调节阀在热力管网中的应用
电动调节阀如何应用于热力站

电动调节阀在热力站中的应用1.热力站的运行现状及控制手段目前国内供热系统包括一次水系统和二次水系统,都普遍采用大流量小温差的运行方式,实际供水温度比设计供水温度低10~20℃,循环水量增加20%~50%。
此种运行状态使循环水泵电耗急剧增加(50%以上)、管网输送能力严重下降、热力站内换热设备数量增加。
其原因除受热源的限制不能提高供水温度外,主要是因为管网缺乏必要的控制设备,系统存在水力失调的问题,为保证不利用户供热而采取的措施。
因此,应该在供热系统增加控制手段解决水力失调工况后,将供水温度提高到设计温度或接近设计温度,以提高供热系统的输送效率、节约能源,并为用户扩展打下良好基础。
供热系统的一次系统因通过每个热力站的水量得不到有效控制而造成的水力失调和能源浪费现象很严重。
因此应在热力站入口装设流量控制设备以解决一次水系统的水力失调问题。
对于定流量质调节运行方式应装设自力式流量限制器,对于变流量调节的系统应装压差控制器或电动调节阀。
为了提高热力站的自动化控制水平,越来越多地在热力站一次管网上采用电动调节阀进行供热系统的流量调节。
2.电动调节阀的合理选用目前热力站大多采用电动两通调节阀,该阀门具有对数特性。
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。
根据经验,阀门的理想压降应等于系统压降,也就是当阀门的阀权度β为0.5时,阀门的工作状态比较理想,调节性能较稳定,调节较精确。
在供热系统中,绝大多数调节阀工作在变工况状态,即使在设计工况下,也很难工作在β=1的条件下,选用阀权度接近0.5的阀门,会具有在较为理想的工作条件下的理想工作特性。
流通能力Cv是选择调节阀的主要参数之一,其定义为:当调节阀全开,阀两端压差为0.1MPa,流体密度为1g/cm3时,每h流经调节阀的流量,也称流量系数。
实践中主要通过阀体的截面流量来确定和选择,再通过阀权度进行校核计算。
调节阀在供暖的优点

调节阀在供暖中的作用(平衡调节阀)Play贝勒北方地区每到秋季就要进行供暖前的调试工作,尽管每年都各地供热公司都采取很多措施但供暖工作应不理想。
各种原因很多,调试效果不良好,在供暖期出现室内供暖不均衡现象。
由于各分户支路管道未安装调节阀或用其他阀门替代,就是造成供暖不均衡主要原因之一。
下面把平衡调节阀在供暖中起到的作用及工作特点介绍给大家。
以共同行业人士参考。
在供热中,禁止用闸阀(截止阀、球阀、旋塞阀)替代调节阀门(平衡调节阀)。
闸阀(截止阀、球阀)等起不到节能和平衡调节的功能。
因为闸阀和截止阀及球阀与平衡调节阀特性不同,所以在供暖中不能替代平衡调节阀、温度控制阀所起的作用。
试验中闸阀开启达到10%的时候,其流量可达到90%。
开度从0~10%即实现了流量的全程变化,这样的阀门是不能作为调节阀门来使用的。
类似的阀门还有普通截止阀、球阀、旋塞阀。
在某个供热站内进行各支线流量调配时发现,在关小某个闸阀时其流量直到阀门快关闭时才发生变化。
在很多北方供热地区,所有分户控制阀门几乎全是闸阀,调试时非常麻烦,最终开度都只能开到5%左右。
在这种小开度情况下,阀口的流速过高,在阀后会形成旺盛紊流的蜗旋区,对阀门是非常有害的,会破坏阀门的严密性,缩短阀门的寿命。
闸阀(截止阀、球阀、旋塞阀)是不具备调节功能的,建议在需要调节的情况下,设计选用的平衡阀,或性能曲线缓和的调节阀门,在工程施工中必须严格执行,便于区域供暖的有效调节及良好运行。
室内供暖使用的调节阀(静态平衡调节阀)能有效调节和控制采暖管道平衡,静态平衡调节阀(也叫数字锁定平衡阀)需要通过专用智能仪表进行一次性调试后锁定,将系统的总水量控制在合理范围内,但是每次改动都需要通过仪表对阀门进行再锁定。
静态平衡阀亦称平衡阀、手动平衡阀、数字锁定平衡阀、双位调节阀等,用于解决管路设计中存在的支路压差平衡问题。
静态平衡阀的工作原理是:通过改变阀芯与阀座的间隙(开度),来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的,其作用对象是系统的阻力,能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配,各支路同时按比例增减,仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求,起到热平衡的作用。
供热系统常用阀门的调节性能及应用

阀 门前 后 的压 差 随阀 门负荷 的变化 而变
晕 ㈤ d l .
化 。工作 流量 特性就 是 指 阀门前 后压 差 随负 荷变 化 的工作 条 件下 的流量特 性 。 实际使 用 中 ,具有 直线 流量 特 性 的阀 门
的工 作流 量特 性趋 于快 开特 性 ,等 百分 比流
于 03 阀门才具 有较好 的调 节特性 。 .,
3 常用 阀门的结 构原 理及流 量特性 31 闸 阀 .
闸阀是供热系统中使用最广泛的一种阀门。
结构原理 : 闸板 、 阀座与介质 流 向垂 直 , 通
过 阀杆带动 闸板 上提 、 降 , 下 实现 阀 门的开关 。
闸阀按 阀杆 的不 同分 明杆 式和 暗杆 式 , 闸板 按
管段 的压差 、流量及 管 段 的 阻力特 性 系 数 有如下 关 系Ⅱ: ]
阀 门的理 想 流量 特 性是 指 阀 门前后 压 差 固定 不 变 的理想 条件 下 的流 量 特性 。典型 的 理想 流量 特性 有 直线 流 量特 性 、快 开 流量 特 性 、 百分 比流量 特性 以及抛 物 线 流量 特性 , 等
量特 性 和抛物 线流 量特 性 的 阀门工 作流 量特
性趋 于直线 流量 特性 。
表示 阀 门全开 时 阀 门压 降 占该 管段 全部 压 降的 比值 称 为阀权度 。 阀权度 值越 大 , 阀门 的工 作流量 特性 越接近 理想 流量特 性 。 在供 热系 统 中用 于变 流量 调节 应 首选 等 百分 比流量特 性 的 阀门 ,而且 阀全 度 值应 大
【 关键词 】 水力平衡
结构原理 流量特性 阀门选型
供热 系统 常用 阀 门主要 有 闸阀 、 截止 阀 、 球阀、 阀、 节阀、 衡阀、 蝶 调 平 自力 式 流量 控 制
供热系统中电动调节阀门的应用研究 孙静1

供热系统中电动调节阀门的应用研究孙静1摘要:纵观目前的供热行业,电动调节阀被广泛应用在热力站的一次侧调节供热流量。
电动调节阀的正常使用,对整个供热系统的统筹管理有着非常重要的作用,在实际使用情况中,调节阀的设计选型和出现故障后的维护显得非常重要。
随着自控技术智能化程度不断提高,电动调节阀的使用还有很大的应用提升空间,在节能方面还有很大的潜力。
鉴于此,本文主要分析供热系统中电动调节阀门的应用。
关键词:供热系统;电动调节阀门;应用1、电动调节阀的工作原理电动调节阀的主体由阀门部件、电动执行器和电动执行器与阀门部件之间的连接件组成。
新型电动调节阀驱动系统采用步进电机作为其驱动电机,具有较好的启停和反转响应特性。
传动机构采用同步齿形带与带轮啮合传动,不仅能保持准确的传动比而且能够吸收震动、降低噪声。
电动调节阀执行器内含伺服功能,电机电源 220VAC 或者 380VAC,接受来自上位机的 4-20m A 或1-5VDC 的标准信号,阀内控制器把电流信号转换为步进电机的角行程信号,电机转动,由齿轮,杠杆,或者齿轮加杠杆,带动阀杆运作,实现直行程或角行程运动,自动地控制调节阀开度,达到对管道内流体的压力、流量等工艺参数的连续调节。
同时还提供反馈信号,电机运行,通过齿轮运转,由三接头的滑动变阻器输出阀门的定位信号。
2、供热系统中电动调节阀的设计选型电动调节阀的设计选型很重要,直接影响系统调节效果的好坏。
但在实际运行中,电动调节阀常出现运行效果不理想,甚至无法进行正常调节,调节阀损坏过快。
其原因是多方面的,其中一个重要的原因就是电动调节阀的设计选型不当,电动阀的选型是一个复杂的计算过程,并且需要反推,验算选型是否合理。
图1 电动阀结构图(1)首先根据热力站供热负荷以及一次侧的供回水温度计算电动调节阀的流量:其中,G 为设计流量,m3/ h;Tg为供水温度,℃;Th为回水温度,℃;Q 为供热负荷。(2)再根据流量和阀前后压差确定 KV值:式中:KV———阀门的 KV值,m3/ h;ρ———介质密度,kg / m3;ΔP———阀前后压差,bar,阀前后压差是由设计院根据水压图和热力站阻力损失得来,根据供热系统的实际情况确定。当阀门全开时获得最大的流通能力,此时的 KV值最大,称为KVS。KVS值是最大流通能力(定值),由厂家提供阀门的设备参数中选取,查看选型样本中的允许压差、允许温度并最后根据 KVS值进行调节阀的选型,根据 KVS选择调节阀的口径。确定调节阀型号后,根据调节阀在满足最大关闭压差的情况下,反推验证所选型号是否能满足工况,来最终确定电动阀的选型。
论调节阀在供热系统中的应用

我 国集 中供热 管 网 系 统 中普 遍 存 在 稳态 失 调 和 动态失 调 的问题 。水 力 失 调 问题 难 以克 服 的原 因主 要 是 缺乏 准确 可靠 、 使用 简 单 的调控设 备 。
表1
为了减少稳态失调和动态失调对供热管网的影 响, 在供热管网系统的设计 中, 调节 阀的选择是一个 十分重 要 的环 节 。调 节 阀 分 为恒 压 差 调 节 阀 和恒 流 量调节阀, 其中恒压差调节阀是使用户系统保持恒定 的压 差 , 流量 调 节 阀是 使 用 户 系统 保 持 恒 定 的流 恒
抗 1S / 总=1 S +1 S = / ,贝 总=S 2 / l /2 2S 0 S / 。由 A = P
恒 压差 调节 阀 的选型 根据 流量 系数计 算公 式 :
K v=1 G A ( m / ; P:P ) 0 / P G: h A k a
S2× 1S 当热用户 1 / 6= 8; 环路被关断 时, 环路 阻抗 例如 : 某环 路流 量 G=3— h P=1 2 S S 由于恒压 差调 节 阀使 环路 压差 A 9m / ,A 0— 0 总= , P不 变 , 时 此 k a根据 最小 流 量 和 可 能 的最 大 工 作压 差计 算 所需 P, 热用户 2的流 量为 1 S =S× , G = . 4m / , 8 则 2 4 2 h 的最小 K 值 , K = 0× /0 = ; v 即 v 1 32 7 根据最大流量 此 时环路 总流量 从 6m / h减少 到 42 h 但 热用 .4m / , 和 可能 的最 小工 作压 差计 算所 需 的最大 K 值 , K v 即 v 户 2的流量从 3m / 加 到 4 2 h 即 被调节 对 h增 .4m / , 1 9 1 = 9; 0× / 0 2 因此 流量 系数 最 大 范 围为 K v=7 象总流量将减少 , 未关断环路的流量将增加。为了使 2, 9 利用 K 值 , v 根据设备参数表( 1 选择管径大 表 ) 热用户 2的流量 为 3m / h不 变 , 时热 用 户 2可 以 此 于D5 N 0的 阀门均 可满 足要 求 , 若计 算 系统 的管 径 为 将 自己环路上的阀门关小 , 使阀门的 考 值增大 , 而 从 D 8 , 宜 以系统 不 变 径选 择 阀门 , N 0则 即选择 D 8 N 0的 环路 阻抗 S 增 加 , 环路 压 差 A 在 P不 变 的 条件 下 , 2 G 恒 压差 调 节 阀 。 流量将 减小 。1S =S × 3 , S 2 , 8 则 = S 即关 小 热 用
电动调节阀在供暖系统中的应用分析

电动调节阀在供暖系统中的应用分析摘要:通过对电动调节阀流量特性、分类以及选型阐述,本文对电动调节阀在供暖系统中的应用进行了分析。
关键字:电动调节阀流量特性选型关键词:0前言近几年,随着我国城市化进程的发展,城市的集中供暖系统也得到了迅速的发展。
随着自动化控制的应用越来越广泛,供暖系统也越来越趋于自动化控制。
电动调节阀在供暖系统自动控制中则起着十分重要的作用。
电动调节阀是调节阀中重要的一种,是自动化过程控制中的重要执行元件,它通常由电动执行机构和阀门两部分组成。
在控制系统中电动调节阀通过接收信号来控制阀门,通过改变阀芯与阀座之间的横截面积大小来实现管道内介质的流量、压力和温度等参数的控制,从而实现自动化调节的功能。
随着自动化控制程度的提高,电动调节阀在供暖系统中的应用也越来越广泛。
与传统的传统调节阀相比,电动调节阀具有明显的优势。
首先电动调节阀只在工作时消耗电能,故其具有节能降耗。
其次安装快捷方便,并且调节更加的精准。
1电动调节阀1.1电动调节阀的流量特性电动调节阀的流量特性是其表征阀门的开度与流体流经电动调节阀的相对流量之间的关系。
电动调节阀的流量特性是其选型过程中重要参数和指标。
根据它的它的流量特性可将其分为四类:等百分比特性,抛物线特性,线性特性以及快速开启曲线特性,可以将这些特性可以绘制成曲线图,如图1所示。
图 1 调节阀的理想特性曲线图中水平轴表示其开度的百分比行程,垂直轴表示其流量的百分比或者Cv 值表示。
其中1表示直线流量特性,2表示抛物线流量特性,3表示等百分比流量特性,4表示快开流量特性。
从图中可以看出,电动调节阀的流量特性是由曲线的类型命名的。
直线流量特性是一种控制阀的相对开度与相对流量成直线关系,也就是阀门中单位内通过阀门流量变化与阀芯的单位行程变化是成正比的。
抛物线流量特性是指阀门相对流量变化与阀芯单位行程变化的平方根呈正比例关系。
等百分比流量特性表示的是其流率在行程开始处是最小的,但在行程的末端处则其流量增量在前三种流量特性中是最大的。
自力式流量控制阀在热网系统中的应用

自力式流量控制阀在热网系统中的应用
在热水采暖系统中,由于设计、运行和管理等因素的影响,经常出现循环流量、系统差压、系统阻力及系统平衡等问题,而系统不平衡,即系统水力失调是供热效果差的首要问题。
调节水力失调的有效手段是在热用户入口处安装调节设备,一般有“自力式流量控制阀”、“自力式压差控制阀”。
在热网的每个用户单体的热入口的回水管上安装一台“自力式流量控制阀”,当然视现场情况也可以安装在供水管线上,如因为供水压力过高、暖气片承压不够或回水管线位置紧张等。
其作用是,使每个供热单体按照其供暖面积所需要的热量供给热水量。
为解决这一问题,我们选用了河北同力生产的自力式流量控制阀作为供热系统的流量调节控制设备。
自力式流量控制阀是根据流量恒定原理,利用压差为动力,通过膜片和自动装置的联动自调作用,来达到控制和稳定流量的目的。
从而根除了系统水力失调,使供热趋于合理,基本实现了“热尽其用,按需分配”。
由于减少了近端热源户的流量和阻力,使远端用户有了压差,循环大为改善,降低了电耗、煤耗。
“自力式流量控制阀”的原理是孔板原理,结构是多孔板的组合。
由手动和自动两部分组成,它依靠管道的自身压差为动力,手动部分设定的流量值,用自动部分随热网管道压力变化自动调整做保证,使手动部分设定的流量值恒定不变。
自力式流量控制阀,相对于手动调节阀、平衡阀,它的优点是具有动态调节功能;相对于电动调节阀,它的优点是不需要外部动力,只靠被控介质本身的压差作动力,因此节约能源,所以在供热、制冷系统中得到了广泛应用。
供热管道系统中阀门的选择与应用

供热管道系统中阀门的选择与应用供热管道系统是指用于向建筑物供应热能的管道系统,其正常运行对于保障建筑物内部的温度和生活质量至关重要。
在供热管道系统中,阀门的选择与应用起到了至关重要的作用,可以对流体的流量、压力和温度进行调节和控制,确保系统的安全、高效运行。
在选择供热管道系统中的阀门时,需要考虑以下几个方面:1. 阀门的材料选择:管道系统中流体的温度和压力较高,因此阀门的材料需要具备较高的耐压和耐温性能。
常见的阀门材料有铸铁、铸钢、不锈钢等。
根据具体的工作环境和流体特性选择合适的阀门材料,确保其能够长期稳定运行。
2. 阀门的类型选择:根据管道系统中的需要,可以选择不同类型的阀门,如截止阀、调节阀、旋塞阀等。
截止阀用于控制或切断流体的流量,调节阀用于调节流体的流量和压力,旋塞阀用于控制流体的流量和调节流量。
根据具体的需求选择合适的阀门类型,以达到系统的控制要求。
3. 阀门的尺寸选择:根据供热管道系统的流量和压力,选择合适的阀门尺寸。
阀门的尺寸要能够满足流体的流量要求,并能够承受系统中的压力。
选择太小的阀门会导致流量受限,影响系统运行效率;选择太大的阀门则会增加系统的成本。
阀门的应用在供热管道系统中起到了重要的作用。
主要有以下几个方面的应用:1. 控制流量:在供热管道系统中,阀门可以用来控制流体的流量。
通过调节阀门的开度,可以使流体的流量增加或减少,从而满足建筑内部的供热需求。
同时,阀门还可以用来切断流体的流量,例如在维修或更换设备时,可以关闭阀门停止供热。
2. 调节温度:阀门还可以用来调节供热管道系统中的温度。
通过调节阀门的开度,可以调整流体的流动速度和热传递率,从而控制流体的温度。
这对于保持建筑物内部的温度稳定,提高供热的均匀性非常重要。
3. 保护设备:阀门可以起到保护管道系统和设备的作用。
例如,在供热管道系统中,如果流体的压力超过设定值,阀门可以自动打开,释放多余的压力。
这样可以防止管道爆裂或设备受损,并提高系统的安全性和可靠性。
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调节阀在热力管网系统中的应用徐国喜设计二室摘要:集中供热不仅能为城市提供稳定、可靠的热源,而且与传统分散供热相比,能节约能源和减少城市污染,具有明显的经济效益和社会效益。
所以集中供热是现代化城市中必不可缺的基础设施,也是城市公用事业的一个重要组成部分。
集中供热管网设计、安装时否合理,调试运行维护是否规范,直接影响着城市品味的提升和广大热用户的利益,随着供热面积的不断增大和输送距离的不断延长,如何保证用户流量和温度是热网工程设计中一个很关键性的问题,除必要的保温外,调节装置的合理选择与安装显得尤为重要。
本文将在分析调节阀特性及选用的基础上,探究其在热力管网上的应用。
关键词:调节阀流量特性压差1 序言随着科技进步,在生产过程自动化中,用来控制流体流量的调节阀已遍及各个行业。
对于热力、化工过程控制系统,作业最终控制过程介质各项质量及安全生产指标的调节阀,它在稳定生产,优化控制,维护及检修成本控制等方面都起着举足轻重的作用。
由于调节阀是通过改节流方式来控制流量的,所以它既是一种有效的调节手段,同时又是一个会产生节流能耗的部件。
以电厂为例,随着装置高负荷的运行,调节阀的腐蚀、冲刷、磨损、振动、内漏等问题不断发生,从而导致调节阀的使用寿命缩短,工作可靠性下降,进而引起工艺系统和装置的生产效率大幅度下降,严重时可以导致全线停车。
这在如今视质量和效益为生命的企业管理中尤为重要和紧迫。
对此,如何选择和安装好调节阀,使调节阀在一个高水平状态下运行将是一个很关键的问题,选择调节阀时,首先要收集完整的工艺流体的物理特性参数与调节阀的工作条件,主要有流体的成份、温度、密度、粘度、正常流量、最大流量、最小流量,最大流量与最小流量下的进出压力、最大切断压差等。
在对调节阀具体选型确定前,还必须充分掌握和确定调节阀体本身的结构、形式、材料等方面的特点。
而技术方面主要考虑流量特性、压降、闪蒸、气蚀、噪音等问题。
2 调节阀的选用要点2.1 调节阀的作用调节阀作为最终执行元件,在控制系统中起着关键作用。
合理的选型和正确的计算,是阀门长期稳定运行的基础。
调节阀的作用是通过流通面积的变化来改变调节阀的管路阻力系数,从而达到调节流量、压力、温度等流体参数的目的。
2.2 调节阀的分类调节阀按行程特点可分为:直行程和角行程。
直行程包括:单座阀、双座阀、套筒阀、笼式阀、角形阀、三通阀、隔膜阀;角行程包括:蝶阀、球阀、偏心旋转阀、全功能超轻型调节阀。
调节阀按驱动方式可分为:手动调节阀、气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀,即以压缩空气为动力源的气动调节阀,以电为动力源的电动调节阀,以液体介质(如油等)压力为动力的液动调节阀;按调节形式可分为:调节型、切断型、调节切断型;按流量特性可分为:线性、对数型(百分比)、抛物线、快开。
2.3 调节阀的固有流量特性调节阀的固有流量特性是指当阀门两端差压恒定时,通过阀门的流量随开度的变化率。
从物理意义上来说,阀门的固有流量特性表明了阀门的有效流通面积是如何随开度的变化而变化的,有快开、线性、等百分比及抛物线等几种(见图2-1),典型应用如下:图2-1 调节阀特性曲线2.3.1快开特性在小开度范围内流量随开度的变化率最大,而随着开度的增大流量的变化率急剧减小。
从图2-1看,在小开度时阀门的流通能力已经相当大,而在接近全开时,流通能力几乎无变化,所以快开阀门主要应用于开关切断场合。
2.3.2线性特性在0~100%开度内,流量随开度的变化率为常数。
也就是说,50%开度下阀门的流通能力是全开时的50%,依次类推。
对于线性阀,正常流量时阀门的相对开度最好为50%~60%.线性特性的阀门主要适用于系统增益为常数的控制回路。
2.3.3等百分比特性在小开度范围内流量随开度变化率增加得很少,但随着阀门开度的增加,其变化率急剧增加。
对于等百分比的特性阀,正常流量时阀门开度最好为70%~80%。
等百分比特性阀主要应用于压力、流量和温度的控制场合。
2.4 蒸汽流量系数计算气体为可压缩流体,其产生阻塞流的机理与液体不同,当操作压差比χ很小时,通过阀门的流量随着阀两端压差的增加而增加,χ逐渐增大到一定数值χT 后,阀后缩脉处达到声速,这时再增加压差流量也不会随着增加,产生了气体阻塞流。
蒸汽流量系数计算公式:C V(2-1) 式中 W ;T SH 蒸汽过热度, ℃;P 1 上游压力,bar (A )。
一旦χT >χ,可认为产生了阻塞流,用χT 替代式中χ来计算蒸汽C V 值。
2.5 调节阀的流速对于液体,一般调节阀入口流速应小于10m/s ,而蝶阀小于7m/s 。
如果发生阻塞流则要求更小,以减少阀门内件磨损。
对于气体,连续工况的调节阀入口流速小于0.3v s ,而间歇工况小于0.5 v s 。
但计算噪声不应大于110dB (A )。
v s (2-2)式中 k 等熵指数;M 分子量;T 操作温度, K 。
2.6 调节阀口径的选择首先调节阀应保证能通过工艺要求的最大流量,并保留一定富裕量。
根据工艺操作的负荷变化,一般至少考虑15%。
其次,根据所选调节阀流量特性,使阀门在正常流量时工作在适当的开度,这时的阀门工作特性较好。
但最终选定阀门只有一台,如果要求阀门在最小/正常/最大流量下都保证适当开度,这是不符合实际的。
要求控制的流量范围较大,分程控制是最好的选择;对于放空调节阀,考虑最大流量能通过即可,不必考虑开度要求。
所以口径选择要了解工艺特性,最好能提出最小/正常/最大流量下的操作参数和操作要求。
值得注意的是,一些压力控制回路,正常流量和最大流量下阀上压降差别很大,有时达2倍以上,这时如果误认为压降不变,所选阀门可能偏小。
从静态角度看,调节阀能通过工艺最大流量即可,阀门口径越大越保险,但过大口径的阀门实际开度偏小,阀门动态特性不好,系统调节品质差。
调节阀通过的流量受制于管路阻力分布。
随着流量增大,管路压力损失也急剧增加,阀门上相应分配的压差减少,所以全开时通过的阀门实际流量与理论值相差很多。
2.7 调节阀的噪声计算调节阀的噪声受多方面因素影响,本节不涉及由于机械振动、反射/谐振、液体流体动力学而产生的噪声,只根据VDMA24422标准对气体空气动力学噪声作出分析。
对于气体,在低压降比时,阀门引起噪声的主要原因是湍流,在高压降比时间,冲击湍流成为主要的噪声源。
而一旦形成阻塞流,噪声将超过95Db(A)。
气体比液体更容易产生噪声是因为气体的操作流速一般比液体高,而高流速是产生噪声的主要因素。
气体噪声计算参见公式L A = 14lgCv+ 18lgP1+ 5lgT1-5lgρn+ 20lg[lg(P1/P2)] (2-3)+ 51 + △LP+△LG+△LP2式中 LA噪声水平,dB(A);P1上游压力,bar(A);P2下游压力,bar(A);T1上游温度,K;ρn标态下的气体密度,kg/m3 ;△LP管壁修正系数;△LG气体噪声计算阀门修正系数;△LP2 下游压力修正因子,P2<30bar(A),取0;30bar(A)>P2<55bar(A),取(30-P2)/2.5;P2>55bar(A),取-10;3 应用供热系统最终目的是热力工况的平衡,要求在流量改变的同时,热能消耗量适应负荷的变化。
就是说,调节阀的开度变化与热能消耗量的变化成线性关系,这才是供热系统调节的最佳原则。
亦即在调节过程中,调节阀的放大系数和调节对象的放大系数乘积维持不变。
从图2-1分析可知只有等百分比性能调节阀随着流量变化的放大系数逐渐减小,因此我们选择等百分比性能调节阀作为调节装置。
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。
根据经验,阀门的理想压降应等于系统压降,也就是当阀门的阀权度β为0.5时,阀门的工作状态比较理想,调节性能较稳定,调节较精确。
在供热系统中,绝大多数调节阀工作在变工况状态,即使在设计工况下,也很难工作在β=1的条件下,选用阀权度接近0.5的阀门,会具有在较为理想的工作条件下的理想工作特性。
流通能力Cv是选择调节阀的主要参数之一,其定义为:当调节阀全开,阀两端压差为0.1MPa,流体密度为1g/cm3时,每h流经调节阀的流量,也称流量系数。
实践中主要通过阀体的截面流量来确定和选择,再通过阀权度进行校核计算。
3.1 工况3.1.1初期供热规模等于或接近设计容量,这种情况下调节阀比较容易选择,可以根据运行设计流量、压降,通过上述计算方法进行计算选择。
根据式2-1计算结果可推算出,设计流量与调节阀全开流量的相对关系,则可将设计流量作为调节阀相对开度下所对应的流量进行选型,通过计算验证确定最终的选型结果,这样既可满足使用要求、保证调节的精度,又可节约初投资费用。
3.1.2初期供热规模小于设计容量,但大于设计容量的50%,这种情况可以根据运行参数,分别计算出初期和终期规模所需的流量,根据这两种状态下的流量比对调节阀选型手册,以调节阀的最佳开度30%~80%为原则进行选型,如果最大和最小流量能够同时在1台阀的调节范围内,则可确定该调节阀适合该工况的运行要求;如果最大和最小流量不同时在1台调节阀调节范围内,且偏差不大,则可以终期流量为准,选择稍大的调节阀,随着供热用户的不断增加,可进行精确地调节,直至达到终期负荷。
3.1.3初期供热规模远远小于设计容量,且短期不能达到最终规模,1台调节阀不能同时满足初期和终期的供热调节需求,这时可以有两种办法解决。
方法一:先根据初期和中期的供热负荷及运行参数计算出所需的流量,根据调节阀的选型原则进行选型,待热负荷发展到超出该阀的调节范围后,可另行选择调节阀,此时以最终的供热规模即设计容量为计算依据,选取适用的调节阀。
此方法费用相对较高,且实施起来较为烦琐。
方法二:用带有调节功能的平衡阀与调节阀并联,各分担一部分流量的调节功能(如图3-1所示),这样既可满足初期的小流量调节要求,也可同时满足终期的大流量调节要求,还能节约初投资,免去更换阀门的费用和精力。
1闸阀 2主调节阀 3调节阀(平衡阀) 4排放阀图3-1 调节阀并联安装示意图选型时,先根据初期供热规模和设计容量及运行参数,分别计算出所需流量,以初期供热所需流量作为调节阀最小经济流量的依据,选出适合的调节阀,再根据所选择调节阀的最大合理调节流量,确定终期不可调节的流量,即用设计所需流量减去该调节阀的最大合理调节流量,作为依据来选择合适调节精度的平衡阀。
对于这种并联连接方式,调节阀两侧的压差没有太大变化,即阀权度没有多少变化,此时的调节阀可视为没有增加并联阀门时的调节特性,那么调节阀的并联只实现了部分流量调节,从而节约了阀门的初投资。
此方法适用于一次管网管径偏大且初期-终期热负荷变化较大的供热系统设计,由于大管径调节阀可选择性较小且价格比小管径调节阀有大幅提升,从经济性方面考虑,这种并联的方案可解决此类问题。