淺談調節(jié)閥的流量調節(jié)

1、淺談調節(jié)閥的流量調節(jié)、調節(jié)范圍及流量特性調節(jié)閥被廣泛的應用于電站行業(yè)，尤其是在鍋爐系統屮更為常見，例如: 鍋爐主給水系統、旁路系統、減溫水系統等。并且調節(jié)閥性能的好壞直 接影響著整個系統的運轉，因此，合理的設計及選取調節(jié)閥對于整個系 統的安全性、穩(wěn)定性、經濟性和可靠性有著十分重要的作用。隨著電站 行業(yè)的迅速發(fā)展，對調節(jié)閥的要求也越來越高，調節(jié)閥往往要在一個較 大的流量范圍內高度精確地調節(jié)或控制流休的流動，并且能根據閥桿的 規(guī)定運動方式預計流量。因此，流量調節(jié)、調節(jié)范圍及調節(jié)特性是設計 及選取調節(jié)閥時所必須考慮的因素。1流量調節(jié)流量即單位時間內通過閥門的流體質量或體積；調節(jié)的流量即按照 某一規(guī)定

2、的規(guī)律隨時間變化的流量，即使進口端有適當的壓力變化，也 可以要求流量在有限的范圍內變化。例如：在鍋爐主給水及旁路系統調 節(jié)閥來實現鍋爐的給水量，在鍋爐噴水減溫器的噴水管道上調節(jié)噴水量 以達到調節(jié)鍋爐介質溫度的目的。為了在適當的范圍內調節(jié)流量，在設計或選型調節(jié)閥時，流量系 數應該留有一定的裕量，以便在流量發(fā)生波動或比預期的流量大時，流 量仍有可調性。一般具有直線調節(jié)特性的閥門推薦取計算流量系數的 1. 15-1. 66倍，具有等百分比調節(jié)特性的閥門推薦取計算流量系數的 1.22-2倍。考慮調節(jié)閥必需的或規(guī)定的壓降值，系統壓降的分配需 要根據具休情況而定。選定閥門閥瓣的調節(jié)特性以滿足工況的需要。

3、最后應該考慮流量范圍，閥門必須在整個流量范圍內保持有效調節(jié)。2調節(jié)范圍調節(jié)范圍是用來描述閥門在整個流量范圍保持必要調節(jié)的能力的一 個參數，調節(jié)范圍的大小也可用可調比來表示，調節(jié)閥的可調比就是調 節(jié)閥所能控制的最大流量與最小流量之比。若以r來表示，則r=qmax/qmin,最小流量qmin是指可調流量的下限值，它與泄漏量是不 同的。閥門的可調比取決于閥門類別、閥門壇益和閥門調節(jié)元件的特性。 例如：單座閥、雙座閥、蝶閥、或球閥，最小可調流量系數被認為是， 在此系數下，閥門的壇益顯著地大于曲閥瓣特性決定的值。因此，調節(jié) 范圍取決于閥門的壇益（壇益即為流量的變化除以閥瓣升程的變化）。一 般認為具有良好

4、調節(jié)作用的閥門可調比應該大于50,但出于閥瓣結構設 計及加工方面的限制，最小可調流量qmin不能太小，因此，理想可調比 一般均小于50。目前我國統一設計是時取r=30o選擇合適的調節(jié)閥，以便產生需要的調節(jié)范圍。首先，計算出工況 所需要的調節(jié)范圍。其次，選取需要的閥門，查看閥瓣升程90%的流量 系數與閥瓣升程10%的流量系數之比，是否等于或人于需要的調節(jié)范圍, 如果小于所需要的調節(jié)范圍口j重新選擇另外的閥門，需要的話也口j選擇 兩臺閥門并聯。但是，在多數生產過程中，調節(jié)閥不是與管路申聯就是與旁路閥并 聯，隨管路系統的阻力變化或旁路閥開啟程度的不同，調節(jié)閥的叮調比 也產生相應的變化，這時的可調比就

5、成為實際可調比r'。圖1調節(jié)閥與管道串聯圖2調節(jié)閥與管道并聯當調節(jié)閥與管道串聯時如圖1,由于流量的增加，管道的阻力損失 也增加。若系統的總壓差不變，則分配到調節(jié)閥的壓差就相應 的減小，這就使調節(jié)閥所能通過的最大流量減小，這時實際可調比， s=ap/apso由此式可以看出，串聯管道時調節(jié)閥實際可調比會降低。 當調節(jié)閥與管道并聯時如圖2,實際可調比r' =qmax/q2,可以看出并聯 實際可調比與調節(jié)閥固冇的可調比無關，調節(jié)閥的最小流量一般比旁路 流量小得多，故其可調比實際是總管最大流量與旁路流量的比值。由此 得出，串聯或并聯管道都使實際可調比下降，所以在選擇調節(jié)閥和組成 系統時不

6、應使s值太小，并月盡量避免打開并聯管路的旁路閥，以保證 調節(jié)閥有足夠的可調比。3流量特性調節(jié)閥的流量特性是指介質流過閥門的流量與閥瓣升程值z間的關 系。通常用流量與閥桿位置或升程的關系曲線表示。在實際工況屮，由 于多種因素的彩響，通過閥門的流量可能隨壓降而變化。為了便于分析, 我們先假定閥門的壓降不變，然后再引申到真實情況進行分析，前者稱 為閥門固有流量特性，后者稱為閥門工作流量特性。3. 1固有流量特性我們經常用到的固有流量特性主要有直線、等百分比（對數）、拋物 線及快開特性。圖3為這4種流量特性的關系曲線圖，圖4為不同流量 特性的閥瓣形狀。圖3理想的固有流量特性圖4不同流量特性的閥瓣形狀直

7、線流量特性是指調節(jié)閥的相對流量與閥桿相對位移成直線關系， 即單位位移變化所引起的流量變化是常數。具有此特性的閥門在開度小 時流量相對變化大，靈皺度高，不易控制，甚至發(fā)生振蕩；而在開度大 吋，流量相對變化值小，調節(jié)緩慢，不夠及時。等百分比流量特性也稱為對數流量特性，它是指閥桿單位相對位移 變化所引起的相對流量變化與此點的相對流量成正比關系。在小開度時, 調節(jié)平穩(wěn)緩和；在大開度時，調節(jié)靈皺有效，從圖3可看出，等百分比 特性在直線特性下方，因此，在同一位移時，直線閥通過的流量要比等 百分比大。拋物線流量特性是指閥桿單位位移的變化所引起的相對流量變化與 此點的相對流量值的平方根成正比關系，它介于直線特

8、性與等百分比特 性z間，相對來說此特性應用較少?？扉_特性在開度較小時就有較大的流量，隨開度的壇大，流量很快 達到最犬；此后再增加開度，流量變化很小。它的閥瓣形式是平板型的, 如圖4所示，它的有效位移一般為閥座直徑的1/4,當位移在増大時， 閥的流通面積不變，失去調節(jié)作用。為特定功用選擇閥門的一個主要問題是挑選適合于工況的特性。理 論上，每一種情況都應做透徹的分析，并相應地挑選閥門調節(jié)元件。但 是這樣既費時、代價又高。對于無需精密調節(jié)的場合，可根據經驗按表 1選擇。表1閥門特性的典型用途矽啊i-耐砒1法 /閩門a曲疔上個砂的”各術任訓丑s.系佔刪raqws wtm4煨董血話余匸建期的wns.聲rft腫3. 2工作流量特性在實際生產過程中，閥門的壓差總是變化的，這時流量特性稱為工 作流量特性，為了描述這一特性我們引進了壓降比k（壓降比被定義為通過閥門的壓降除以總的系統動壓降）。工作流量特性就是在恒定壓降比 下，流量與閥桿升程之間的關系。圖5和圖6為直線特性和等百分比特 性的工作流量特性，從圖可以看出當k值越小時，工作流量特性與固有 流量特性偏差越人，因此在設計系統時應把系統壓降盡可能人的部分分 配給調節(jié)閥。nfffiff-圖5貝有線性固有流量特性的