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調節閥知識
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電動(dòng)調節閥的類(lèi)型及應用
[ 2018-01-29 ]
電動(dòng)調節閥可以分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三種，即以壓縮空氣為動(dòng)力源的氣動(dòng)調節閥，以電為動(dòng)力源的電動(dòng)調節閥，以液體介質(zhì)(如油等)壓力為動(dòng)力的電液動(dòng)調節閥，另外，按其功能和特性分，還有電磁閥、電子式、智能式、現場(chǎng)總線(xiàn)型調節閥等。調節閥的產(chǎn)品類(lèi)型很多，結構也多種多樣，而且還在不斷更新和變化。
電動(dòng)調節閥閥體種類(lèi)很多，常用的有直通單座、直通雙座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋轉、蝶形、套筒式、球形等10種。在選擇閥門(mén)之前，要對控制過(guò)程的介質(zhì)、工藝條件和參數進(jìn)行細心的分析，收集足夠的數據，了解系統對電動(dòng)調節閥的要求，根據所收集的數據來(lái)確定所要使用的閥門(mén)類(lèi)型。在具體選擇時(shí)，可從以下幾方面考慮：
(1)閥芯形狀結構主要根據所選擇的流量特性和不平衡力等因素考慮。
(2)耐磨損性當流體介質(zhì)是含有高濃度磨損性顆粒的懸浮液時(shí)，閥芯、閥座接合面每一次關(guān)閉都會(huì )受到嚴重摩擦。因此電動(dòng)閥門(mén)的流路要光滑，閥的內部材料要堅硬。
(3)耐腐蝕由于介質(zhì)具有腐蝕性，在能滿(mǎn)足調節功能的情況下，盡量選擇結構簡(jiǎn)單電動(dòng)閥門(mén)。
(4)介質(zhì)的溫度、壓力當介質(zhì)的溫度、壓力高且變化大時(shí)，應選用閥芯和閥座的材料受溫度、壓力變化小的電動(dòng)閥門(mén)。
(5) 防止閃蒸和空化閃蒸和空化只產(chǎn)生在液體介質(zhì)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，閃蒸和空化不僅影響流量系數的計算，還會(huì )形成振動(dòng)和噪聲，使閥門(mén)的使用壽命變短，因此在選擇電動(dòng)閥門(mén)時(shí)應防止閥門(mén)產(chǎn)生閃蒸和空化。
對執行機構輸出力確定后，根據工藝使用環(huán)境要求，選擇相應的執行機構。對于現場(chǎng)有防爆要求時(shí)，應選用氣動(dòng)執行機構，且接線(xiàn)盒為防爆型，不能選擇電動(dòng)執行機構。如果沒(méi)有防爆要求，則氣動(dòng)、電動(dòng)執行機構都可選用，但從節能方面考慮，應盡量選用電動(dòng)執行機構。對于液動(dòng)執行機構，其使用不如氣動(dòng)、電動(dòng)執行機構廣泛，但具有調節精度高、動(dòng)作速度快和平穩的特點(diǎn)，因此，在某些情況下，為了達到較好調節效果，必須選用液動(dòng)執行機構，如發(fā)電廠(chǎng)透明機的速度調節、煉油廠(chǎng)的催化裝置反應器的溫度調節控制等。
執行機構不論是何種類(lèi)型，其輸出力都是用于克服負荷的有效力(主要是指不平衡力和不平衡力矩加上摩擦力、密封力、重力等有關(guān)力的作用)。因此，為了使電動(dòng)調節閥正常工作，配用的執行機構要能產(chǎn)生足夠的輸出力來(lái)克服各種阻力，保證高度密封和閥門(mén)的開(kāi)啟。
對于雙作用的氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)執行機構，一般都沒(méi)有復位彈簧。作用力的大小與它的運行方向無(wú)關(guān)，因此，選擇執行機構的關(guān)鍵在于弄清最大的輸出力和電機的轉動(dòng)力矩。對于單作用的氣動(dòng)執行機構，輸出力與閥門(mén)的開(kāi)度有關(guān)，調節閥上的出現的力也將影響運動(dòng)特性，因此要求在整個(gè)調節閥的開(kāi)度范圍建立力平衡。
電動(dòng)調節閥的流量特性是指介質(zhì)流過(guò)閥門(mén)的相對流量與位移(電動(dòng)閥門(mén)的相對開(kāi)度)間的關(guān)系，理想流量特性主要有直線(xiàn)、等百分比(對數)、拋物線(xiàn)和快開(kāi)等4種，特性曲線(xiàn)和閥芯形狀如圖1和圖2所示。常用的理想流量特性只有直線(xiàn)、等百分比(對數)、快開(kāi)三種。拋物線(xiàn)流量特性介于直線(xiàn)和等百分比之間，一般可用等百分比特性來(lái)代替，而快開(kāi)特性主要用于二位調節及程序控制中，因此調節閥特性的選擇實(shí)際上是直線(xiàn)和等百分比流量特性的選擇。
調節閥流量特性的選擇可以通過(guò)理論計算，但所用的方法和方程都很復雜。目前多采用經(jīng)驗準則，具體從下幾方面考慮：①從調節系統的調節質(zhì)量分析并選擇；②從工藝配管情況考慮；③從負荷變化情況分析。
調節閥口徑的選擇和確定主要依據閥的流通能力即Cv。在各種工程的儀表設計和選型時(shí)，都要對調節閥進(jìn)行Cv計算，并提供調節閥設計說(shuō)明書(shū)。從調節閥的Cv計算到閥的口徑確定，一般需經(jīng)以下步驟：
(1)計算流量的確定?，F有的生產(chǎn)能力、設備負荷及介質(zhì)的狀況，決定計算流量的Qmax和Qmin。
(2)閥前后壓差的確定。根據已選擇的閥流量特性及系統特點(diǎn)選定S(阻力系數)，再確定計算壓差。
(3)計算Cv。根據所調節的介質(zhì)選擇合適的計算公式和圖表，求得Cmax和Cmin。
(4)選用Cv。根據Cmax，在所選擇的產(chǎn)品標準系列中選取>Cmax且與其最接近的一級C。
(5)電動(dòng)調節閥開(kāi)度驗算。一般要求最大計算流量時(shí)的開(kāi)度≯90%，最小計算流量時(shí)的開(kāi)度≮10%。
(6)調節閥實(shí)際可調比的驗算。一般要求實(shí)際可調比≮10。
(7)閥座直徑和公稱(chēng)直徑的確定。驗證合適后，根據C確定。
電動(dòng)調節閥閥體種類(lèi)很多，常用的有直通單座、直通雙座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋轉、蝶形、套筒式、球形等10種。在選擇閥門(mén)之前，要對控制過(guò)程的介質(zhì)、工藝條件和參數進(jìn)行細心的分析，收集足夠的數據，了解系統對電動(dòng)調節閥的要求，根據所收集的數據來(lái)確定所要使用的閥門(mén)類(lèi)型。在具體選擇時(shí)，可從以下幾方面考慮：
(1)閥芯形狀結構主要根據所選擇的流量特性和不平衡力等因素考慮。
(2)耐磨損性當流體介質(zhì)是含有高濃度磨損性顆粒的懸浮液時(shí)，閥芯、閥座接合面每一次關(guān)閉都會(huì )受到嚴重摩擦。因此電動(dòng)閥門(mén)的流路要光滑，閥的內部材料要堅硬。
(3)耐腐蝕由于介質(zhì)具有腐蝕性，在能滿(mǎn)足調節功能的情況下，盡量選擇結構簡(jiǎn)單電動(dòng)閥門(mén)。
(4)介質(zhì)的溫度、壓力當介質(zhì)的溫度、壓力高且變化大時(shí)，應選用閥芯和閥座的材料受溫度、壓力變化小的電動(dòng)閥門(mén)。
(5) 防止閃蒸和空化閃蒸和空化只產(chǎn)生在液體介質(zhì)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，閃蒸和空化不僅影響流量系數的計算，還會(huì )形成振動(dòng)和噪聲，使閥門(mén)的使用壽命變短，因此在選擇電動(dòng)閥門(mén)時(shí)應防止閥門(mén)產(chǎn)生閃蒸和空化。
對執行機構輸出力確定后，根據工藝使用環(huán)境要求，選擇相應的執行機構。對于現場(chǎng)有防爆要求時(shí)，應選用氣動(dòng)執行機構，且接線(xiàn)盒為防爆型，不能選擇電動(dòng)執行機構。如果沒(méi)有防爆要求，則氣動(dòng)、電動(dòng)執行機構都可選用，但從節能方面考慮，應盡量選用電動(dòng)執行機構。對于液動(dòng)執行機構，其使用不如氣動(dòng)、電動(dòng)執行機構廣泛，但具有調節精度高、動(dòng)作速度快和平穩的特點(diǎn)，因此，在某些情況下，為了達到較好調節效果，必須選用液動(dòng)執行機構，如發(fā)電廠(chǎng)透明機的速度調節、煉油廠(chǎng)的催化裝置反應器的溫度調節控制等。
執行機構不論是何種類(lèi)型，其輸出力都是用于克服負荷的有效力(主要是指不平衡力和不平衡力矩加上摩擦力、密封力、重力等有關(guān)力的作用)。因此，為了使電動(dòng)調節閥正常工作，配用的執行機構要能產(chǎn)生足夠的輸出力來(lái)克服各種阻力，保證高度密封和閥門(mén)的開(kāi)啟。
對于雙作用的氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)執行機構，一般都沒(méi)有復位彈簧。作用力的大小與它的運行方向無(wú)關(guān)，因此，選擇執行機構的關(guān)鍵在于弄清最大的輸出力和電機的轉動(dòng)力矩。對于單作用的氣動(dòng)執行機構，輸出力與閥門(mén)的開(kāi)度有關(guān)，調節閥上的出現的力也將影響運動(dòng)特性，因此要求在整個(gè)調節閥的開(kāi)度范圍建立力平衡。
電動(dòng)調節閥的流量特性是指介質(zhì)流過(guò)閥門(mén)的相對流量與位移(電動(dòng)閥門(mén)的相對開(kāi)度)間的關(guān)系，理想流量特性主要有直線(xiàn)、等百分比(對數)、拋物線(xiàn)和快開(kāi)等4種，特性曲線(xiàn)和閥芯形狀如圖1和圖2所示。常用的理想流量特性只有直線(xiàn)、等百分比(對數)、快開(kāi)三種。拋物線(xiàn)流量特性介于直線(xiàn)和等百分比之間，一般可用等百分比特性來(lái)代替，而快開(kāi)特性主要用于二位調節及程序控制中，因此調節閥特性的選擇實(shí)際上是直線(xiàn)和等百分比流量特性的選擇。
調節閥流量特性的選擇可以通過(guò)理論計算，但所用的方法和方程都很復雜。目前多采用經(jīng)驗準則，具體從下幾方面考慮：①從調節系統的調節質(zhì)量分析并選擇；②從工藝配管情況考慮；③從負荷變化情況分析。
調節閥口徑的選擇和確定主要依據閥的流通能力即Cv。在各種工程的儀表設計和選型時(shí)，都要對調節閥進(jìn)行Cv計算，并提供調節閥設計說(shuō)明書(shū)。從調節閥的Cv計算到閥的口徑確定，一般需經(jīng)以下步驟：
(1)計算流量的確定?，F有的生產(chǎn)能力、設備負荷及介質(zhì)的狀況，決定計算流量的Qmax和Qmin。
(2)閥前后壓差的確定。根據已選擇的閥流量特性及系統特點(diǎn)選定S(阻力系數)，再確定計算壓差。
(3)計算Cv。根據所調節的介質(zhì)選擇合適的計算公式和圖表，求得Cmax和Cmin。
(4)選用Cv。根據Cmax，在所選擇的產(chǎn)品標準系列中選取>Cmax且與其最接近的一級C。
(5)電動(dòng)調節閥開(kāi)度驗算。一般要求最大計算流量時(shí)的開(kāi)度≯90%，最小計算流量時(shí)的開(kāi)度≮10%。
(6)調節閥實(shí)際可調比的驗算。一般要求實(shí)際可調比≮10。
(7)閥座直徑和公稱(chēng)直徑的確定。驗證合適后，根據C確定。
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