電動(dòng)小流量調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)與選型 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的流量特性

電動(dòng)小流量調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)與選型:

電動(dòng)小流量調(diào)節(jié)閥概述:

電動(dòng)小流量調(diào)節(jié)閥是專門針對(duì)小流量調(diào)節(jié)而開發(fā)的小口徑調(diào)節(jié)閥,可廣泛控制各種氣體、液體、蒸汽的流量,Kv值可至0.01。因而可應(yīng)用在許多需準(zhǔn)確控制微小流量的場(chǎng)合,如精細(xì)化工、食品添加劑、醫(yī)藥、電子等行業(yè)。

電動(dòng)小流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥亦可專門用于SCR/SNCR煙氣脫硝系統(tǒng),使用介質(zhì)一般為20%濃度氨水或尿素,通過上位機(jī)的控制,經(jīng)T-1000智能型電氣轉(zhuǎn)換器或電氣閥門定位器輸出的標(biāo)準(zhǔn)氣源信號(hào)20-100KPa(即3-15PSI)或DC4-20mA模擬信號(hào)來準(zhǔn)確控制閥門的開度,從而準(zhǔn)確調(diào)節(jié)氨水或尿素的噴射量,以達(dá)到更高標(biāo)準(zhǔn)的煙氣脫硝效率,符合煙氣環(huán)保要求。 

在工業(yè)系統(tǒng)的許多應(yīng)用中,對(duì)常壓下的少量物料或***高壓差下稍大的物料量都要求有******的控制,這時(shí)計(jì)算的Cv值都是很小的,這可以用在產(chǎn)量***少的中間試驗(yàn)裝置或用在把少量試劑添加到大量工藝流體的工業(yè)設(shè)備。

在考慮使用這些小流量調(diào)節(jié)閥時(shí),選用的準(zhǔn)則和那些常規(guī)調(diào)節(jié)閥大不相同,例如:和調(diào)節(jié)閥串接的摩擦損失很小,也沒有不利的泵壓頭特性,不要求有真正的等百分比特性。主要的設(shè)計(jì)問題是認(rèn)真研究實(shí)際需要的流量范圍。CV值越小就越成為理論值。它們作為流通能力的指標(biāo)是有用的,但******性和重復(fù)性卻值得懷疑,因?yàn)樵谠S多情況下,由于通過節(jié)流部分的流體可能是層流,也可能是層流和紊流的混合,這種混合流動(dòng)隨閥門行程的變化或流動(dòng)調(diào)節(jié)而改變。

從設(shè)計(jì)觀點(diǎn)上看,需要流體節(jié)流的實(shí)際尺寸確實(shí)很小,但許多小流量的應(yīng)用涉及到高壓差并伴隨磨損的問題,這個(gè)事實(shí)就帶來更多的難題。

對(duì)于少數(shù)嚴(yán)格的使用場(chǎng)合,可以利用錐形針或帶銑槽的柱塞在孔中調(diào)節(jié),孔徑范圍從1/8英寸到1/4英寸,這種類型的閥門行程約為1/2英寸,這種小流量閥內(nèi)件在工廠應(yīng)用時(shí)可安裝在普通直通閥的閥體中,但可以顯著減小閥體和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩者的尺寸。這種調(diào)節(jié)閥重量輕、緊湊、很適用于實(shí)驗(yàn)裝置的操作。

前面已經(jīng)說過,當(dāng)尺寸減小時(shí),小流量調(diào)節(jié)閥內(nèi)件的CV值的意義不大,幸而,在閥座孔得到很大的有效流量范圍。除了閥行程可以調(diào)整之外,閥內(nèi)件易于替換,而且,若用許多一樣的閥門,維修幾套閥內(nèi)件的費(fèi)用也不高,因?yàn)閷?duì)一樣的閥體,都是可以互換的。

用常規(guī)公式來計(jì)算所要求的CV值,然后為所用的特定閥門選用接近******尺寸的閥內(nèi)件,例如實(shí)際操作時(shí)這些閥內(nèi)件太小,可以用簡(jiǎn)單地增加閥行程或者稍微修正閥芯的方法來提高流通能力。

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的流量特性：

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的流量特性,是在閥兩端壓差保持恒定的條件下,介質(zhì)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與它的開度之間關(guān)系。調(diào)節(jié)閥的流量特性有線性特性,等百分比特性及拋物線特性三種。
三種注量特性的意義如下:       
(1)等百分比特性(對(duì)數(shù))       
等百分比特性的相對(duì)行程和相對(duì)流量不成直線關(guān)系,在行程的每一點(diǎn)上單位行程變化所引起的流量的變化與此點(diǎn)的流量成正比,流量變化的百分比是相等的。所以它的優(yōu)點(diǎn)是流量小時(shí),流量變化小,流量大時(shí),則流量變化大,也就是在不同開度上,具有相同的調(diào)節(jié)精度。     
(2)線性特性(線性)       
線性特性的相對(duì)行程和相對(duì)流量成直線關(guān)系。單位行程的變化所引起的流量變化是不變的。流量大時(shí),流量相對(duì)值變化小,流量小時(shí),則流量相對(duì)值變化大。      
(3)拋物線特性  
流量按行程的二方成比例變化,大體具有線性和等百分比特性的中間特性。  
從上述三種特性的分析可以看出,就其調(diào)節(jié)性能上講,以等百分比特性為較優(yōu),其調(diào)節(jié)穩(wěn)定,調(diào)節(jié)性能好。而拋物線特性又比線性特性的調(diào)節(jié)性能好,可根據(jù)使用場(chǎng)合的要求不同,挑選其中任何一種流量特性。
   電動(dòng)調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力和液位。根據(jù)調(diào)節(jié)部位信號(hào),自動(dòng)控制閥門的開度,從而達(dá)到介質(zhì)流量、壓力和液位的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)閥分電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥和液動(dòng)調(diào)節(jié)閥等。本手冊(cè)主要介紹電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥兩種。     
  電動(dòng)調(diào)節(jié)閥由電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。調(diào)節(jié)并通常分為直通單座式和直通雙座式兩種,后者具有流通能力大、不平衡辦小和操作穩(wěn)定的特點(diǎn),所以通常特別適用于大流量、高壓降和泄漏少的場(chǎng)合。      
   流通能力Cv是選擇調(diào)節(jié)閥的主要參數(shù)之一,調(diào)節(jié)閥的流通能力的定義為:當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開時(shí),閥兩端壓差為0.1MPa,流體密度為1g/cm3時(shí),每小時(shí)流徑調(diào)節(jié)閥的流量數(shù),稱為流通能力,也稱流量系數(shù),以Cv表示,單位為t/h,液體的Cv值按下式計(jì)算。       
根據(jù)流通能力Cv值大小查表,就可以確定調(diào)節(jié)閥的公稱通徑DN。  

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的流量特性直接影響系統(tǒng)的控制質(zhì)量和穩(wěn)定性,所以需要正確選擇。

 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥流量特性分理想流量特性和工作流量特性。一般制造廠所提供的流量特性是理想流量特性,而實(shí)際應(yīng)用需要的則是工作流量特性。由于壓降比S小于1,工作流量特性上凸。因此,在選擇調(diào)節(jié)閥流量特性時(shí),應(yīng)先考慮選擇工作流量特性。然后,根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇理想流量特性。在生產(chǎn)中常用的理想流量特性是線性、等百分比和快開特性。而快開特性主要用于雙位控制及程序控制,因此調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇通常是指如何合理選擇線性和等百分比理想流量特性。

 在實(shí)際使用時(shí),調(diào)節(jié)閥總是安裝在工藝管路系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)閥前后的壓差是隨著管路系統(tǒng)的阻力而變化的。因此,選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性時(shí),不但要依據(jù)過程特性,還應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)的配管情況來考慮。

 (1)根據(jù)過程特性,選擇閥的工作流量特性。常規(guī)控制器的控制規(guī)律是線性的,控制器的參數(shù)整定后希望能適應(yīng)一定的工作范圍,不需要經(jīng)常調(diào)整。這就要求廣義對(duì)象是線性的,即在遇到負(fù)荷、閥前壓力變化或設(shè)定值變動(dòng)時(shí),廣義對(duì)象的特性基本保持不變。因此,從自動(dòng)控制系統(tǒng)的角度看,要求調(diào)節(jié)閥工作特性的選取原則是使整個(gè)廣義對(duì)象具有線性特性,即在廣義對(duì)象中,除調(diào)節(jié)閥外其余部分的特性(變送器特性、過程特性)為線性時(shí),應(yīng)選用線性工作流量特性的調(diào)節(jié)閥(即Kv為常數(shù));如果變送器特性為線性,而過程特性的放大系數(shù)瓦是隨操縱變量的增加而減小時(shí),則調(diào)節(jié)閥應(yīng)選用等百分比工作流量特性?？傊?當(dāng)廣義對(duì)象(除調(diào)節(jié)閥外)具有非線性特性時(shí),調(diào)節(jié)閥應(yīng)該能夠克服它的非線性影響而使廣義對(duì)象接近為線性特性。

 (2)根據(jù)配管情況,從所需的工作流量特性出發(fā),推斷出理想流量特性。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)閥總是與管道等設(shè)備連在一起使用的,所以必然存在著配管阻力,使調(diào)節(jié)閥的工作流量特性與理想流量特性存在一定差異。因此,在選擇調(diào)節(jié)閥特性時(shí),還應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)的工藝配管情況來考慮。依據(jù)工藝配管情況確定壓降比S值后,可以從所選的工作流量特性出發(fā),確定理想流量特性。