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调节阀口径计算

浏览次数:819发布日期:2013-07-13

  口径计算原理 
    在不同的自控系统中,流量、介质、压力、温度等参数千差万别,而调节阀的流量系数又是在100KPa压差下,介质为常温水时测试的,怎样结合实际工作情况决定阀的口径呢?显然,不能以实际流量与阀流量系数比较(因为压差、介质等条件不同),而必须进行KV值计算。把各种实际参数代入相应的KV值计算公式中,算出Kv值,即把在不同的工作条件下所需要的流量转化为该条件下所需要的KV值,于是根据计算出的Kv值与阀具有的Kv值比较,从而决定阀的口径,zui后还应进行有关验算,进一步验证所选阀是否能满足工作要求。 
  口径计算步骤 
    从工艺提供有关参数数据到zui后口径确定,一般需要以下几个步骤: 
    (1)计算流量的确定。根据现有的生产能力、设备负荷及介质的状况,决定计算的zui大工作流量Qmax和zui小工作流量Qmin。 
    (2)计算压差的决定。根据系统特点选定S值,然后决定计算压差。 
    (3)Kv值计算。根据已决定的计算流量、计算压差及其它有关参数,求出zui大工作流量时的Kvmax。 
    (4)初步决定调节阀口径,根据已计算的Kvmax,在所选用的产品型式系列中,选取大于Kv-max并与其接近的一档Kv值,得出口径。 
    (5)开度验算。 
    (6)实际可调比验算。一般要求实际可调比应大于10。 
    (7)压差校核(仅从开度、可调比上验算还不行,这样可能造成阀关不死,启不动,故我们增加此项)。 
    (8)上述验算合格,所选阀口径合格。若不合格,需重定口径(及Kv值),或另选其它阀,再验算至合格。 
  口径计算步骤中有关问题说明 
 1)zui大工作流量的决定 
    为使调节阀满足调节的需要,计算时应考虑工艺生产能力、对象负荷变化、预期扩大生产等因素,但必须防止过多地考虑余量,使阀口径选大;否则,不仅会造成经济损失、系统能耗大,而且阀处小开度工作,使可调比减小,调节性能变坏,严重时还会引起振荡,使阀的寿命缩短,特别是高压调节阀,更要注意这一点。现实中,绝大部分口径选大都是此因素造成的。 
 2)计算压差的决定——口径计算的zui关键因素 
     压差的确定是调节阀计算中的关键。在阀工作特性讨论中知道:S值越大,越接近理想特性,调节性能越好;S值越小,畸变越厉害,因而可调比减小,调节性能变坏。但从装置的经济性考虑时,S小,调节阀上压降变小,系统压降相应变小,这样可选较小行程的泵,即从经济性和节约能耗上考虑S值越小越好。综合的结果,一般取S=0.1~0.3(不是原来的0.3~0.6)。对高压系统应取小值,可小至S=0.05。zui近,为减小调节阀上的能耗,我们还提出了采用低S值的设计方法(S=0.05~0.1),即选用低S节能调节阀。 
    压差计算公式,由S定义S=△P/(△P+△P管)得: 
式中,△P为调节阀全开时的阀上压降; △P管为调节阀全开时,除调节阀外的系统损失总和,即管道、弯头、节流装置、手动阀门、热交换器等损失之和。 
    若一个实际投运了的系统,如引进装置,对方提供了已知的zui大、zui小流量及相应压差,阀门的标准KV值,即可由下公式求S值: 
 3)开度验算 
    由于决定阀口径时Kv值的圆整和S值对全开时zui大流量的影响等因素,所以还应进行开度验算,以验证阀实际工作开度是否在正确的开度上。 
    在过去的有关资料中,在开度验算公式和工作开度允许值方面存在一些问题。针对存在的问题,特推导出相应的验算公式和工作开度允许值,其内容见表2-5。其中开度验算公式应采用以理想流量特性解出的公式,该公式简单,但其Kvi应是对应工作条件计算出的流量系数。 
 4)可调比验算 
调节阀的理想可调比R=30,但在实际运行中,受工作特性的影响,S值越小,zui大流量相应减小。同时工作开度也不是从0至全开,而是在10%~90%左右的开度范围内工作, 
使实际可调比进一步下降,一般能达10左右,因此验算时,以R=10来进行。

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