擇原則c、固有拋物線流量特性 該特性介于直線和等百分比流量特性之間。這種閥用得比較少，不作具體介紹。 相對流量Q/Qmax與相對開度L/Lmax當函數關系見右式。 2max) 1(11maxLlRRQQ五、調節閥的選擇原則五

23、、調節閥的選擇原則d、固有等百分比流量特性 曲線斜率隨行程的增大而增大。在同樣的行程變化下，流量小時，流量變化小，流量大時，流量變化大。小開度時，斜率小，調節平穩緩和；大開度時，斜率大，調節靈敏有效。應有范圍廣，電廠中大部分調節閥是該特性。 相對流量Q/Qmax與相對開度L/Lmax當函數關系見右式。下列情況，一般選該特性：要求的的可調比；管道壓力損失大；開度變化大，閥上壓差變化相對較大。)1max(maxLlRQQ五、調節閥的選擇原則五、調節閥的選擇原則實際上，在工藝管道系統中，除調節閥外，有其它設備及管道阻力，調節閥前后壓差是變化的。當系統兩端總壓差一定時，隨著通過管道流量的增大，管道的阻

24、力損失也增大，使調節閥上壓差減小，引起流量特性變化，理想流量特性變成實際工作流量特性。對于理想的流量特性的等百分比等調節閥，在不同等S值下，工作流量特性如圖，從圖中可看出：S1時，即管道阻力損失為零，系統等總壓差全部落在調節閥上，工作特性與理想特性一致。 隨著S減小，即管道阻力損失增加，使系統的總壓降落在管道上的壓降增加，調節閥全開的流量減小，可調比縮小。 隨著S減小，流量特性曲線發生畸變，理想等百分比趨于直線特性。造成小開度時調節不穩定，大開度時調節遲鈍，嚴重影響自動調節系統大調節質量。因此，在實際使用中，一般希望S不低于0.3。五、調節閥的選擇原則五、調節閥的選擇原則工作流量特性可參照下表

25、選用。五、調節閥的選擇原則五、調節閥的選擇原則如果存在幾個干擾，則根據經常起作用等主要干擾選擇。五、調節閥的選擇原則五、調節閥的選擇原則根據系統特點選擇工作流量特性后，再結合系統等工藝情況選擇相應的固有流量特性。 固有流量特性選擇表壓降分配比S0.6S0.6實際工作特性快開直線等百分比快開直線等百分比所選固有特性快開直線等百分比快開等百分比等百分比五、調節閥的選擇原則五、調節閥的選擇原則5、調節閥前后參數的確定a、壓差P的確定 計算壓差時，從兩個方面考慮：一方面，要使調節準確，閥兩端必須有一定的壓差，為了使流量特性不發生畸變，應使閥上的壓差占整個系統中總阻力損失比值越大越好；另一方面，從經濟性

26、考慮，閥大壓差盡可能小，可以選擇較小揚程大泵，以減少動能損失。這兩方面應綜合考慮。 計算壓差的步驟：選擇調節閥前后最接近的兩個壓力基本穩定的裝置或設備作為系統計算范圍。按照最大工況流量，計算系統中除調節閥外的各局部阻力而引起壓力損失的總和Pf（即管道、彎頭、三通、節流裝置、熱交換器、閥門等壓損之和），但不含設備間但位差含靜壓差。 PfPf1+Pf2+Pfn ， Pft（V2/2g）五、調節閥的選擇原則五、調節閥的選擇原則 計算壓差的步驟：若管路系統中介質的動力源由調節閥兩端壓差確定后再確定，則按系統具體情況和調節要求選定S值，范圍0.30.6。fPPPSS-1PfSP 對于系統設備中背壓有波動

27、的場合，考慮背壓波動對閥壓差的影響，從而使S變化，此時，計算壓差時還應增加系統背壓的510。背PSP) 1 . 005. 0(S-1Pf五、調節閥的選擇原則五、調節閥的選擇原則 計算壓差的步驟：若管路系統中動力源總揚程已確定，則調節閥前后壓差為：P=H(P后p前)PfPH 計算管路中無動力源時，系統的總壓差只與系統的起始壓力后終點壓力有關：PP總 Pf 若S0.3，則不滿足調節性能的要求，需從動力源、管道布置作進一步改進，直到S0.3。b、計算流量Qmax的確定 Kv或Cv值計算中所需的流量（后面將講到 Kv和Cv值計算）應是系統工作的最大流量Qmax。如必須考慮流量裕度時，閥徑可選得稍大一點

28、，但正常流量時開度不小于4060；對分期建設對工程，不能以最終規模的流量作為計算流量。特別注意的是，定壓運行的除氧器的壓力調節閥的最大流量，應以半負荷左右切換點前點抽汽量為準。五、調節閥的選擇原則五、調節閥的選擇原則6噪音的控制 除了可壓縮流體在一定條件下會產生較大的噪音，不可壓縮流體在一定條件下也會產生較大噪音。 當閥兩端壓差較大時（達到幾個MPa），就要進行噪音的控制，并在招標書應明確要求。 采用降低流體動力噪音的閥內件； 對于高壓差比（P/P10.8）的應用場合，利用串聯限流方法，在調節閥后加裝在線擴散器或消聲器。Fisher采用此方法。 采用厚壁管。六、調節閥的選型步驟六、調節閥的選型

29、步驟1、確定工況條件a、P1、P、Q、T1，流體特性，允許噪音等；b、選擇閥體和閥內件要求的合適的壓力等級。2、調節儀表條件：流量特性、作用形式、調節儀表輸出信號、位置反饋信號等。3、管道連接條件：公稱壓力、連接型式、管道尺寸、材質等。4、計算初始Cv值:檢查汽蝕和噪音水平。六、調節閥的選型步驟六、調節閥的選型步驟5、選擇閥體、閥內件尺寸a、根據要求的Cv值，選擇閥體和閥內件尺寸；b、注意行程、閥內件組別和關閉等級。6、選擇閥體、閥內件材料7、選擇閥內件類型a、如果沒有噪音或汽蝕，選擇標準閥內件； b、如果噪音很高，選擇降噪閥內件；c、如果噪音很高，并有汽蝕，選擇特殊閥內件。8、綜合工藝等條件確定執行機構的型式9、確定調節閥附件10、填寫選型表或規格七、調節閥的選型計算七、調節閥的選型計算1、Kv、Cv的計算根據伯努利方程可以得出：則流量系數Kv：PgQPgV2AVA2PKvQAAQP50912360081. 910P1081