关于减温水调节阀的流量特性

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调节阀的4种流量特性

调节阀的4种流量特性

调节阀的4种流量特性
1正逆行阀特性
正逆行阀特性是调节阀中最常见的流量特性,即调节阀的阀板由可调座在正、反两个方位转换。

随着阀板的移动,流量的增减空间是不断在正反之间变化的,最终达到设定的流量值。

正逆行阀的优势是,抗压力能力高,密封性好,动作健壮,结构简单,噪音小,前后行程最大化,但精度低,斜度梯形典型,处理流量噪音变化较大。

2双调节特性
双调节特性是指调节阀内部有两个独立行程空间,根据需要可以任意调节,从而让阀板呈现一个平滑的斜列面,流量曲线是多项式拟合的。

双调节特性的优势是控制的动作精度高,具有优异的空载性能和可控制性,流量响应迅速精准,过程变化具有很好的稳定性,但处理能力不足。

3耦合形态特性
耦合形态特性是指流量及阀板间运动耦合关系,结合正反行程和双调节空间特性,使流量曲线看起来像是拉扯。

耦合形态特性的优势是控制变比更大、流量控制可控性和稳定性更好以及噪音控制更出色,但回归特性较差。

4多阶梯形特性
多阶梯形特性是最复杂的阀板的移动特性,它是不同的阶梯组合在一起,通过多段流量曲线改善流量响应。

多阶梯形特性的优势是具有良好的抗压能力、可适应高温高压的环境,可实现优化的流量控制,控制响应快,精准,但设计和生产难度大,价格略高。

以上就是调节阀的4种流量特性,不同特性有着不同的优势和缺点,可以根据实际需要选择不同的流量特性来满足用户的需要。

调节阀流量特性控制分析

调节阀流量特性控制分析

调节阀流量特性控制分析发布:kqvalves14Oct1 调节阀的流量特性众所周知,调节阀是自动控制中直接与流体相接触的执行器。

对热工对象来说,其控制流体(往往是水)的流量和压力,关系着生产过程、空气调节等自动化的技术目标的实现。

正确选取调节阀的结构形式、流量特性和产品规格,对于自控系统的稳定性、经济合理性有十分重要的作用。

常用的调节阀有座式和蝶阀两类。

随着生产技术的发展,调节阀的结构型式越来越多,调节阀结构型式的选择主要是根据工艺参数(温度、压力、流量)、介质性质(粘度、腐蚀性、毒性、杂质状况)以及调节系统的要求(可调节比、噪音、泄漏量)综合考虑来确定。

一般情况下,应首选普通单、双座阀和套筒阀。

因为此类调节阀结构简单,阀芯形状易于加工,比较经济;或根据具体的特殊要求选择相应结构形式的调节阀。

结构型式确定以后,调节阀的具体规格关系到阀的流量特性是否与系统特性相匹配,关系到系统是否稳定性高、经济性好。

调节阀的流量特性,是指流体流过调节阀的相对流量与调节阀的相对开度之间的关系。

易推知,相对流量与相对开度成正相关,即阀门通道越小,相对开度越小,相对流量越小;阀门通道越大,相对开度越大,相对流量越大。

阀门通道为零时,这时流量为零,即阀门关闭。

由流体力学可知,通过阀门的流量与阀门前后的压差成正相关的关系,即:式中:Q指通过阀门的流量;ΔP是指阀门前后形成的压差;K是指系数。

压差往往是由阀门开度(阀芯的位移L)所形成的流体通道决定,开度越小,相对开度越小,阀门前后压差越大;开度越大,相对开度越大,阀门前后的压差越小。

可以说,通过调节阀的流量大小不仅与阀的开度有关,而且和阀前后的压差有关。

工作中的调节阀,当阀的开度改变时,不仅流量发生了变化,阀前后压差也发生了变化。

为了便于讨论,先假定阀前后压差一定,即先讨论理想流量特性,然后再考虑调节阀在管路中的实际情况,即讨论工作流量特性。

2 理想流量特性理想流量特性是在阀前后压差固定的情况下得到的流量特性,它决定于阀芯的形状,因此也称之为结构特性。

调节阀流量特性介绍

调节阀流量特性介绍

调节阀流量特性介绍1. 流量特性调节阀的流量特性是指被调介质流过调节阀的相对流量与调节阀的相对开度之间的关系。

其数学表达式为式中:Qmax-- 调节阀全开时流量L---- 调节阀某一开度的行程Lmax-- 调节阀全开时行程调节阀的流量特性包括理想流量特性和工作流量特性。

理想流量特性是指在调节阀进出口压差固定不变情况下的流量特性,有直线、等百分比、抛物线及快开4种特性(表1)流量特性性质特点直线调节阀的相对流量与相对开度呈直线关系,即单位相对行程变化引起的相对流量变化是一个常数①小开度时,流量变化大,而大开度时流量变化小②小负荷时,调节性能过于灵敏而产生振荡,大负荷时调节迟缓而不及时③适应能力较差等百分比单位相对行程的变化引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比①单位行程变化引起流量变化的百分率是相等的②在全行程范围内工作都较平稳,尤其在大开度时,放大倍数也大。

工作更为灵敏有效③ 应用广泛,适应性强抛物线特性介于直线特性和等百分比特性之间,使用上常以等百分比特性代之①特性介于直线特性与等百分比特性之间②调节性能较理想但阀瓣加工较困难快开在阀行程较小时,流量就有比较大的增加,很快达最大①在小开度时流量已很大,随着行程的增大,流量很快达到最大②一般用于双位调节和程序控制在实际系统中,阀门两侧的压力降并不是恒定的,使其发生变化的原因主要有两个方面。

一方面,由于泵的特性,当系统流量减小时由泵产生的系统压力增加。

另一方面,当流量减小时,盘管上的阻力也减小,导致较大的泵压加于阀门。

因此调节阀进出口的压差通常是变化的,在这种情况下,调节阀相对流量与相对开度之间的关系。

称为工作流量特性[1]。

具体可分为串联管道时的工作流量特性和并联管道时的工作流量特性。

(1)串联管道时的工作流量特性调节阀与管道串联时,因调节阀开度的变化会引起流量的变化,由流体力学理论可知,管道的阻力损失与流量成平方关系。

调节阀一旦动作,流量则改变,系统阻力也相应改变,因此调节阀压降也相应变化。

调节阀的选择及流量特性分析

调节阀的选择及流量特性分析

调节阀的选择及流量特性分析作者:刘宇来源:《科学与技术》2018年第13期摘要:调节阀是自动控制系统中常用的执行器,用来完成被控对象流量的调节。

正确地选择调节阀,是调节系统控制品质的保证。

就调节阀的组成分类、流量特性进行了详细描述,并给出调节阀的选择方法和应注意的问题。

关键词:调节阀;流量特性选择调节阀是自动控制系统中常用的执行器,是自动控制的终端主控元件,直接控制被测介质的输送量。

调节阀由执行机构和调节机构组成,接受调节器或计算机的控制信号,用来改变被控介质的流量,使被调参数维持在所要求的范围内,从而达到过程控制的自动化。

在自动控制领域中,控制过程是否平稳直接取决于调节阀能否准确动作,使过程控制体现为物料能量和流量精确变化。

所以,要根据不同的需要选择不同的调节阀。

选择恰当的调节阀是管路设计的主要问题,也是保证调节系统安全和平稳运行的关键。

1选择调节阀性能1.1 工作原理根据流体力学可知,调节阀是一個局部阻力可以变化的节流元件。

对不可压缩流体,调节阀的流量可表示为Q= (1)式中Q-调节阀某一开度的流量,mm3/sP1-调节阀进口压力,MPaP2-调节阀出口压力,MPaA-节流截面积,mm2ξ-调节阀阻力系数ρ-流体密度,kg/mm3由式(1)可知,当A一定,ΔP=P1-P2也阻力系数ξ愈大,流量愈小。

而阻力系数ξ则与阀的结构和开度有关。

所以调节器输出信号控制阀门的开或关,可改变阀的阻力系数,从而改变被调介质的流量。

1.2 流量特性调节阀的流量特性是指被调介质流过调节阀的相对流量与调节阀的相对开度之间的关系。

其数学表达式为 = (2)式中 Qmax———调节阀全开时流量,mm3/sL———调节阀某一开度的行程,mmLmax———调节阀全开时行程,mm调节阀的流量特性包括理想流量特性和工作流量特性。

理想流量特性是指在调节阀进出口压差固定不变情况下的流量特性,有直线、等百分比、抛物线及快开4种特性。

调节阀的系统参数及其流量特性探析

调节阀的系统参数及其流量特性探析

调节阀的系统参数及其流量特性探析【摘要】调节阀又称“控制阀”,是工艺管路中最终的控制元件,是过程控制系统中用动力操作去改变流体流量的装置,主要用于调节工业自动化过程控制领域中的介质流量、压力、温度、液位等工艺参数。

【关键词】调节阀;系统参数;流量特性;流动阻力;水头损失;自动控制0 引言调节阀与工业生产过程控制的发展同步进行,为提高控制系统的控制品质,对组成控制系统各组成环节提出了更高要求。

例如,对检测元件和变送器要求有更高的检测和变送精确度,要有更快的响应和更高的数据稳定性;对调节阀等执行器要求有更小的死区和摩擦,有更好的复现性和更短的响应时间,并能够提供补偿对象非线性的流量特性等。

同时,由于工业生产过程的大型化和精细化,对调节阀等也提出了更高要求。

1 调节阀的系统参数1.1 调节阀的流量系数流量系数表示流体流经阀门产生单位压力损失时流体的流量,是衡量阀门流通能力的指标。

由于单位的不同,流量系数有不同的代号和量值。

采用国际单位制时,流量系数用Kv表示。

流量系数Kv的定义为:调节阀两端压差为0.1MPa时,温度为278K-313K(5℃-40℃)的水每小时流经调节阀的立方米数,以m3/h表示。

流量系数随阀门尺寸、形式及结构而变化,该系数值越大说明流体流过阀门时的压力损失越小。

调节阀的流量系数Kv值,是调节阀的重要参数,它反映调节阀通过流体的能力,也就是调节阀的容量。

根据调节阀流量系数Kv的计算,就可以确定选择调节阀的口径。

1.2 阻力系数流体通过弯管和截面突变的地方时,会有扰动、搅拌,形成气穴、漩涡和尾流,或使流体质点相互撞击,产生较大的能量损耗。

可以认为,调节阀体腔内的每个元件都可以看作为一个产生阻力的元件系统(流体转弯、扩大、缩小、再转弯等),调节阀内的阻力损失等于调节阀各个元件阻力损失的总和。

调节阀的阻力系数就是表征调节阀对流体产生的阻力损失大小的量,该系数取决于阀门产品的尺寸、结构以及内腔形状等。

调节阀的三个流量特性

调节阀的三个流量特性

调节阀的流量特性
调节阀的流量特性,是在阀两端压差保持恒定的条件下,介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系。

理想流量特性有:
1、等百分比特性
等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系,在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比,流量变化的百分比是相等的。

所以它的优点是流量小时,流量变化小,流量大时,则流量变化大,也就是在不同开度上,具有相同的调节精度。

2、线性特性线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。

单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。

流量大时,流量相对值变化小,流量小时,则流量相对值变化大。

3、抛物线特性
流量按行程的二方成比例变化,大体具有线性和等百分比特性的中间特性。

三种理想流量特性各有优缺点,不多说了。

阀门的流量特性,一般在特定开度比如30Q70%,会更加接近理想流量特性。

所以在调节阀计算时,要多和厂家沟通,必要时相应的做变径。

减温水调节阀流量特性预补偿

减温水调节阀流量特性预补偿



历 就
减温水调节阀流量特性预补偿
中核 苏阀 科技 实业 股份 有 限公 司 ( 江 苏苏 州 2 1 5 1 2 9 ) 陈 刚 丁纪文 吴 辉
【 摘
要】介绍了高压差、低 值工况下流量特性
曲 线 的预 补 偿 及 实现 方 法 。
【 关键词】 阀门 流量特性

预补偿
预防的 。同时在采取有效的处理手段下 ,磨瓦事故所造
成的危害也是可以减轻的。在安装和调试阶段 ,如果能
有效地进行控制 ,处理好各个可能导致磨瓦的细节 ,将 能大大地降低磨瓦事故发生的概率 ,实现常规岛调试汽 轮机首次冲转一次成功的 目标 ,保证整个核电厂按时并
网发 电。GM
( 收稿 日 期 :2 0 1 3 / 0 5 / 0 9 )
理想特性为直线和等百分比 ( 对数)流量特性的调节
阀 ,工作特性 如 图5 所示 。Ns <1 时 ,相对理 想流量特 性而 言 ,工作特性 发生了畸变 ,成为一组向上拱起的 曲
一 一蛹蜷茁
i I





图4 典型串联 系统
日 对 行 程

图2 理想流 量特性
般情况要求工作在小开度、低流量以保证机组运行经济 胁 旃 性 ,此时 系统 压差 基本 上是 作用 在减 温水调 节 阀上 ,
G 就会 使 阀门 的流量 增加 ,超 出预 期 ;当 系统处 于 紧急 M 情况 ,阀 门要处于 大开 度、多喷水以保证安全性 时 ,压
差主要作用于喷嘴及管 线其 他部分 ,减温水调节 阀上 作 用的压差要低很 多 , 会大幅 削弱调节阀的调节功能 。一

调节阀流量特性分析及应用选择

调节阀流量特性分析及应用选择

调节阀流量特性分析及应用选择作者:杨世忠邢丽娟1 概述在自动控制系统中,调节阀是其常用的执行器。

控制过程是否平稳取决于调节阀能否准确动作,使过程控制体现为物料能量和流量的精确变化。

所以,要根据不同的需要选择不同的调节阀。

选择恰当的调节阀是管路设计的主要问题,也是保证调节系统安全和平稳运行的关键。

2 调节阀的组成调节阀由执行机构和调节机构组成,接受调节器或计算机的控制信号,用来改变被控介质的流量,使被调参数维持在所要求的范围内,从而达到过程控制的自动化。

2.1 执行机构执行机构按照驱动形式分为气动、电动和液动3种。

气动执行机构具有结构简单,动作可靠,性能稳定,价格低,维护方便,防火防爆等优点,在许多控制系统中获得了广泛地应用。

电动执行机构虽然不利于防火防爆,但其驱动电源方便可取,且信号传输速度快,便于远距离传输,体积小,动作可靠,维修方便,价格便宜。

液动执行器的推力最大,调节精度高,动作速度快,运行平稳,但由于设备体积大,工艺复杂,所以目前使用不多。

执行机构不论是何种类型,其输出力都是用于克服负荷的有效力(主要是指不平衡力和不平衡力矩、摩擦力、密封力及重力等有关力的作用)。

因此,为了使调节阀正常工作,配用的执行机构要能产生足够的输出力来克服各种阻力,保证高度密封和阀门的开启。

对执行机构输出力确定后。

应根据工艺使用环境要求,选择相应的执行机构。

例如,对于现场有防爆要求时,应选用气动执行机构,且接线盒为防爆型。

如果没有防爆要求,则气动或电动执行机构都可选用,但从节能方面考虑,应尽量选用电动执行机构。

对于要求调节精度高,动作速度快和运行平稳的工况,应选用液动执行机构。

综合各类执行器的特点,自动控制系统普遍采用电动执行机构。

如结构简单、体积小的Z AZ直行程类及ZAJ角行程类,3610L(R)型电子式及SKD型多转电动执行机构等。

各类执行机构尽管在结构上不完全相同,但基本结构都包括放大器、可逆电机、减速装置、推力机构、机械限位组件、弹性联轴器和位置反馈等部件(图1)。

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循环对流原理图
循环对流式调节阀是在多孔抗汽蚀套筒阀、多级阀芯节流调节 阀、迷宫叠片式调节阀的基础上发展起来的,是高压差抗汽蚀调节阀 的新一代产品。循环对流式调节阀的关键零件--循环对流式盘片,采 用特殊的结构和工艺。该盘片和当前流行的迷宫式盘片相比,形状相 近而功能和原理却有很大区别。 迷宫式盘片是在圆片上加工数道各自 独立的沟槽,沟槽路径是曲折多弯的。通过十几次甚至几十次改变流 体方向,达到增加阻力和逐步降压,可以防止在降压过程中产生空化 和汽蚀。循环对流式盘片有异曲同工之妙,却有胜人一筹之处。循环
K=
K1K量系数, 它既不是阀门的流量系数也不是 喷嘴的流量系数,而是两者的函数。假定 K1=8 K2=4 代入公式得到 K=3.58.这意味着当调节阀和喷嘴串联在管路中之后,系统的流量系 数(K=3.58)比原来的调节阀的流量系数(K1=8)小了很多,实际流 量根本达不到减温水调节阀的设计流量。 再看小流量时候的情况,当我们要求最小流量为 0.2t/h,在喷嘴
减温水调节阀 概述 长期以来,火电厂机组运行中,减温水的控制调节一直是大难题。 由于在该系统中调节阀的进出口压差大, 对普通结构的调节阀会产生 严重的汽蚀现象。汽蚀对阀芯阀座的破坏力很大,一旦发生,多则两 三个月,少则一两个星期,阀座密封面即遭受严重损坏。使泄漏量达 到额定流量的 30%以上, 调节阀即丧失关闭功能, 影响机组正常运行。 其次,系统中调节阀处在变压差工况下工作,阀门固有流量特性发生 严重畸变。有时阀门开度在 40%时,流量即达到最大,不能进行全程 控制。 目前,国内大多数机组上使用进口的减温水调节阀,这些阀门的更换 和维修十分困难。更新时定货周期长,维修和更换零件也十分困难。 尤其是使用中发生故障,问题就更大。国外供货商不可能及时帮助解 决。严重影响电厂的正常运行。
对流式盘片在圆盘上也加工有数道至十数道沟槽。 其沟槽由圆心的环 行槽和径向槽互相贯通。相邻的流道间可以沟通。流体由外环经由径 向槽流入内环。在流动过程中,一部分流体一分为二,背向流去。另 一部分流体合二为一,相向汇合。高速流动的分子产生撞击、摩擦和 旋涡,大量消耗能量。使压力能更有效降低。其压降效果比一般进口 迷宫式盘片更好,防汽蚀效果更佳。使用寿命也更长。
每个盘上的沟槽数量和尺寸是变化的, 根据不同的系统中压差的 不同而设计出具有不同流阻的盘片。 使得该阀在不同开度时都能有合 乎使用要求的流量。也就是说,他能够较好的补偿实际工况下流量特 性的畸变。使得系统的流量自动化调节更为灵敏和有效。 循环对流式调节阀,是流体力学在工业自动化控制中的绝佳应 用,使高压差调节阀的研究应用迈上了一个新台阶。是我们为电力工 业和其它行业安全可靠高效运行提供的一份有力的支持。
Q 0.2 上的压降为△P2= = =0.00025MPa,几乎等于 0,可以忽略 K2 4
2 2
不计。这时在调节阀上的压降,几乎就是总压降△P1≈△P=10MPa-4 MPa=6 MPa
Q 代入关系式△P1= K1
2
K1=
Q 0.2 = =0.026 ∆P1 60
Q Q △P1+△P2;从流量和 Kv 的关系可以知道△P= ;△P1= ; K K1 Q △P2= K2
2 2 2
综合上面两个公式,即得出
Q2 Q 2 Q2 = + K 2 K12 K2 2
同时除以 Q2 得到
1 1 1 = 2+ 2 2 K K1 K2
阀普遍存在的空化汽蚀和流量特性畸变的两大难关, 是该领域中更新 换代和以国代进的理想产品。
优势与特性 循环对流式调节阀,由于采用了多级降压和流体对冲运动原理, 有效地克服了汽蚀现象, 延长了阀门的寿命。 平均使用寿命可达 6 年。 另外,该阀采用独特的流阻设计,对阀门固有流量特性进行科学的修 正,补偿了系统的压差变化对流量特性的不利影响,使实际工作流量 特性趋于合理,能够顺利的实现全程流量控制。由于上述两大特色, 该阀门已跃居行业领先地位,深得用户好评。
循环对流式减温水调节阀是我公司科技人员经过多年的刻苦钻 研,科学计算,精心设计,反复试验,开发成功的最新科技产品。特 别适用于火电厂各类发电机组过热器减温水控制、再热器减温水控 制,以及作为主给水泵的最小流量循环阀。经过多个机组投入使用, 效果十分理想。 由于该阀具有全新的降压节流原理, 独创的内部结构, 使其具有一流的调节性能和很长的使用寿命, 一举攻克了高压差调节
这么小的流量系数,相当于 DN 为 2.5mm 的调节阀的流量系数,这 对于一个减温水调节阀(通常 DN20~DN50)是非常难以达到的。 目前在调节阀的结构上已经做了很多改进,但最小流量仅接近 0.5t/h 左右,而且微调的性能也不大灵敏。 关于流量特性,分为理想流量特性和实际流量特性,在制造厂实 验室测出的叫理想流量特性,在现场实际测量的叫实际流量特性。两 者有较大出入。由于大部分用户并不提供喷嘴的数据,所以设计时也 缺乏足够的依据。如果能够得到喷嘴的 Kv 值数据,再进行系统的设 计计算。调节阀的流量特性就可以做的更好些。 我们正在努力探索,希望不久以后我们会有更好的产品。
苏州德兰能源科技有限公司 吴文远 18962115893 Dwy2355@;qq604625126 2011.03.22 苏州德兰(简介) 苏州德兰能源科技有限公司,是专业从事高科技控制阀开发和 制造的公司,总投资 2 亿元; 我们致力于超临界、超超临界电站,石油石化高端调节阀的国 产化研发; 目前我公司调节阀产品已经可以替代一些进口产品,如 fisher、copes、cci 等世界知名品牌; 国内主要客户有: 华润电力、国电等电力公司(气动调节阀、电动调节阀、气动 疏水阀) 上海电气上海动力设备有限公司; (气动、电动调节阀) 上海电气上海电机厂(油减压阀、水减压阀、真空调压阀) 沈阳工业泵厂(最小流量阀) 2010 年 5 月公司成立了技术研发中心,目前已经形成 30 余人 的研发团队; 2012 年 7 月与华东理工大学成立调节阀联合实验室,并配置了 相应的研发软件、大型流体试验装置。
关于减温水调节阀的流量特性
减温水的流量特性大多不能令用户满意,这是一个世界性的难 题,多少年来,中国的、外国的阀门专家都在研究这个问题,但是并 没有找到完美的解决办法。 如果您购买一台世界名牌的减温水调节阀 与德兰的产品装在同样的情况下进行比较,就会明白,这个问题全世 界目前都没有令人满意的办法。 为什么不把调节阀的流量特性改的好一点呢?因为问题不是我们 想的那么简单,无论您用等百分比还是线性的,都是不行的。减温水 调节阀的流量特性是一条特殊的流量特性曲线,这叫流量特性的畸 变,是一个比较专业的问题。 表面看起来只是改变调节阀的开度,就可以改变流量,实际并不 完全如此。因为喷嘴的阻力特性会对流量有很大影响。在系统中,调 节阀和喷嘴是串联使用。 假定减温水的压力(阀前压力)为 10MPa,蒸汽的压力为 10MPa (即喷嘴后的压力) 。喷嘴的流量系数为 K2,我们选择的减温水调节 阀的流量系数为 K1,要求流量从 0.2t/h 变化到 10t/h,当系统运行 时,总压降△P 应当等于阀门的压降,△P1+喷嘴的压降△P2 即△P=
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