控制阀选型原则 )

控制阀选型原则

调节阀的节流原理和流通能力

当流体经过调节阀时，由于阀芯、阀座间流通面积的局部缩小，形成局部阻力，使流体在此处产生能量损失，这个损失的大小通常用阀前后的压差来表示。当调节阀口径一定，即调节阀接管截面积A一定，且P1-P2不变时，阻力系数ζ减小，流量Q则增大，反之ζ增大则Q减小，所以调节阀的工作原理就是由输入信号的大小、改变阀芯的行程，从而改变流通面积达到调节流量的目的。C称为流通能力，与阀芯、阀座的结构、阀前后的压差、流体性质等因素有关。必须在规定了—定的条件后，再描述调节阀的流通能力。

我国所用流通能力C的定义为：在调节阀全开，阀前后压差为1kgf／cm2，介质重度为1gf ／cm3时，流经调节阀的流量数。

例如：一个C值为32的调节阀就是表示当阀全开，阀前后压差为1kgf／cm2时，每小时能通过的水量为32m3。

一、由工艺或用户提供相关资料：

1、被控制流体的种类：（3种）液体、气体和蒸汽对于液体应考虑黏度的修正，当液体粘度过高时，其雷诺数下降，改变了流体的流动状态，在计算控制阀流通能力时，必须考虑粘度校正系数。对于气体，应该考虑其可压缩性。

对于蒸汽，要考虑饱和蒸汽和过热蒸汽。

2、流体的温度、压力根据工艺介质的最大工作压力来选定控制阀的公称压力时，必须对照工艺温度条件综合选择，因为公称压力是在一定基准温度下，依据强度确定的，其允许最大工作压力必须低于公称压力。

例如：对于碳钢阀门，当公称压力PN1.6MPa，介质温度在200℃时，最大耐压力为1.6 MPa；当250℃时，最大耐压力为1.5 MPa；当400℃时，最大耐压力为0.7 MPa。对于压力调节系统，还要考虑其阀前取压、阀后取压和阀前后压差，在进一步来选择阀的形式。

3、流体的粘度、密度和腐蚀性根据流体的粘度、密度和腐蚀性来选择不同形式的阀门以便满足工艺的要求。对于高粘度、含纤维介质常用O型和V型球阀；对于腐蚀性强的易结晶的流体常用阀体分离型的阀体。

4、最大流量和最小流量根据流量方程式可知，流量大，流通能力也大，其阀门口径也大，相应的价格也高。选择的流通能力过大，使控制阀经常工作在小开度状态，严重时会冲刷阀芯；流通能力过小，达不到工艺设计能力。因此，在决定最大流量时，在很大程度上决定于设计人员的经验。一般情况下，取稳态的最大流量的1.15～1.5倍作为计算最大流量。

5、安全方面的考虑由于停电、仪表和阀门的故障及工艺操作异常因素，需要紧急停车，为此，需要把阀门放在安全位置，即事故关阀，事故开阀。

6、噪音水平由于阀门元件机械振动、阀的空化和闪蒸等因素引起噪音。通过计算，确定阀的噪音水平是否低于“工业企业噪声卫生标准”的规定。

7、两相流出现两相流时，通常在计算控制阀的流通能力时，要分别计算每相的量，然后把所得的流通能力相加，最后得到总的流通能力。

8、进出口管道尺寸流体流过控制阀后，压力总是小于节流前压力，所以，阀的直径总是小于管道直径（切断阀除外）。

二、控制阀选择原则：

1. 选择控制阀体的结构形式（角型、双座、蝶阀等）：

在满足使用要求的前提下，适合的控制阀可能有几种，应综合经济效益来考虑：

②、使用寿命；

②、结构简单，维护方便；

③、产品价格合适。

2、选择控制阀体的材料（铸钢、不锈钢或衬里）

选择材料时，主要考虑材料强度、硬度、耐腐蚀和耐高温、低温的特性。首先应满足按期安全可靠，还要考虑使用性能、使用寿命和经济性。对寒冷地区和蒸汽介质尽量不用铸铁阀体。

3、选择控制阀与工艺管道连接形式（法兰、螺纹、压力等级）

4、选择控制阀芯（直线、等百分比、快开）及其材料（304、316、17-PH 或合金）1) 定量地选择控制阀芯的形式有很多困难。在设计中，通常按照国内外工程公司设计经验来确定。通常，对液体调节系统采用线性流量特性；对于温度、压力、流量调节系统采用等百分比流量特性；需要快速切断系统则用盘型阀芯，即快开特性。2) 阀芯材料选择，根据需要来决定。

5、流量动作（流开、流闭）

一般控制阀对流向的要求可分为三种情况：

②对流向没有要求，如：球阀、普通蝶阀；

②规定了某一定向，一般不得改变，如：三通阀、文丘里角阀、双密封带平衡空的套筒阀；

③根据工艺条件，有流向的选择问题，这类阀主要为单向阀、单密封控制阀，如：单座阀、角型阀、高压阀、无平衡空的单密封套筒阀等。

具体选择如下：①高压阀，dg≤20时，选流闭型；dg＞20时，因稳定性问题，根据具体

情况来确定；

②角型阀，对于高黏度、悬浮液、含固体颗粒的介质，要求自洁性好，选流闭型；仅为角型时，可选流开型；

③单座阀，通常选流开型；

④小流量阀，通常选流开型，当冲刷严重时，可选流闭型；

⑤单密封套筒阀，通常选流开型；有自洁要求，可选流闭型；

⑥对两位型控制阀选用流闭型。

6、所需执行器从可靠性和防爆性考虑，通常选用气动执行器。有正、反作用薄膜执行机构、活塞执行机构和长行程执行机构；当缺乏压缩空气时，可选用电动执行器。有角行程和直行程电动执行机构。

7、仪表空气有或无（如果无仪表空气采用电动执行器）

8、填料结构、材质（TFE、石棉、石墨）一般选单层结构，对毒性较大的流体或温度高于200℃的场合，选双层填料结构；一般选V型聚四氟乙烯填料（T＜200℃），它磨擦系数小，密封性好和耐腐好，但耐温差，寿命较短。高温情况下，应选用柔性石墨填料（P＜10MPa、T=－196~+600℃）。

9、所需附件（定位器、手轮、电磁阀、行程开关、阀门定位器）