調(diào)節(jié)閥計(jì)算選型使用五、調(diào)節(jié)閥選型指南

1、第五章 調(diào)節(jié)閥選型指南1 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)型式的選擇1.1 從使用功能上選閥需注意的問題 1）調(diào)節(jié)功能要求閥動作平穩(wěn)；小開度調(diào)節(jié)性能好；選好所需的流量特性；滿足可調(diào)比；阻力小、流量比大（閥的額定流量參數(shù)與公稱通徑之比）；調(diào)節(jié)速度。 2）泄漏量與切斷壓差 這是不可分割、互相聯(lián)系的兩個因素。 3）防堵 即使是干凈的介質(zhì)，也存在堵塞問題(管道內(nèi)的不干凈介質(zhì))、不干凈介質(zhì)更易堵卡。 4）耐蝕 它包括耐沖蝕、汽蝕、腐蝕。主要涉及到材料的選用和閥的使用壽命問題，同時(shí)，涉及到經(jīng)濟(jì)性問題。 5）耐壓與耐溫 這涉及調(diào)節(jié)閥的公稱壓力、工作溫度的選定。常用材質(zhì)的工作溫度、工作壓力與公稱壓力的關(guān)系見下表51。 6）重量與外

2、觀 小型化、輕型化、儀表化表51 常用材質(zhì)的工作溫度、工作壓力與PN關(guān)系材料公稱壓力PN（Mpa）介 質(zhì) 工 作 溫 度（）120200250300350400425450475500525550575600625最 大 工 作 壓 力（MPa）鑄鐵1.61.61.51.4碳素鋼4.04.04.03.73.33.02.82.31.86.46.46.45.95.24.74.13.72.922.022.022.020.218.016.114.112.79.832.032.032.029.426.223.420.518.514.41Crl8Ni9Ti4.04.04.04.04.04.03.02.72

3、.42.11.91.71.41.10.80.56.46.46.46.46.46.44.44.24.03.83.53.43.22.92.62.222.022.022.022.022.022.016.514.813.211.510.59.37.76.04.42.732.032.032.032.032.032.024.021.619.216.815.213.611.28.86.44.0含鉬不少于0.4%的鉬鋼及鉻鉬鋼4.04.03.63.43.22.82.21.66.46.45.85.55.24.53.52.522.022.020.119.017.915.712.29.032.032.029.127

4、.525.922.717.613.07）十大類調(diào)節(jié)閥的功能優(yōu)劣比較：詳見11表。1.2 綜合經(jīng)濟(jì)效果確定閥型1)高可靠性。2）使用壽命長。3）維護(hù)方便，備品備件有來源。4）產(chǎn)品價(jià)格適宜，性能價(jià)格較好。1.3 調(diào)節(jié)閥型式的優(yōu)選次序全功能超輕型調(diào)節(jié)閥蝶閥套筒閥單座閥雙座閥偏心旋轉(zhuǎn)閥球閥角形閥三通閥隔膜閥。2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇2.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇的主要考慮因素 可靠性；經(jīng)濟(jì)性；動作平穩(wěn)、足夠的輸出力；重量外觀；結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便。2.2 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)與氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇比較1）可靠性方面 2）驅(qū)動源 3）價(jià)格方面 4）推力和剛度5）防火防爆 2.3 推薦意見（1） 在可能的情況下，建議選用進(jìn)口電子式執(zhí)

5、行機(jī)構(gòu)（2）薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)雖存在推力不夠、剛度小、尺寸大的缺限，但其結(jié)構(gòu)簡單。（3）活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇3 材料的選擇材料的選擇主要根據(jù)介質(zhì)的溫度、腐蝕性、汽蝕、沖蝕四方面決定。3.1 根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性選擇1)金屬耐蝕材料的選擇52。2）氟塑料成功地用在耐腐蝕閥上3.2 耐磨損材質(zhì)的選擇對汽蝕、沖蝕嚴(yán)重的閥；切斷類硬密封調(diào)節(jié)閥，也必須保護(hù)密封面。4 作用方式的選擇 氣開、氣閉閥的選擇主要從生產(chǎn)安全角度考慮。5 彈簧范圍的選擇5.1 “標(biāo)準(zhǔn)彈簧范圍”錯誤說法應(yīng)糾正 彈簧是氣動調(diào)節(jié)閥的主要零件。彈簧范圍是指一臺閥在靜態(tài)啟動時(shí)的膜室壓力到走完全行程時(shí)的膜室壓力，字母用Pr表示。如Pr為20100KPa，表

6、示這臺閥靜態(tài)啟動時(shí)膜室壓力是20KPa，關(guān)閉時(shí)的膜室壓力是100KPa。常用的彈簧范圍有20100KPa、2060KPa、60100KPa、60180KPa、40200KPa由于氣動儀表的標(biāo)準(zhǔn)信號是20100KPa，因此傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥理論把與氣動儀表標(biāo)準(zhǔn)信號一致的彈簧范圍（20100KPa）定義成標(biāo)準(zhǔn)彈簧范圍。調(diào)節(jié)閥廠家按20100KPa作為標(biāo)準(zhǔn)來出廠，這是十分錯誤的。 5.2 彈簧范圍的選擇1) 閥的穩(wěn)定性上選擇 2) 從輸出力上選擇3) 從綜合性能上選定彈簧范圍4) 特殊情況彈簧范圍的選擇6 流量特性的選擇6.1 調(diào)節(jié)閥理想流量特性 1）定義調(diào)節(jié)閥的流量特性是指介質(zhì)流過閥門的相對流量與相對開

7、度的關(guān)系。數(shù)學(xué)表達(dá)式為： （51） 或中： 相對流量（Q某一開度下的流量）相對開度，調(diào)節(jié)閥閥芯某一位移與全開位移L之比。1) 直線特性直線特性是指調(diào)節(jié)閥的相對流量與相對開度成直線關(guān)系，即單位行程變化引起的流量變化是常數(shù) ， 1-直線 2-等百分 3-快開 圖5-1理想流量特性 1） 對數(shù)（又稱等百分比）特性對數(shù)特性是指單位行程變化引起相對流量變化與該點(diǎn)的相對流量成正比，即調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)是變化的，它隨相對流量的增加而增大。表54 流量特性的相對開度和對應(yīng)流量（R30） 相對流量相對開度 0102030405060708090100直線流量特性3.313.022.732.342.051.761.

8、371.080.690.3100等百分比流量特性3.34.676.589.2613.018.325.636.250.871.2100快開流量特性3.321.738.152.665.275.884.591.396.1399.03100拋物線流量特性3.37.31218263545577084100。6.2 調(diào)節(jié)閥的工作流量特性 在實(shí)際運(yùn)行中，調(diào)節(jié)閥前后壓差總是變化的，這時(shí)的流量特性稱為工作流量特性。 1）串聯(lián)管道的工作流量特性 (a)線性 (b)對數(shù) 圖5-2串聯(lián)管道時(shí)調(diào)節(jié)閥的工作特性（以Qmin為參數(shù)對比值）2）并聯(lián)管道的工作流量特性(a) 線性 (b) 對數(shù)圖5-3并聯(lián)管道時(shí)調(diào)節(jié)閥的工作特性

9、（以Qmin為參數(shù)對比值） 6.3 對傳統(tǒng)流量特性理論的突破-節(jié)能調(diào)節(jié)閥流量特性S可以在0.050.15之間，與原高S運(yùn)行相比，可節(jié)省能耗1522。這對于我國能源緊張的今天，有較好的使用價(jià)值和社會效益。6.5 流量特性的選擇1）工作流量特性的選擇表55 工作流量特性選擇表系統(tǒng)及被調(diào)參數(shù)干擾流量特性說明 流量控制系統(tǒng)給定值直線變送器帶開方器P1、P2等百分比給定值快開變送器不帶開方器P1、P2等百分比 溫度控制系統(tǒng)給定值T1直線P1、P2、T3、T4、Q1等百分比壓力控制系統(tǒng)給定值P1、P3、C0直線液體給定值P1、C0等百分比氣體P3快開 液位控制系統(tǒng)給定值直線C0直線液位控制系統(tǒng)給定值等百分

10、比Q直線表57 調(diào)節(jié)閥固有流量特性選擇用調(diào)節(jié)閥與系統(tǒng)壓降之比0.60.6要求的工作特性平方根直線等百分比平方根直線等百分比選用的固有特性平方根直線等百分比等百分比等百分比等百分比7 流向的選擇7.1 流向?qū)ぷ餍阅艿挠绊?） Ft作用方向改變對工作性能的影響2） 體阻力改變對工作性能的影響機(jī) 翼 阻 力 試 驗(yàn)?zāi)?擬 閥 芯 節(jié) 流試驗(yàn)條件流動示意圖阻力單位流 向阻力風(fēng)速：210英里小時(shí)從圓頭往尖尾繞流1小風(fēng)速同上，從尖尾向圓頭繞流2大圖5-4 調(diào)節(jié)閥流阻力模擬3) 流動方向改變對使用壽命的影響4）不同流向?qū)ζ涔ぷ餍阅艿挠绊?a) 流閉型(b) 流開型圖5-5流向?qū)﹂y芯使用壽命的影響圖 5-6

11、 流向?qū)c的影響7.2 流向?qū)ぷ餍阅艿挠绊懠斑x擇表58 流向?qū)ぷ餍阅艿闹饕x擇流向?qū)π阅苡绊懥鏖_流閉流向選用流開流閉對穩(wěn)定性影響穩(wěn)定Dsdg 穩(wěn)定dsdgFt PrAe穩(wěn)定Ft PrAe不穩(wěn)定對壽命影響壽命短壽命長對“自潔”性能影響“自潔”性能差“自潔”性能好對密封性能影響密封性能差（通常Ft將閥芯頂開）密封性能好（通常Ft將閥芯壓緊）對流量系數(shù)影響一般具有標(biāo)準(zhǔn)流量系數(shù)一般比標(biāo)準(zhǔn)流量系數(shù)大1015左右若閥偏小，可改流閉，使流量系數(shù)增大對輸出力的影響輸出力?。ㄝ敵隽τ?jì)算要另除Pr）輸出力大（輸出力不計(jì)算不扣除Pr）FL值大（阻力大，恢復(fù)?。┬。ㄗ枇π。謴?fù)大）減小閃蒸動作速度平緩接近關(guān)閉時(shí)

12、有跳躍啟動、跳躍關(guān)閉現(xiàn)象 7.3 需要糾正的一個概念8 填料的選擇 表59 四氟、石墨填料的比較與選擇表“V”型四氟填料“O”型石墨填料密封的可靠性壽命短，可靠性差壽命長、耐磨、可靠性高、摩擦大填料工作溫度40180200600選擇情況常溫40250可優(yōu)先選用在需要帶定位器使用時(shí)可以考慮，尤其是蒸氣介質(zhì)。中溫60450必須加散熱片，以使填料在250以下工作。因增加散熱片，使產(chǎn)品價(jià)格比常溫增加1020左右可以不帶散熱片使用，故經(jīng)濟(jì)性好，外形尺寸小，并且密封性能好，但必須帶定位器，目前選用越來越多，當(dāng)工作溫度較高時(shí)，可優(yōu)先選用高溫450600不能用（目前，四氟填料只設(shè)計(jì)到450以下）可用到600禁

13、用介質(zhì)熔融狀堿金屬、高溫三氟化氯及氟元素高溫、高濃度強(qiáng)氧化劑結(jié) 論由于石墨填料耐磨、耐蝕、耐溫，使用壽命長，是四氟填料壽命的23倍，所以建議盡可能選用石墨填料，尤其是旋轉(zhuǎn)類調(diào)節(jié)閥、超高溫調(diào)節(jié)閥、帶定位器使用的調(diào)節(jié)閥。9 附件的選擇9.1 定位器與轉(zhuǎn)換器的選擇 1) 定位器的主要作用 (1)提高了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力。 (2)提高閥的位置精度的作用。 (3)動作速度加快。 (4)電氣轉(zhuǎn)換。 2) 定位器與轉(zhuǎn)換器的比較與選擇在某些特殊場合，如防爆要求特別高時(shí)，可選“氣動閥門定位器+電氣轉(zhuǎn)換器”。9.2 電磁閥的選擇9.3 行程開關(guān)的選擇9.4 手輪機(jī)構(gòu)9.5 空氣過濾減壓閥10 型號決定閥型代號：十大

14、類基型產(chǎn)品（普通產(chǎn)品）代號注：（1）若閥芯是軟密封或堆耐合金時(shí)，當(dāng)文字說明后，其腳碼可省去； （2）帶處的型號各廠家的編制方法有較大差異，請注意各廠家的說明書。102 舉例說明11 訂貨須知11.1 訂貨時(shí)，必須告訴的條件（1）產(chǎn)品名稱；（2）型號（型號中包括作用方式、溫度范圍）；（3）公稱壓力；（4）公稱通徑；（5）流量系數(shù)；（6）流量特性；（7）泄漏率；（8）閥關(guān)閉時(shí)的壓差；（9）閥體材質(zhì)；（10）芯座材質(zhì)；（11）附件（附件型號、信號、規(guī)格、防爆否等）。11.2 酌情告訴的條件（1）彈簧范圍；（2）流向；（3）填料的材質(zhì)；（4）特殊材質(zhì)；（5）附件是國產(chǎn)還是進(jìn)口；（6）工作條件；1介質(zhì)名

15、稱；2比重；3濃度；4溫度；5物理性能（懸浮液、纖維、顆粒、粉塵等）；6化學(xué)性能處；7流量；8壓力、壓差；9切斷要求；10動作速度、頻率；11原用閥存在的問題和成功之處；12環(huán)境條件（濕度、粉塵、溫度、空氣腐蝕性、防火防爆）；13引進(jìn)閥接口、接連尺寸（法蘭距、法蘭標(biāo)準(zhǔn)）、特殊要求；14特殊附件，等等。12 調(diào)節(jié)閥選型的詳細(xì)審定內(nèi)容（115問）12.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)（1）驅(qū)動方式的選擇：電動、氣動、液動的決定？（2）電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇普通型還是電子式結(jié)構(gòu)？（3）電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是角行程還是直行程？（4）角行程電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是直連式還是曲柄連桿式？（5）電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)防爆與否？（6）伺服放大器的選定？（7）正作

16、用與反作用的選定？（8）彈簧范圍的選定（涉及計(jì)算）？（9）是否需要加長支架？（10）執(zhí)行機(jī)構(gòu)規(guī)格的選定（涉及計(jì)算）？（11）氣源大小的決定？（12）動作速度的要求？（13）環(huán)境條件是否滿足？（14）對外形尺寸限制與否？（15）對重量限制與否？（16）對顏色的要求？12.2 上蓋與填料（17）上蓋形式的選定，普通型、帶散熱片型、長頸型、波紋管密封？（18）中溫閥是選帶散熱片結(jié)構(gòu)還是普通上蓋加高溫填料結(jié)構(gòu)？（19）四氟填料還是石墨填料？（20）單密封還是多層密封？12.3 閥內(nèi)件（21）閥芯、閥座的泄漏等級？（22）密封型式：硬密封還是軟密封？（23）是否需要堆焊耐磨合金？（24）軟密封結(jié)構(gòu)與型式：硬對軟密封、軟對軟密封、“O