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调节阀是如何选型的

调节阀在工业自动化过程控制领域中,通过接受调节控制单元输出的控制信号,借助动力操作去改变介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的最终控制元件。一般由执行机构和阀门组成。如果按行程特点,调节阀可分为直行程和角行程;按其所配执行机构使用的动力,可以分为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀三种;按其功能和特性分为线性特性,等百分比特性及抛物线特性三种。调节阀适用于、、、各种腐蚀性介质、泥浆、等介质。


一、由工艺提出相关要求和参数

1、被控流体的种类 液体、或气体。对于液体通常要考虑粘度的修正,当黏度过高时,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,必需考虑粘度校正系数。对于气体应该考虑其可压缩性。对于要考虑是饱和还是过热。

2、流体的压力、温度 根据工艺介质的最大压力来选定控制阀的公称压力时,必须参照工艺温度条件综合选择,因为公称压力是在一定的基准温度下依据强度确定的,其允许工作压力必须低于公称压力。例如,对于碳钢阀门,当公称压力为PN1.6MPa,介质温度为200℃时,最大耐压力是1.6MPa;当温度为250℃时,最大工作压力为1.5 MPa,当温度为400℃,最大工作压力只为0.7MPa。

对于压力调节系统,还要考虑其阀前取压、阀后取压和阀前后差压,再进一步选择阀的形式。

3、流体的粘度、密度和腐蚀性 根据流体粘度、密度和腐蚀性选择不同形式的阀门以满足工艺的要求。对高粘度、含纤维介质常用O型和V型球阀,对腐蚀性强的易结晶的流体常采用阀体分离性的阀体。

4、最小流量和最大流量 根据流量方程式可知,流量大,流通能力也大,其阀门的口径也大,相应的价格也高。选择流通能力过大的,是控制阀常在小开度状态,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、风和阀门故障以及工艺操作异常因素,需要紧急停车,为此需要把阀门放到安全位置,即事故安全状态,事故开或事故关。

6、噪音平 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,确认阀的噪音平是否低于“工业企业噪声卫生标准”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 流体通过控制阀后,压力总是小于节流前压力,所以阀的直径总是小于管道的直径(切断阀除外)。

二、选择控制阀

1、选择阀体的结构形式(角节、双座、蝶阀等)

在满足要求的前提下,合适的控制阀可能有几种,应综合经济效益来考虑:

(1)使用寿命;

(2)结构简单,维护方便;

(3)产品价格合适。

2、选择阀体的材质(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。首先应满足安全可靠,还要考虑使用的性能、使用寿命和经济性。

3、选择控制法与工艺管道的连接形式(螺纹、法兰、压力等级)

4、选择控制阀阀芯(直线、等百分比、快开)及其材料(304、316、17-PH和喷镀钨铬钴合金) 定量地选择阀芯形式有很多困难。在设计中通常按照国内外工程公司的设计经验来确定。通常,对液位调节系统采用线性流量特性;对于温度、压力和流量调节系统则采用等百分比特性;需要快需切断系统则用盘型阀芯,即快开特性。

阀芯的选择,根据需要来确定。

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:

(1)对流向没有要求,如球阀、普通蝶阀

(2)规定了某一流向,一般不得改变,如三通阀、文丘利角阀、双密封带平衡孔的套筒阀;

(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、无平衡孔的单密封套筒阀。

具体选择如下:

(1)高压阀,DN≦20时,选择流闭型,DN>20时,因稳定性问题,根据具体情况来确定;

(2)角型阀,对高粘度、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,常选流开型。

(4)小流量阀,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,有自洁要求时,可选流闭型;

(6)对两位型控制阀选用流闭型。