ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計算選型

【資料簡介】

ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計算選型

調(diào)節(jié)閥是工業(yè)生產(chǎn)過程中一種常用的調(diào)節(jié)機構(gòu)，它的作用就是按照調(diào)節(jié)器發(fā)出的控制信號的大小和方向，通過執(zhí)行機構(gòu)來改變閥門的開度以實現(xiàn)調(diào)節(jié)流體流量的功能，從而把生產(chǎn)過程中被調(diào)參數(shù)控制在工藝所要求的范圍內(nèi)，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的白動化。調(diào)節(jié)閥是自動化控制系統(tǒng)中一個十分重要且的組成部分，正確的選擇和使用調(diào)節(jié)閥，直接關(guān)系到整個自動控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量，直接影響生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。（包括工藝條件不準確，計算公式及計算方法上的差異及實際工藝條件與計算時考慮的工藝條件不一致），加上不可預見的因素，往往理論上計算出的數(shù)據(jù)，選擇的產(chǎn)品不能滿足現(xiàn)場實際需要。選擇的調(diào)節(jié)閥口徑過大或過小。選擇的材料及公稱壓力不合適，同樣會造成事故和不必要的浪費。本文將就自力式調(diào)節(jié)閥通用的選擇原則、選擇方法、流量系數(shù)計算及選擇注意事項等進行闡述。

ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計算選型

然而，自動控制系統(tǒng)不能正常有許多是由于調(diào)節(jié)閥的選型不當造成的，因此，如何正確選擇合適的調(diào)節(jié)閥，必須引起我們每一位自動化控制技術(shù)人員的高度重視。調(diào)節(jié)閥所反應出來的問題大多集中在調(diào)節(jié)閥的工作特性和結(jié)構(gòu)參數(shù)上，公稱通徑及流量特性等。在這些參數(shù)中，流通能力更重要，它的大小直接反映調(diào)節(jié)閥的容覺，它是設計選型中的主要參數(shù)。因此，調(diào)節(jié)閥的選擇主要從以上幾個因素進行考慮。根據(jù)工作中調(diào)節(jié)閥的選型經(jīng)驗簡單介紹一下調(diào)節(jié)閥的選型原則及注意事項。自力式調(diào)節(jié)閥在自控系統(tǒng)中，既是可調(diào)的節(jié)流元件，又是承受一定溫度、壓力的容器。所以在選擇時，既要考慮其適用性，又要保證安全可靠。

ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計算選型

      1、選擇的一般原則
      具體選擇時，應根據(jù)被調(diào)介質(zhì)的種類、性質(zhì)、溫度、壓力及工藝要求的其他條件，遵循以下的選擇原則：閥的結(jié)構(gòu)形式應能滿足介質(zhì)溫度、壓力、流動性、腐蝕性、控制范圍以及嚴密性要求；閥的材料應能滿足介質(zhì)溫度、壓力、腐蝕性要求；閥的額定流量系數(shù)及口徑應能滿足工藝的流量要求；閥的允許壓差應能滿足現(xiàn)場實際壓差的要求；閥的實際使用條件應與計算選擇時考慮的相一致。

      2、材料及使用溫度的選擇
      選擇材料時，主要考慮材料的強度、硬度、耐腐蝕及高溫、低溫的特性，首先應滿足自力式調(diào)節(jié)閥的安全可靠，其次是使用的性能、壽命和經(jīng)濟性。在滿足使用要求的前提下，應盡量選擇便宜、易得的材料。一般情況下，閥體和閥蓋可選擇多種材料制造（如：灰鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋼及鑄不銹鋼）。而閥內(nèi)組件一般用不銹鋼材料制造。

      3、公稱壓力及壓差的選擇
      根據(jù)工藝介質(zhì)的最大工作壓力來選擇調(diào)節(jié)閥的公稱壓力時，必須對照工藝溫度條件綜合選擇，因為公稱壓力是在一定基準溫度下依據(jù)強度條件定出。一旦工作溫度超過了基準溫度，其允許的最大工作壓力必定低于公稱壓力，這一點應該引起足夠的重視。
      除了注意選定調(diào)節(jié)閥公稱壓力外，在選用時，還應從推力角度出發(fā)，考慮調(diào)節(jié)閥能否正常工作的問題。用特征數(shù)值表達就是允許壓差是否大于最大工作壓差。因此，在選用時，要使最大工作壓差小于閥的允許壓差。

      4、流量系數(shù)計算
      流量系數(shù)Kv（或稱流通能力），是調(diào)節(jié)閥的重要參數(shù)。它反映流體通過調(diào)節(jié)閥的能力，亦即反映調(diào)節(jié)閥的容量。根據(jù)計算出的流量系數(shù)Kv值的大小，選擇閥的額定流量系數(shù)Kvs，就可以確定調(diào)節(jié)閥的公稱通徑。如果選擇的額定流量系數(shù)過大，就會使調(diào)節(jié)閥經(jīng)常工作在小開度的情況下，影響控制質(zhì)量，引起振蕩和噪音，縮短閥的使用壽命。相反，如果選擇的額定流量系數(shù)過小，則會使調(diào)節(jié)閥的開度過大，閥門超負荷運行，不能滿足流量要求，容易出現(xiàn)事故，造成不必要的浪費。為了合理選擇調(diào)節(jié)閥的尺寸，必須正確計算調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)Kv值。
      調(diào)節(jié)閥的額定流量系數(shù)Kvs定義：在規(guī)定條件下，即閥的兩端壓差為100kPa，流體密度為1g/cm3時，額定行程時流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量是以立方米每小時或噸每小時計的流量數(shù)。

ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計算選型

一：調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式的選擇

調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式的選擇，應根據(jù)實際生產(chǎn)中工藝條件（溫度、壓力、流量等）、工藝介質(zhì)的性質(zhì)（如粘度、腐蝕性、有無毒害等）、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求（調(diào)節(jié)范圍、泄漏量、噪音）以及防止調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象等因素綜合加以考慮。在流量大、壓差大、泄漏量要求不嚴格的場合，應優(yōu)先考慮雙座調(diào)節(jié)閥；套筒調(diào)節(jié)閥最適宜用在介質(zhì)壓差大、振動大的場合；蝶閥適宜用于低壓狀態(tài)的空氣或其它氣體的壓力、流最調(diào)節(jié)。

二：調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇

控制閥的流量特性是指流體流過閥門的相對流量和閥門的相對開度之間的關(guān)系，即：Q/Q100=f（L/L100）式中，Q/Q100——閥門在某一開度下的流量與全開時流量的比；L/L100——閥門在某一開度下的行程與全開時行程的比。調(diào)節(jié)閥的流量特性一般常用的有如下四種：

（l）等百分比特性

等百分比特性也稱為對數(shù)特性，是指閥門的開度增加同樣的值時，通過的調(diào)節(jié)閥的流最按照等百分比增加。調(diào)節(jié)閥在同樣開度變化值下，流量小時流量的變化也小，調(diào)節(jié)作用緩和平穩(wěn)；流量大時．流量的變化也大，調(diào)節(jié)作用靈敏而有效。等百分比特性的閥門在全行程閥門內(nèi)的控制精度時不變的。

（2）直線特性

直線特性是指調(diào)節(jié)閥的相對流量和相對開度的比值為常數(shù)。調(diào)節(jié)閥在同樣開度變化值下，流量小時流量的變化值相對較大，凋節(jié)作用較強，容易產(chǎn)生超調(diào)和引起振蕩；流量大時，流量的變化值相對較小，調(diào)節(jié)作用不夠靈敏。

（3）拋物線特性

拋物線特性是指調(diào)節(jié)閥的相對流量與相對開度的二次方根成正比。拋物線特性介于直線特性和等百分比特性之間，改善了直線特性在小開度時調(diào)節(jié)性能差的缺點。

（4）快開特性

快開特性是指調(diào)節(jié)閥在開度很小時流量就已經(jīng)較大，隨著開度增加，流量很快達到最大值。從調(diào)節(jié)閥的流量特性可以看出，調(diào)節(jié)閥的流量特性對選用調(diào)節(jié)閥有非常重要的意義，直接影響到自動控制系統(tǒng)的質(zhì)量和穩(wěn)定性，因此必須正確合理選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性。在工程應用中，我們選用最多的是等百分比特性，對于壓差變化小、可調(diào)范圍小、開度變化小的場合，也可以選用直線特性的調(diào)節(jié)閥，V 型球閥一般選用拋物線特性。

三： ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計算選型調(diào)節(jié)閥口徑的選定

根據(jù)各種工藝場合的需要有三種閥內(nèi)件形式：ZZYP(單座自力式壓力調(diào)節(jié)閥)；ZZYM(套筒自力式壓力調(diào)節(jié)閥)；ZZYN(雙座自力式壓力調(diào)節(jié)閥)。用戶可根據(jù)工況(壓差、溫度、介質(zhì)狀態(tài))和泄漏量要求來選擇。計算選定調(diào)節(jié)閥口徑的方法在工程中常用 C 值法，即流通能力法。首先根據(jù)工藝條件和調(diào)節(jié)要求選定閥門的結(jié)構(gòu)型式和流量特性，并且確定流量系數(shù) C 的計算方法和計算公式，然后把各項數(shù)值帶人計算公式計算出最大流量下調(diào)節(jié)閥流量系數(shù) Cmax 值，然后在標準閥門額定 Cv
值表中選擇與 1.2Cmax 相近的 Cv值，其對應的為所選擇調(diào)節(jié)閥的閥徑，最后進行噪聲和開度驗算，在最大流最下一般調(diào)節(jié)閥的開度不超過 85%，最小流量下開度不小于 20%，若驗算結(jié)果滿意，閥門口徑就選定了，若驗算結(jié)果不滿意，則應從新選擇額定 Cv 值，再進行驗算，直到得到滿意的結(jié)果。

四：ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計算選型 調(diào)節(jié)閥材質(zhì)的選擇

調(diào)節(jié)閥材質(zhì)的選擇主要是指兩個方面：一是閥體、閥蓋材質(zhì)的選擇，二組件（閥桿、閥芯、閥座）材質(zhì)的選擇。閥體、閥蓋相當于壓力容器，因此要求其必須能承受介質(zhì)的溫度、壓力和腐蝕，組件主要起節(jié)流作用，對它的基本耍求是耐腐蝕、耐沖刷，這是調(diào)節(jié)閥材質(zhì)選擇的出發(fā)點。選擇調(diào)節(jié)閥的材質(zhì)必須把握兩個大的原則：一是要保證安全可靠，也就是根據(jù)工藝特性，選擇諸如耐高溫、耐低溫、耐高壓、耐汽蝕以及耐腐蝕的材質(zhì)；二是在滿足使用要求的前提下，還要考慮其性能、使用壽命和經(jīng)濟性。

ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計算選型主要零件材料

零件名稱	材料
閥體	ZG230-450、ZG0Cr18Ni9Ti、ZG0Cr18Ni12Mo2Ti
閥芯	1Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2Ti(堆焊Stellite)、PTFE
閥座	1Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2Ti(堆焊Stellite)
閥桿	1Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2Ti
橡膠膜片	丁腈、乙炳、氟、耐油橡膠或0Cr18Ni9Ti
膜蓋	Q235、Q235涂PTFE
填料	聚四氟乙烯、柔性石墨

（ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥）主要技術(shù)參數(shù)及性能指標

公稱通徑DN(mm)	20	25		32	40	50	65	80	100	125	150	200	250	300
額定流量系數(shù)KV	5	8		12.5	20	32	50	80	125	160	320	450	630	900
額定行程(mm)	8			10		12	15	18	20	30	40	45	60	65
公稱通徑DN(mm)	20(或G3/4″)
閥座直徑	2	3		4	5	6	7		8	9	10	12	15	20
額定流量系數(shù)KV	0.02	0.08		0.12	0.20	0.32	0.5		0.80	1.20	1.80	2.80	4.0	5
公稱壓力 PN	MPa			1.6，2.5，4.0，6.4(6.3)/2.0，5.0，11.0
	Bar			16，25，40，64(63)/20，50，110
	Lb			ANSI：Class150、Class300、Class600
壓力分段范圍KPa	15～50、40～80、60～100、80～140、120～180、160～220、200～260、 240～300、280～350、330～400、380～450、430～500、480～560、 540～620、600～700、680～800、780～900、880～1000、900～1200、 1000～1500、1200～1600、1300～1800、1500～2100、(其它范圍特殊設計)
流量特性	快開
調(diào)節(jié)精度	±5-10(％)
使用溫度	-60～350(℃)(低于-60特殊設計) 350～550(℃)
允許泄漏量	Ⅳ級(硬密封) Ⅵ級(軟密封) (GB/T4213-92)
減壓比(閥前壓力/閥后壓力)				1.25～10(超過此范圍特殊設計)

1、壓力調(diào)節(jié)范圍的確定：
壓力調(diào)節(jié)范圍的確定見上表，控制壓力應盡量選在中間期附近，壓力范圍設定越小，精度越高，因此不要人為擴大壓力設定范圍。
2、對控制閥后的自力式而言，若閥前后壓差比超過10這個范圍，建議用多級減壓閥或二個自力式串聯(lián)(閥前壓力小于0.8Mpa除外，例如指揮器操作式)。
3、公稱壓力若超過6.4Mpa，須特殊設計。
4、1kgf/cm2=100KPa。

ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計算選型（ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥）訂貨須知

閥門型號		閥門名稱
公稱通徑(mm)	√	公稱壓力(MPa)	√
壓力調(diào)節(jié)范圍(Mpa)		控制閥前還是閥后	√
壓力設定值(Mpa)	√	介質(zhì)名稱	√
執(zhí)行機構(gòu)型式		介質(zhì)工作溫度	√
額定流量系數(shù)		介質(zhì)狀態(tài)	√
閥前最大壓力(MPa) 閥前最小壓力(MPa) 閥前正常壓力(MPa)		閥前最大壓力(MPa) 閥前最小壓力(MPa) 閥前正常壓力(MPa)
最大流量 最小流量 正常流量		液體粘度 液體密度 氣體密度
材質(zhì)：閥體 閥內(nèi)件		泄漏量等級要求 (GB/T4213-92)
工藝管道尺寸	√	耐蝕要求
法蘭面距(mm)L		法蘭執(zhí)行標準
所配附件	冷凝器、接管、配法蘭、緊固件、調(diào)壓棒、取壓管、取壓接頭

注：帶“√”的必須填!

ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計算選型選用注意事項

（1）調(diào)節(jié)閥直接按照接管管徑選取是不合理的。閥門的調(diào)節(jié)品質(zhì)與接管流速或管徑?jīng)]有關(guān)系，閥門的調(diào)節(jié)品質(zhì)僅與水的阻力及流量有關(guān)。亦即一旦系統(tǒng)設備確定之后，理論上適合該系統(tǒng)的閥門只有一種理想的口徑，而不會出現(xiàn)多種選擇。

（2）調(diào)節(jié)閥口徑不能過小。選擇的閥門口徑過小，一方面會增加系統(tǒng)的阻力，甚至會出現(xiàn)閥門口徑 100% 開啟時，系統(tǒng)仍無法達到設定的容量要求，導致嚴重后果。另一方面閥門將需要通過系統(tǒng)提供較大的壓差以維持足夠的流量，加重泵的負荷，閥門易受損害，對閥門的壽命影響很大。

（3）調(diào)節(jié)閥口徑不能過大。選擇的閥門口徑過大，不僅增加工程成本，而且還會引起閥門經(jīng)常運行在低百分比范圍內(nèi)，引起調(diào)節(jié)精度降低，使控制性能變差，而且易使系統(tǒng)受沖擊和振蕩。

（4）為了保證系統(tǒng)控制品質(zhì)，方法是在系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)選擇能獲得較大壓力降的閥門口徑，使閥門在運轉(zhuǎn)過程中壓力降的變化值盡可能小。閥門全開狀態(tài)下的壓力降占全泵壓百分比越高，則閥門壓力降相對變化值越小，閥門的安裝特性就越接近其內(nèi)在特性。

（5）控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥應盡可能工作于恒定的壓力降條件下，因為閥門是否匹配盤管依賴于它的內(nèi)在特性和流量因子，而這些閥門參數(shù)取決于恒定的閥門壓力降。

設計調(diào)節(jié)閥時，要求對調(diào)節(jié)閥的組成、分類和特性有一個清楚的認識，并在此基礎上掌握正確的選擇方法。而且，對于一個實際系統(tǒng)配置調(diào)節(jié)閥時，還需要進行詳盡的分析，綜合考慮各種因素。只有這樣，才能正確地選擇調(diào)節(jié)閥，保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制質(zhì)量。