调节阀的正确选型

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调节阀作为工业过程控制的终端执行器件，它随着工业自动化水平的不断提高，已成为工业自动化控制的关键设备。调节阀选择的是否合适直接关系到工业控制品质的好坏，甚至关系到工业生产系统的安全。因此在实际生产过程中，根据工艺条件选择合适的调节阀是非常必要的。

1 简介调节阀调节阀由执行机构和调节机构两部分共同组成。它包括气动、电动和液动执行器三大类。在化工生产中常用气动执行器，其它两种执行器只在特殊要求下采用。执行机构是调节阀的推动部分，调节机构是调节阀的调节部分，即阀门本身。调节机构与调节介质直接接触，在执行机构的推动下，改变阀芯与阀座之间或阻流件的流通面积，从而达到调节控制介质流量的目的。

1.1调节阀的结构形式的选择- 般在振动大或噪声大的诚应选用套艇较为合适，如在介质中带有粘性或有微信粒时，选择偏心旋转阀较为合适。通常应用较广泛的阀有直通单座阀、直通双座阀、角型阀、蝶阀、球阀、隔膜阀等。在选择阀的结构形式时，还需考虑调节介质的工艺条件和流体特性。

1.2调节阀气开，气关的选择和调节器正反作用的确定调节阀气开，气关的选择必须从工艺生产需要和安全要求方面考虑确定。原则是当信号压力中断时，应保证工艺设备和生产的安全，即保证调节阀失去信号压力源时阀自动进入安全状态。

选定调节阀气开或气关形式后，必须根据阀的这-形式收稿 日期2013-O25作者简介韩义民 (1962-)，男，毕业于山西大学物理系，现就职于山西原平化学工业集团有限责任公司，主要从事合成氨、尿素、煤制甲醇、焦炉气制甲醇仪表技术管理工作。

- 58-确定调节器的正作用和反作用，使调节阀和调节器构成-个负反馈的控制系统。即对于气开阀，如果被控参数大于给定参数时，要求阀关小，那么调节器选用反作用；对于气关阀，如果被控参数大于给定参数时，要求阀关小，那么调节器就选用正作用。

1.3调节阀的流量特性调节阀相对开度和通过阀的相对流量之间的关系称为阀的流量特性 ，即 Q-f(L/L)。

Q，Q-相对流量--调节阀在某-开度下的流量Q与全开度流量Q-之比；L脯 对开度--调节阀的某-开度下的行程L与全行程L之比。

由上式看出：通过阀的相对流量Q，Q-是调节阀相对开度L，L的函数。通过调节阀的流量不仅与阀门的开度有关，还与阀门两端的压差有关，阀门前后压差-定时的流量特性为阀门的理想特性，阀门前后压差随时变化的流量特性为阀门的工作特性。

理想特性完全撒于阀芯的形状，典型的四种理想流量特性 ：(1)直线流量特性Q/QRE (R-Q 旺/Q 为调节阀的可调比)采用直线流量特性的阀芯时，调节阀的放大倍数是常数。它的特点是在歇度处流量相对变化较大，调节作用强，易产生振荡；在打开度处流量相对变化较小，调节作用弱，调节缓慢。

(2)等百分比流量特性 (对数流量特性)Q/Qe lnR (R：Q /Q 为调节阀的可调比)采用等百分比流量特性的阀芯时，调节阀的放大倍数随流量增大而增大，但流量的相对变化值是相等的。它在歇度处放大倍数小，调节作用缓和平稳；它在大开度处放大倍数大，调节作用灵敏，为此常被采用。

(3)抛物线流量特性1[·( -l J) (RQ/Q 为调节阀的可调比)采用抛物线流量特性的阀芯时，在歇度时调节性能好，它的特性曲线介于直线与等百分比特性曲线之间。

(4)快开流量特性快开流量特性没有-定的数学表达式。采用具有陕开流量特性的阀芯时，在开度较小时有较大的流量，随着开度的增大，流量很快就达到最大值，适用于迅速启闭的切断阀或两位式调节系统。

2 调节阀口径的选取对不可压缩性流体，根据流体力学代入伯努力方程得：旦 ：旦 -l - 上r 2g r 2g /./ ： 2g -Pz v V2>/ 、令 CV2 ～根据连续方程QAV，上面公式联解可得：。意Jzs半 这就是调节阀的流量方程，其代号及单位为：V。、V --节流前后的流体速度；V-- 是平均流速 ；P 、P2--节流前后的压力，100KPa；A--节流面积，cmz；Q--流量，cm /s；C-- 阻力系数；r--重度，Kgf/cm。；g-- 重力加速度，981crn/s。：如 果 上 述 公 式 采 用工 程 单 位 ，Q-m ；P 、- l0OKPa；rL-gf/c ，那么调节阀的流量方程可化为：Q5.o J2g竿 Pl P2令 Kv则 Kv于是K 定义为 ：当调节阀全开，阀两端压差△P为100KPa，流体重度r为1 (常温水)时每小时流经调节阀的流量数，以rr 或 计。但国夕流量数常用Cv表示，其定义为：当调节阀全开，阀两端压差△P为l磅/英寸。(0.07Kgf]cm2)，介质为600F(15.6C)清水时，每分钟流经调节阀的美加仑数，以加仑，分计。Kv与C 之间换算关系为：C 1.167Kv (C Kv无量纲 )根据计算出的流量系数Kv或C 值，然后在调节阀手册中查找出Kv或C 额定值，最终选认适的调节阀口径。

3 结语上述阐述如何正确选择调节阀，只是针对不可压缩流体流相为紊流而言的，对于其它层流或可压缩的流体，如气体或水蒸汽等，有专门的理论加以推导其流体的Kv或c 的计算方法，其调节阀的选取与上述类同，请另行关注。

The Correct Selection of RegulatorH AN Yi-m in(Shanxi Yuanping Chemical Industry Group CompanyLimited，Yuanping Shanxi 034100)AbstractThe introduction of the regulating valve type，structure and flow characteristics，the paper focuses on the selection ofcontrol Valve size。

Key wordsvalve；flow characterstics；flow coefficient；actuator assembly。