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調(diào)節(jié)閥是如何選型的

調(diào)節(jié)閥在工業(yè)自動化過程控制領(lǐng)域中,通過接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號,借助動力操作去改變介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)的最終控制元件。一般由執(zhí)行機構(gòu)和閥門組成。如果按行程特點,調(diào)節(jié)閥可分為直行程和角行程;按其所配執(zhí)行機構(gòu)使用的動力,可以分為氣動調(diào)節(jié)閥、電動調(diào)節(jié)閥、液動調(diào)節(jié)閥三種;按其功能和特性分為線性特性,等百分比特性及拋物線特性三種。調(diào)節(jié)閥適用于、、、各種腐蝕性介質(zhì)、泥漿、等介質(zhì)。


一、由工藝提出相關(guān)要求和參數(shù)

1、被控流體的種類 液體、或氣體。對于液體通常要考慮粘度的修正,當黏度過高時,其雷諾數(shù)下降,改變了流體的流動狀態(tài),在計算控制閥流通能力時,必需考慮粘度校正系數(shù)。對于氣體應(yīng)該考慮其可壓縮性。對于要考慮是飽和還是過熱。

2、流體的壓力、溫度 根據(jù)工藝介質(zhì)的最大壓力來選定控制閥的公稱壓力時,必須參照工藝溫度條件綜合選擇,因為公稱壓力是在一定的基準溫度下依據(jù)強度確定的,其允許工作壓力必須低于公稱壓力。例如,對于碳鋼閥門,當公稱壓力為PN1.6MPa,介質(zhì)溫度為200℃時,最大耐壓力是1.6MPa;當溫度為250℃時,最大工作壓力為1.5 MPa,當溫度為400℃,最大工作壓力只為0.7MPa。

對于壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng),還要考慮其閥前取壓、閥后取壓和閥前后差壓,再進一步選擇閥的形式。

3、流體的粘度、密度和腐蝕性 根據(jù)流體粘度、密度和腐蝕性選擇不同形式的閥門以滿足工藝的要求。對高粘度、含纖維介質(zhì)常用O型和V型球閥,對腐蝕性強的易結(jié)晶的流體常采用閥體分離性的閥體。

4、最小流量和最大流量 根據(jù)流量方程式可知,流量大,流通能力也大,其閥門的口徑也大,相應(yīng)的價格也高。選擇流通能力過大的,是控制閥常在小開度狀態(tài),嚴重時會沖刷閥芯;流通能力過小,達不到工藝設(shè)計能力。因此,在決定最大流量時,在很大程度上決定于設(shè)計人員經(jīng)驗。一般情況下,取穩(wěn)態(tài)的最大流量的1.15~1.5倍作為計算最大流量。

5、安全方面的考慮 由于停電、風(fēng)和閥門故障以及工藝操作異常因素,需要緊急停車,為此需要把閥門放到安全位置,即事故安全狀態(tài),事故開或事故關(guān)。

6、噪音平 由于閥門元件機械振動、閥的空化和閃蒸等因素引起噪音。通過計算,確認閥的噪音平是否低于“工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標準”規(guī)定。

7、兩相流 出現(xiàn)兩相流時,通常在計算控制閥的流通能力時,要分別計算每相的量,然后把所得的流通能力相加,最后得到總的流通能力。

8、進出口管道尺寸 流體通過控制閥后,壓力總是小于節(jié)流前壓力,所以閥的直徑總是小于管道的直徑(切斷閥除外)。

二、選擇控制閥

1、選擇閥體的結(jié)構(gòu)形式(角節(jié)、雙座、蝶閥等)

在滿足要求的前提下,合適的控制閥可能有幾種,應(yīng)綜合經(jīng)濟效益來考慮:

(1)使用壽命;

(2)結(jié)構(gòu)簡單,維護方便;

(3)產(chǎn)品價格合適。

2、選擇閥體的材質(zhì)(鑄鋼、不銹鋼或襯里)

選擇材料時,主要考慮材料強度、硬度、耐腐蝕和耐高溫、低溫的特性。首先應(yīng)滿足安全可靠,還要考慮使用的性能、使用壽命和經(jīng)濟性。

3、選擇控制法與工藝管道的連接形式(螺紋、法蘭、壓力等級)

4、選擇控制閥閥芯(直線、等百分比、快開)及其材料(304、316、17-PH和噴鍍鎢鉻鈷合金) 定量地選擇閥芯形式有很多困難。在設(shè)計中通常按照國內(nèi)外工程公司的設(shè)計經(jīng)驗來確定。通常,對液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用線性流量特性;對于溫度、壓力和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)則采用等百分比特性;需要快需切斷系統(tǒng)則用盤型閥芯,即快開特性。

閥芯的選擇,根據(jù)需要來確定。

5、流量動作(流開、流閉)

一般控制閥對流向的要求可分為三種情況:

(1)對流向沒有要求,如球閥、普通蝶閥

(2)規(guī)定了某一流向,一般不得改變,如三通閥、文丘利角閥、雙密封帶平衡孔的套筒閥;

(3)根據(jù)工藝條件,有流向的選擇問題,這類閥主要為單向閥、單密封控制閥,如單座閥、角型閥、高壓閥、無平衡孔的單密封套筒閥。

具體選擇如下:

(1)高壓閥,DN≦20時,選擇流閉型,DN>20時,因穩(wěn)定性問題,根據(jù)具體情況來確定;

(2)角型閥,對高粘度、懸浮液、含固體顆粒的介質(zhì),要求自潔性好,選流閉型;僅為角型時,可選流開型。

(3)單座閥,常選流開型。

(4)小流量閥,常選流開型,當沖刷嚴重時,可選流閉型。

(5)單密封套筒閥,通常選流開型,有自潔要求時,可選流閉型;

(6)對兩位型控制閥選用流閉型。