自力式蒸汽減壓閥流量計算口徑選型

自力式蒸汽減壓閥流量計算口徑選型

 自力式調(diào)節(jié)閥主要應(yīng)用在被控參數(shù)一旦調(diào)定后，不經(jīng)常改變(調(diào)整)的場合，而被控參數(shù)經(jīng)常改變(調(diào)整)的場合，應(yīng)使用氣動或電動調(diào)節(jié)閥；自力式調(diào)節(jié)閥一般應(yīng)用在非腐蝕性工 藝條件下；被控參數(shù)不應(yīng)超過或接近所選擇的調(diào)整范圍的極限值，應(yīng)留有一定裕量；自力式溫度調(diào)節(jié)閥一般用于溫度變化比較緩慢的場合，不適用于溫度急劇變化的場合；當(dāng)介質(zhì)溫度超過140℃時，在控制管線安裝隔離罐，當(dāng)介質(zhì)溫度超過200℃時，除在控制管線安裝隔離罐，還應(yīng)在控制閥與執(zhí)行機構(gòu)之間加裝散熱片(不 同制造商的產(chǎn)品，此溫度值會有所不同)；隔離罐應(yīng)高于調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機構(gòu)而低于閥前后接管；對于非潔凈流體，在閥前應(yīng)安裝過濾器，一般情況下，應(yīng)將閥門倒立 安裝，即控制閥在上，執(zhí)行機構(gòu)在下，此種安裝方式可使其重心在下，有利于閥門的穩(wěn)定運行。當(dāng)介質(zhì)溫度低于80℃時，閥門可以正立安裝，當(dāng)介質(zhì)溫度高于 80℃時，則閥門必須倒立安裝。






對自力式調(diào)節(jié)閥進行了介紹，并著重闡述了流量系數(shù)的計算方法，自力式調(diào)節(jié)閥的選擇方法及選擇時應(yīng)注意的事項。減壓閥選型基本的選型因素包含進口蒸汽壓力、出口蒸汽壓力，平均蒸汽流量、蒸汽管道口徑等參數(shù)。式蒸汽減壓閥的選型可以有兩種簡單的選型，較為精確的選型是通過計算公式或軟件，得出蒸汽負(fù)載的設(shè)計Cv值。也可以依據(jù)一個簡化的公式獲得，有時這個Cv值會在設(shè)計院給出的數(shù)據(jù)表中體現(xiàn)。

每一個減壓閥都有一個固有的最大Cv值，選型時，一個基本的要求就是閥門固有的最大Cv值必須涵蓋要求的Cv值，而且最佳的工作范圍應(yīng)該保證在15%-90%之間。雖然用公式計算選型蒸汽減壓閥有時有些困難。對于一些簡單的應(yīng)用，瓦特提供一個選型圖表來幫助客戶快速選型。至需要入口壓力、出口壓力和蒸汽流量即可。

選型圖選型方法有時不夠精確，而且對于一些嚴(yán)酷工況，對流速、噪音、振動、氣蝕等就必須經(jīng)過軟件或公式選型復(fù)核。蒸汽減壓閥本身是一種機械產(chǎn)品，如果流量變化超過10:1（最大流量和最小流量），則建議考慮并聯(lián)減壓站分程控制滿足要求。而當(dāng)減壓比（進口壓力和出口壓力比）超過5:1時，建議采用串聯(lián)減壓站，通過逐級減壓，提高減壓閥壽命和穩(wěn)定性。為了保證壓力跟蹤，蒸汽減壓閥設(shè)計調(diào)節(jié)特性往往是快開型，如果對調(diào)節(jié)特性有要求的蒸汽減壓閥可采用氣動控制閥實現(xiàn)。






2 自力式蒸汽減壓閥流量計算口徑選型的選擇

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。

2.1 選擇的一般原則

具體選擇時，應(yīng)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(yīng)能滿足介質(zhì)溫度、壓力、流動性、腐蝕性、 控制范圍以及嚴(yán)密性要求；閥的材料應(yīng)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(yīng)能滿足工藝的流量要求；閥的允許壓差應(yīng)能滿足現(xiàn)場實際壓 差的要求；閥的實際使用條件應(yīng)與計算選擇時考慮的相一致。

2.2 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(yīng)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(yīng)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。

2.3 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(zhǔn)溫度下依據(jù)強度條件定出。一旦工作溫度超過了基準(zhǔn)溫度，其允許的最大工作壓力必定低于公稱壓力，這一點應(yīng)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(yīng)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。



自力式蒸汽減壓閥流量計算口徑選型產(chǎn)品特點：

自力式壓力調(diào)節(jié)閥無需外加能源，能在無電無氣的場所工作，既方便又節(jié)約了能源。
壓力分段范圍細(xì)且互相交叉，調(diào)節(jié)精度高。
壓力設(shè)定值在運行期間可連續(xù)設(shè)定。
對閥后壓力調(diào)節(jié)，閥前壓力與閥后壓力之比可為10：1～10：8。
橡膠膜片式檢測，執(zhí)行機構(gòu)測精度高、動作靈敏。
采用壓力平衡機構(gòu)，使調(diào)節(jié)閥反應(yīng)靈敏、控制精確。                                                                          



      
自力式蒸汽減壓閥流量計算口徑選型零件材料：


閥體：ZG230-450、ZG1Cr18Ni9Ti、ZGCr18Ni12Mo2Ti 
閥芯：1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti 
閥座：1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti 
閥桿：1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti 
膜蓋：A3、A3鋼涂四氟乙烯不銹鋼 
填料：丁腈、乙炳、氟、耐油橡膠 
 



                                                                                
自力式蒸汽減壓閥流量計算口徑選型技術(shù)參數(shù)：


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）		7	11	20		30		48	75	120		190		300		480		760		1100		1750
額定行程（mm）		8		10				14	20			25		40				50		60		70
公稱壓力PN(Mpa)		1.6、4.0、6.4
壓力調(diào)節(jié)范圍（kpa）		15～5040～8060～10080～140120～180160～220200～260 240～300280～350330～400380～450430～500480～560540～620 600～700680～800780～900880～1000980～15001000～2500
流量特性（℃）		快開
調(diào)節(jié)精度（％）		±5
使用溫度（℃）		≤350
允許泄漏量	硬密封（1/h）	單座：≤10ˉ4閥額定容量（IV級）；雙座、套筒：≤5×10ˉ3閥額定容量（II級）
	軟密封（m1/h）	0.15			0.30		0.45		0.60		0.90		1.7		4.0		6.75		11.10		16.0
減壓比	最大	10
	最小	1.25

自力式蒸汽減壓閥流量計算口徑選型規(guī)格重量：



公稱通徑DN			20	25	32	40	50	65	80	100	125	150	200	250	300
法蘭接管尺寸B			383		512		603	862		1023	1380		1800	2000	2200
法蘭端面距L			150	160	180	200	230	290	310	350	400	480	600	730	850
壓力調(diào)節(jié)范圍kpa	15-140	H	475		520		540	710		780	840	880	915	940	1000
		A	280		308
	280-500	H	455		500		520	690		760	800	870	880	900	950
		A	230
	120-300	H	450		490		510	680		750	790	860	870	890	940
		A	176					194			280
	480-1000	H	445		480			670		740	780	850	860	880	930
		A	176					194			280
	600-1500	H	445		570		600	820		890	950		1000	1100	1200
		A	85		96
	1000-2500	H	445		570		600	820		890	950	1000	1100	1200
		A	85		96
重量kg			26		37		42	72	90	114	130	144	180	200	250
導(dǎo)壓管接頭累紋			M16×1.5

自力式蒸汽減壓閥流量計算口徑選型安裝事項：

法蘭標(biāo)準(zhǔn)：鑄法法按BG9113-88、JB/79-94
法蘭密封面型式：PN16凸面
PN40、64為凹凸、閥體為凹面
結(jié)構(gòu)長度按BG12221-98
執(zhí)行機構(gòu)信號接口：內(nèi)螺紋M16×1.5
※閥體法蘭及法蘭端面距離可按用戶的標(biāo)準(zhǔn)制造。如：ANSI、JIS、DIN等。



2.4 自力式蒸汽減壓閥流量計算口徑選型流量系數(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(fù)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)。

2.4.1 液體的Kv值計算

2.4.3 氣體的Kv值計算

2.4.4 蒸汽的Kv值計算

2.4.5 兩相流的Kv值計算

當(dāng)介質(zhì)為氣液兩相流時，一般采用分別計算液體的Kv液和氣體的Kv氣值，然后相加求取調(diào)節(jié)閥總Kv值。Kv=Kv液+Kv氣這種方法是基于兩種介質(zhì)相互獨立，互不影響的觀點。但實際上，隨著液相和氣相組成成分的變化，流體的狀態(tài)趨向也不同，因此，計算出的Kv值誤差較大。



2.5自力式蒸汽減壓閥流量計算口徑選型的口徑選擇

2.5.1 一般的選擇步驟

根據(jù)生產(chǎn)能力、設(shè)備負(fù)荷確定最大流量和最小流量qvmax、qvmin；根據(jù)系統(tǒng)特點、壓力分配和管路損失，確定最大壓差和最小壓差Δpvmax 、Δpvmin；按流量系數(shù)計算公式，求得最大流量和最小流量時的流量系數(shù)Kvmax、Kvmin；根據(jù)求出的Kvmax，在產(chǎn)品樣本中選取大于 Kvmax，并Kvmax的Kvs值；由計算出的Kvmax，Kvmin驗算閥的開度(一般要求閥開度在10%~80%之間)；根據(jù)Kvmax、 Kvmin計算可調(diào)比R(一般要求R=Kvmax/KVmin≤30∶1)；各項計算驗證合格后，根據(jù)Kvs值，確定調(diào)節(jié)閥的口徑。

2.5.2 常用的選擇步驟

按照qvmax及Δpvmin 計算出Kvmax；將Kvmax乘以(1.3~1.5)，求得Kvmax(根據(jù)具體情況定)；按K vmax選擇Kvs (查產(chǎn)品樣本)，應(yīng)選擇最靠近Kvmax且大于Kvmax的Kvs值，保證Kvmax/Kvs≤0.75，按Kvs值，確定調(diào)節(jié)閥的口徑。但是應(yīng)保證液體流速在2.5m/s以下，氣體流速在80~100m/s以下，否則易產(chǎn)生噪音。



2.5.3 自力式蒸汽減壓閥流量計算口徑選型的選擇

當(dāng)介質(zhì)為液體時，自力式流量調(diào)節(jié)閥的口徑選擇將有所不同。實際上有效壓力(指調(diào)節(jié)閥節(jié)流閥板前后的壓差)下的最大流量已經(jīng)限制了自力式流量調(diào)節(jié)閥的流量值，所以在選擇閥流量時，不能按照Kv值選擇，只能按照工藝條件qvmax的大小選擇流量。

根據(jù)qvmax值的大小和系統(tǒng)壓差來選取合適的流量，然后確定Kvs值和閥的口徑。選擇時應(yīng)注意閥前后壓差應(yīng)大于有效壓力，還應(yīng)注意閥的開度。自力式流量調(diào)節(jié)閥一般多用于液體介質(zhì)的流量控制。

當(dāng)介質(zhì)為氣體時，應(yīng)保持氣體的壓力比較穩(wěn)定。在計算時，應(yīng)按Kv值選取閥的口徑。自力式調(diào)節(jié)閥是一種無需外來能源，依靠被調(diào)介質(zhì)自身的壓力、溫度、流量變化進行自動調(diào)節(jié)的節(jié)能儀表。具有測量、執(zhí)行、控制的綜合功能。尤其適合于在無電源無氣源的場合工作。廣泛應(yīng)用于城市供熱、供暖系統(tǒng)及石油、化工、冶金、電力、輕工等工業(yè)部門的自控系統(tǒng)。



目前，由于各種因素的影響(包括工藝條件不準(zhǔn)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(yù)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。蒸汽減壓閥是是一種自力式閥門，其選型要求基本與自動調(diào)節(jié)閥的選型相近。蒸汽減壓閥的選型需要考慮蒸汽的通過性（體積流量）、調(diào)節(jié)特性、最大流速（噪音和振動）、調(diào)節(jié)比、最小開度等因素。