控制閥壓差的確定

1、控制閥壓差的確定控制閥壓差的確定 周洪義周洪義周洪義周洪義周洪義周洪義ZhouhyZhouhyZ1、概述n在工藝系統(tǒng)中控制閥是最重要的控制元件。n從自動控制的角度來講，控制閥應(yīng)該具有較大的壓差。n從工藝系統(tǒng)的角度來講，控制閥應(yīng)該具有較小的壓差。n正確合理地確定控制閥的壓差就是要解決好上述兩方面的矛盾，控制閥既能滿足控制要求，又經(jīng)濟(jì)合理。 2、控制閥的有關(guān)概念 1)控制閥的工作原理 Q=C(P1-P2)/r(1/2) C-C-即儀表專業(yè)選閥時用到的一個重要參數(shù)，稱為控即儀表專業(yè)選閥時用到的一個重要參數(shù)，稱為控制閥的流通能力。其定義為控制閥全開，控制閥兩端制閥的流通能力。其定義為控制閥全開，控制閥

2、兩端壓差為壓差為1 1kg/cmkg/cm2 2時，流經(jīng)控制閥介質(zhì)密度為時，流經(jīng)控制閥介質(zhì)密度為1 1g/cmg/cm3 3流體流體的流量。的流量。 2、控制閥的有關(guān)概念 2)控制閥的理想流量特性Q/Qmax=f(l/lmax) 如圖1所示，只以控制閥進(jìn)出口為研究對象（注意無其他阻力元件），使控制閥壓差為定值時，得到的流量特性為理想流量特性。 理想流量特性眾多，對四種理想流量特性進(jìn)行了重點研究。 2、控制閥的有關(guān)概念 - -直線流量特性直線流量特性 當(dāng)控制閥單位相對開度變化引起的相對流量變化是一個當(dāng)控制閥單位相對開度變化引起的相對流量變化是一個常數(shù)時，控制閥具有直線流量特性。常數(shù)時，控制閥具有

3、直線流量特性。 d(Q/Qd(Q/Qmaxmax)=kd(l/l)=kd(l/lmaxmax) ) 通過積分代入邊界條件得出：通過積分代入邊界條件得出： Q/QQ/Qmaxmax =1/R1+(R-1) l/l =1/R1+(R-1) l/lmaxmax R R稱為可調(diào)比，即控制閥可以調(diào)節(jié)的最大流量稱為可調(diào)比，即控制閥可以調(diào)節(jié)的最大流量 Q Qmaxmax 和和可以調(diào)節(jié)的最小流量可以調(diào)節(jié)的最小流量Q Qminmin的比值。的比值。Q Qminmin不是控制閥關(guān)閉的泄不是控制閥關(guān)閉的泄漏量，它是可調(diào)流量的下限值，當(dāng)流量低于此值時，控制漏量，它是可調(diào)流量的下限值，當(dāng)流量低于此值時，控制閥無法保證調(diào)

4、節(jié)精度。一般閥無法保證調(diào)節(jié)精度。一般Q Qminmin=(2-4%)Q=(2-4%)Qmaxmax, ,即即R=25-50,R=25-50,而而泄漏量僅為泄漏量僅為(0.1-0.01%)(0.1-0.01%)Q Qmaxmax。 直線流量特性的控制閥，其開度變化相同時，流量變直線流量特性的控制閥，其開度變化相同時，流量變化也是相同的。一般控制閥，理想可調(diào)比化也是相同的。一般控制閥，理想可調(diào)比R=30R=30時，直線流時，直線流量特性控制閥的相對流量隨相對開度間的變化情況如圖量特性控制閥的相對流量隨相對開度間的變化情況如圖2 2中中的直線的直線(1)(1)所示。所示。 2、控制閥的有關(guān)概念 -

5、-等百分比流量特性等百分比流量特性 當(dāng)控制閥單位相對開度變化引起的相對流量當(dāng)控制閥單位相對開度變化引起的相對流量變化與此點的相對流量成正比時，稱控制閥具有變化與此點的相對流量成正比時，稱控制閥具有等百分比流量特性。等百分比流量特性。 d(Q/Qd(Q/Qmaxmax)=k Q/Q)=k Q/Qmaxmax d(l/l d(l/lmaxmax) ) 通過積分代入邊界條件得出：通過積分代入邊界條件得出： Q/QQ/Qmaxmax =R =R(l/lmax(l/lmax-1)-1) 等百分比流量特性的控制閥，其開度變化百等百分比流量特性的控制閥，其開度變化百分比相同時，流量變化百分比也相同。對于一般

6、分比相同時，流量變化百分比也相同。對于一般控制閥，理想可調(diào)比控制閥，理想可調(diào)比R=30R=30時，等百分比流量特性時，等百分比流量特性控制閥的相對流量隨相對開度間的變化情況如圖控制閥的相對流量隨相對開度間的變化情況如圖2 2中的曲線中的曲線(2)(2)所示。所示。 2、控制閥的有關(guān)概念 - -快開流量特性快開流量特性 當(dāng)控制閥單位相對開度變化引起的相對流量當(dāng)控制閥單位相對開度變化引起的相對流量變化與此點的相對流量成反比時，稱控制閥具有變化與此點的相對流量成反比時，稱控制閥具有快開流量特性?？扉_流量特性。 d(Q/Qd(Q/Qmaxmax)=k (Q/Q)=k (Q/Qmaxmax ) )-1-

7、1d(l/ld(l/lmaxmax) ) 通過積分代入邊界條件得出：通過積分代入邊界條件得出： Q/QQ/Qmaxmax =1/R1+(R =1/R1+(R2 2-1)l/l-1)l/lmaxmax 0.50.5 快開流量特性的控制閥，開度較小時，對應(yīng)快開流量特性的控制閥，開度較小時，對應(yīng)流量就比較大，在其開度范圍內(nèi)，隨著開度增加，流量就比較大，在其開度范圍內(nèi)，隨著開度增加，流量很快達(dá)到最大，開度再增加時，流量變化幅流量很快達(dá)到最大，開度再增加時，流量變化幅度很小以至于不變。對于一般控制閥，理想可調(diào)度很小以至于不變。對于一般控制閥，理想可調(diào)比比R=30R=30時，快開流量特性控制閥的相對流量隨

8、相時，快開流量特性控制閥的相對流量隨相對開度間的變化情況如圖對開度間的變化情況如圖2 2中的曲線中的曲線(3)(3)所示。所示。 2、控制閥的有關(guān)概念 - -拋物線流量特性拋物線流量特性 當(dāng)控制閥單位相對開度變化引起的相對流量當(dāng)控制閥單位相對開度變化引起的相對流量變化與此點相對流量的平方根成正比時，稱控制變化與此點相對流量的平方根成正比時，稱控制閥具有拋物線流量特性。閥具有拋物線流量特性。 d(Q/Qd(Q/Qmaxmax)=k (Q/Q)=k (Q/Qmaxmax ) ) 0.5 0.5d(l/ld(l/lmaxmax) ) 通過積分代入邊界條件得出：通過積分代入邊界條件得出： Q/QQ/Q

9、maxmax =1/R1+(R =1/R1+(R0.50.5-1)l/l-1)l/lmaxmax 2 2 拋物線流量特性的控制閥，其開度變化時，拋物線流量特性的控制閥，其開度變化時，流量介于直線流量特性和等百分比流量特性之間流量介于直線流量特性和等百分比流量特性之間變化。對于一般控制閥，理想可調(diào)比變化。對于一般控制閥，理想可調(diào)比R=30R=30時，拋時，拋物線流量特性控制閥的相對流量隨相對開度間的物線流量特性控制閥的相對流量隨相對開度間的變化情況如圖變化情況如圖2 2中的曲線中的曲線(4)(4)所示。所示。 2、控制閥的有關(guān)概念 2、控制閥的有關(guān)概念 - -幾種流量特性的比較幾種流量特性的比較

10、 直線流量特性，相同的開度變化，流量變化直線流量特性，相同的開度變化，流量變化QQ是相同的，那么在是相同的，那么在小流量時，小流量時，Q/QQ/Q操作點操作點大，操作很靈敏不易控制；大流量時，大，操作很靈敏不易控制；大流量時，Q/QQ/Q操作點操作點小，操作平穩(wěn)易于控制。因此，直線流量特性控制閥適合于負(fù)荷變化小小，操作平穩(wěn)易于控制。因此，直線流量特性控制閥適合于負(fù)荷變化小的場合。的場合。 對于等百分比流量特性，相同的開度變化，小開度時流量變化對于等百分比流量特性，相同的開度變化，小開度時流量變化Q??；大開度時流量變化?。淮箝_度時流量變化Q大。因此，等百分比流量特性控制閥適合大。因此，等百分比流

11、量特性控制閥適合于負(fù)荷變化大的場合。于負(fù)荷變化大的場合。 對于快開流量特性，隨開度變大，流量很快達(dá)到最大，開度再增對于快開流量特性，隨開度變大，流量很快達(dá)到最大，開度再增加時，流量變化幅度很小以至于不變。因此，快開流量特性控制閥不適加時，流量變化幅度很小以至于不變。因此，快開流量特性控制閥不適合于調(diào)節(jié)流量，但適合于在雙位控制或程控場合中使用。合于調(diào)節(jié)流量，但適合于在雙位控制或程控場合中使用。 拋物線流量特性，其特性曲線介于直線流量特性和等百分比流量特拋物線流量特性，其特性曲線介于直線流量特性和等百分比流量特性之間，而且接近于等百分比流量特性。因此常用等百分比流量特性控性之間，而且接近于等百分比

12、流量特性。因此常用等百分比流量特性控制閥來代替拋物線流量特性控制閥。制閥來代替拋物線流量特性控制閥。 所以，我們經(jīng)常用到的是直線流量特性控制閥和等百分比流量特性所以，我們經(jīng)常用到的是直線流量特性控制閥和等百分比流量特性控制閥?？刂崎y。 上述特性說明了為什么需要給出上述特性說明了為什么需要給出QminQmin、QnorQnor、QmaxQmax的原因，它是的原因，它是儀表專業(yè)確定控制閥特性的依據(jù)。儀表專業(yè)確定控制閥特性的依據(jù)。2、控制閥的有關(guān)概念 3)3)控制閥的實際流量特性控制閥的實際流量特性 由于控制閥都是安裝在管路上如圖由于控制閥都是安裝在管路上如圖3所示，在系統(tǒng)所示，在系統(tǒng)總壓降一定的情

13、況下，當(dāng)流量發(fā)生變化時，管路壓降總壓降一定的情況下，當(dāng)流量發(fā)生變化時，管路壓降在變化，控制閥壓差也在發(fā)生變化。因此控制閥壓差在變化，控制閥壓差也在發(fā)生變化。因此控制閥壓差變化時，得到的流量特性為實際流量特性。變化時，得到的流量特性為實際流量特性。2、控制閥的有關(guān)概念 串聯(lián)管路控制閥的實際流量特性串聯(lián)管路控制閥的實際流量特性對調(diào)節(jié)來說：對調(diào)節(jié)來說：Q/QQ/Qmaxmax=f(l/l=f(l/lmaxmax) ) Qmaxmax=Cqkqk(P1 1/r)0.50.5(1)則則 Q=Q=Cqkqk f(l/lf(l/lmaxmax) ) (P1 1/r)0.50.5(2)對管路來說：對管路來說：

14、Q=Q=Cg g(P2 2/r)0.50.5(3)則則 Q=Q=Cqkqk f(l/lf(l/lmaxmax) ) (P1 1/r)0.5 0.5 = =Cg g(P2 2/r)0.50.5 P2 2=Cqkqk2 2/ / Cg g2 2 f f2 2(l/l(l/lmaxmax) )P1 1 P=P1 1 +P2 2 P1 1/P=1/1+ Cqkqk2 2/ / Cg g2 2 f f2 2(l/l(l/lmaxmax) )(4)2、控制閥的有關(guān)概念 串聯(lián)管路控制閥的實際流量特性串聯(lián)管路控制閥的實際流量特性 當(dāng)控制閥全開時，控制閥上有最小壓差，設(shè)最小當(dāng)控制閥全開時，控制閥上有最小壓差，設(shè)

15、最小壓差為壓差為P1mP1m。由于控制閥全開，此時有：。由于控制閥全開，此時有： f (l/lf (l/lmaxmax) =1) =1P1m1m/P=1/（1+ Cqkqk2 2/ / Cg g2 2）Cqkqk2 2/ / Cg g2 2 = P/P1m1m 1令令P1m1m/P =SCqkqk2 2/ / Cg g2 2 = 1/S 1 S S為控制閥全開時，控制閥的壓差與系統(tǒng)總壓差為控制閥全開時，控制閥的壓差與系統(tǒng)總壓差的比值，稱為控制閥的阻比，有的資料上稱之為控制的比值，稱為控制閥的阻比，有的資料上稱之為控制閥的閥權(quán)度。閥的閥權(quán)度。P1 1/P=1/1+(1/S-1) f2 2(l/l

16、maxmax)(5)2、控制閥的有關(guān)概念 串聯(lián)管路控制閥的實際流量特性串聯(lián)管路控制閥的實際流量特性 對于圖對于圖3 3的系統(tǒng)，當(dāng)?shù)南到y(tǒng)，當(dāng)P2 2=0=0時，控制閥有：時，控制閥有： Qmaxmax=Cqkqk(P/r)0.50.5(6) (2)/(6) (2)/(6)有：有： Q/Q/Qmaxmax=f(l/l=f(l/lmaxmax) ) (P1/ P) 0.50.5(7) 將將(5)(5)代入代入(7)(7)有：有： Q/Q/Qmaxmax=f(l/l=f(l/lmaxmax) )1/1+(1/S-1) f2 2(l/lmaxmax) 0.50.5(8) (8)(8)式即為式即為控制閥的

17、實際流量與理想最大流量參比關(guān)系?？刂崎y的實際流量與理想最大流量參比關(guān)系。對于對于R=30R=30的控制閥，當(dāng)控制閥阻比發(fā)生變化時，其關(guān)系的控制閥，當(dāng)控制閥阻比發(fā)生變化時，其關(guān)系曲線如圖曲線如圖4 4所示。所示。2、控制閥的有關(guān)概念 串聯(lián)管路控制閥的實際流量特性串聯(lián)管路控制閥的實際流量特性 2、控制閥的有關(guān)概念 串聯(lián)管路控制閥的實際流量特性串聯(lián)管路控制閥的實際流量特性 對于圖對于圖3 3的系統(tǒng)，當(dāng)?shù)南到y(tǒng)，當(dāng)P1 1= =P1m1m時，控制閥全開有：時，控制閥全開有： Q100100=Cqkqk(P1m/r)0.50.5(9) (2)/(9) (2)/(9)有：有： Q/Q/Qmaxmax=f(l

18、/l=f(l/lmaxmax) ) (P1/ P1m) 0.50.5= =f(l/lmax) S0.50.5(P1/ P) 0.50.5 將將(5)(5)代入上式有：代入上式有： Q/Q/Qmaxmax=f(l/l=f(l/lmaxmax)1/S+(1-S) f2 2(l/lmaxmax) 0.50.5(10) (10)(10)式即為控制閥的實際流量特性，它不但和控制閥的式即為控制閥的實際流量特性，它不但和控制閥的相對開度有關(guān)，而且與控制閥的阻相對開度有關(guān)，而且與控制閥的阻比比S有關(guān)。對于安裝有關(guān)。對于安裝在實際管路中在實際管路中R=30的控制閥，當(dāng)控制閥阻比發(fā)生變化的控制閥，當(dāng)控制閥阻比發(fā)生

19、變化時，其實際性能曲線的變化趨勢如圖時，其實際性能曲線的變化趨勢如圖5所示。所示。 2、控制閥的有關(guān)概念 串聯(lián)管路控制閥的實際流量特性串聯(lián)管路控制閥的實際流量特性 2、控制閥的有關(guān)概念 串聯(lián)管路控制閥的實際流量特性串聯(lián)管路控制閥的實際流量特性從圖從圖4 4和圖和圖5 5可見：可見：當(dāng)控制閥阻比當(dāng)控制閥阻比S=1S=1時，即管道阻力為零，系統(tǒng)的總壓降全部落在控時，即管道阻力為零，系統(tǒng)的總壓降全部落在控制閥上，此時實際流量特性和理想流量特性是一致的。制閥上，此時實際流量特性和理想流量特性是一致的。隨著控制閥阻比隨著控制閥阻比S的減小，即管道阻力增加，控制閥最大流量比管的減小，即管道阻力增加，控制閥

20、最大流量比管道阻力為零時理想最大流量要小，可調(diào)比在縮小。道阻力為零時理想最大流量要小，可調(diào)比在縮小。隨著控制閥阻比隨著控制閥阻比S的減小，實際流量特性偏離理想流量特性，的減小，實際流量特性偏離理想流量特性，S越越小偏離程度越大。小偏離程度越大。從圖從圖4可見可見, 隨著控制閥阻比隨著控制閥阻比S的減小，直線流量特性趨向于快開流的減小，直線流量特性趨向于快開流量特性，等百分比冷量特性趨向于直線流量特性。而且隨著控制閥量特性，等百分比冷量特性趨向于直線流量特性。而且隨著控制閥阻比阻比S的減小，可調(diào)最小流量在升高，可調(diào)比在縮小。的減小，可調(diào)最小流量在升高，可調(diào)比在縮小。因此，隨著控制閥阻比因此，隨著

21、控制閥阻比S的減小，實際流量曲線偏離理想流量曲線，的減小，實際流量曲線偏離理想流量曲線，可調(diào)比在縮小，可調(diào)節(jié)范圍在變窄。反之則說明，為了保證控制閥可調(diào)比在縮小，可調(diào)節(jié)范圍在變窄。反之則說明，為了保證控制閥具有較好的調(diào)節(jié)性能，控制閥要求有一定的壓差。在實際應(yīng)用中，具有較好的調(diào)節(jié)性能，控制閥要求有一定的壓差。在實際應(yīng)用中，為保證控制閥具有較好的調(diào)節(jié)性能，避免控制閥實際特性發(fā)生畸變，為保證控制閥具有較好的調(diào)節(jié)性能，避免控制閥實際特性發(fā)生畸變，一般希望控制閥阻比一般希望控制閥阻比S0.3。2、控制閥的有關(guān)概念 串聯(lián)管路控制閥的實際流量特性串聯(lián)管路控制閥的實際流量特性 根據(jù)圖根據(jù)圖5 5和試驗測試，控制

22、閥阻比和試驗測試，控制閥阻比S S對控制閥特性的影響對控制閥特性的影響結(jié)果如下表所示：結(jié)果如下表所示：阻比阻比S 10.6 0.60.3 0.3 理想特性理想特性 直線直線 等百等百分比分比 直線直線 等百等百分比分比 直線直線 等百等百分比分比實際特性實際特性 接近接近直線直線 等百等百分比分比 近似近似直線直線 等百等百分比分比 快開快開直線直線調(diào)節(jié)性能調(diào)節(jié)性能 好好 較好較好 不適宜調(diào)節(jié)不適宜調(diào)節(jié) 2、控制閥的有關(guān)概念 串聯(lián)管路控制閥的實際流量特性串聯(lián)管路控制閥的實際流量特性 結(jié)論：綜合兼顧控制和工藝兩方面要求，一般結(jié)論：綜合兼顧控制和工藝兩方面要求，一般S=0.3-0.5S=0.3-0

23、.5。特殊情。特殊情況下：況下：高壓減至低壓時，高壓減至低壓時，S S很容易在很容易在0.50.5以上。雖然以上。雖然S S越大越好，但有時壓越大越好，但有時壓差很大，容易造成控制閥沖蝕或流體已呈阻塞流，此時可在控制閥差很大，容易造成控制閥沖蝕或流體已呈阻塞流，此時可在控制閥前增設(shè)減壓孔板，使部分壓差消耗在孔板上?？装迳戏謸?dān)的壓差可前增設(shè)減壓孔板，使部分壓差消耗在孔板上?？装迳戏謸?dān)的壓差可和自控專業(yè)協(xié)商確定。和自控專業(yè)協(xié)商確定。稍高壓力減至低壓或物料自流的場合，要使稍高壓力減至低壓或物料自流的場合，要使S在在0.3以上有時有困難。以上有時有困難。此時可想辦法降低管路阻力，如：放大管徑、改變設(shè)備

24、布置以縮短此時可想辦法降低管路阻力，如：放大管徑、改變設(shè)備布置以縮短管道長度或增加位差、減少彎頭等措施，一定要確保管道長度或增加位差、減少彎頭等措施，一定要確保S0.3。低壓經(jīng)由泵至高壓的場合，為了降低能耗，要求至少低壓經(jīng)由泵至高壓的場合，為了降低能耗，要求至少S0.15。但為。但為獲得較好的控制閥品質(zhì)，建議獲得較好的控制閥品質(zhì)，建議S0.3。氣體管路由于阻力降很小，氣體管路由于阻力降很小，S很容易在很容易在0.5以上。但在低壓和真空系以上。但在低壓和真空系統(tǒng)中，由于容許壓力降較小，要求統(tǒng)中，由于容許壓力降較小，要求S0.15。 2、控制閥的有關(guān)概念 并聯(lián)管路控制閥的實際流量特性并聯(lián)管路控制閥

25、的實際流量特性如圖如圖6所示的控制閥與管路并聯(lián)的系統(tǒng)，壓差所示的控制閥與管路并聯(lián)的系統(tǒng)，壓差PP為定值。為定值。 阻比阻比阻比阻比阻比阻比x=Qx=Qx=Qx=Qx=Qx=Q1max1max1max1max1max1max/Q/Q/Q/Q/Q/Qmaxmaxmaxmaxmaxmax對于不同的對于不同的對于不同的對于不同的對于不同的對于不同的x x x x x x，實際性能曲線的變化趨勢如圖，實際性能曲線的變化趨勢如圖，實際性能曲線的變化趨勢如圖，實際性能曲線的變化趨勢如圖，實際性能曲線的變化趨勢如圖，實際性能曲線的變化趨勢如圖7 7 7 7 7 7所示。所示。所示。所示。所示。所示。2、控制閥

26、的有關(guān)概念 并聯(lián)管路控制閥的實際流量特性并聯(lián)管路控制閥的實際流量特性2、控制閥的有關(guān)概念 并聯(lián)管路控制閥的實際流量特性并聯(lián)管路控制閥的實際流量特性結(jié)論：結(jié)論：當(dāng)當(dāng)x=1時，即旁路關(guān)閉，實際流量特性和理想流量特性是一致的。時，即旁路關(guān)閉，實際流量特性和理想流量特性是一致的。隨著隨著x逐漸減小，即旁路逐漸開大，通過旁路的流量逐漸增加，實逐漸減小，即旁路逐漸開大，通過旁路的流量逐漸增加，實際流量特性起點在上移，可調(diào)比在縮小，但流量特性曲線形狀基本際流量特性起點在上移，可調(diào)比在縮小，但流量特性曲線形狀基本不變。不變。 在實際應(yīng)用中，為保證控制閥有一定的可調(diào)比，即具有比較在實際應(yīng)用中，為保證控制閥有一定

27、的可調(diào)比，即具有比較好的調(diào)節(jié)性能，一般希望控制閥阻比好的調(diào)節(jié)性能，一般希望控制閥阻比 x0.5,最好最好x0.8。 這種控制閥和管路并聯(lián)的情況在實際工程中并不多見，但對于這種控制閥和管路并聯(lián)的情況在實際工程中并不多見，但對于一些需要保持系統(tǒng)有一個最低流量，負(fù)荷變化不大（即調(diào)節(jié)比較?。┮恍┬枰３窒到y(tǒng)有一個最低流量，負(fù)荷變化不大（即調(diào)節(jié)比較?。┑膱龊?，為防止儀表故障時最低流量得不到保證，可以采用控制閥的場合，為防止儀表故障時最低流量得不到保證，可以采用控制閥和管路并聯(lián)。另外，當(dāng)所選的控制閥偏小，作為一種補(bǔ)救措施；或和管路并聯(lián)。另外，當(dāng)所選的控制閥偏小，作為一種補(bǔ)救措施；或者裝置有擴(kuò)容能力，但控制

28、閥已不能滿足要求時?？蓪⒖刂崎y的旁者裝置有擴(kuò)容能力，但控制閥已不能滿足要求時。可將控制閥的旁路稍開，使控制閥達(dá)到所期望的調(diào)節(jié)目的。此時，先關(guān)閉控制閥主路稍開，使控制閥達(dá)到所期望的調(diào)節(jié)目的。此時，先關(guān)閉控制閥主管路，通過閥后總管上的流量計來標(biāo)定旁路閥的開度。管路，通過閥后總管上的流量計來標(biāo)定旁路閥的開度。2、控制閥的有關(guān)概念 4)4)控制閥的可調(diào)比控制閥的可調(diào)比 理想可調(diào)比理想可調(diào)比R可調(diào)比可調(diào)比R為控制閥可以調(diào)節(jié)的最大流量為控制閥可以調(diào)節(jié)的最大流量 Qmax 和可以調(diào)和可以調(diào)節(jié)的最小流量節(jié)的最小流量Qmin的比值。即：的比值。即：R=R=Qmax/Qmin串聯(lián)管路的實際可調(diào)比串聯(lián)管路的實際可調(diào)

29、比RS RSR(S)R(S)0.5 串聯(lián)管路控制閥的實際可調(diào)比串聯(lián)管路控制閥的實際可調(diào)比RS與理想可調(diào)比與理想可調(diào)比R和阻和阻比比S有關(guān)。阻比有關(guān)。阻比S越小越小,實際可調(diào)比越小。因此，為保證實際可調(diào)比越小。因此，為保證一定的可調(diào)比，控制閥的阻比一定的可調(diào)比，控制閥的阻比S要適當(dāng)，不能使阻比要適當(dāng)，不能使阻比S過小。過小。2、控制閥的有關(guān)概念 4)4)控制閥的可調(diào)比控制閥的可調(diào)比 國產(chǎn)的控制閥，理想可調(diào)比國產(chǎn)的控制閥，理想可調(diào)比R=30R=30。但考慮到選。但考慮到選用控制閥時圓整口徑以及對用控制閥時圓整口徑以及對C C值的圓整和放大，一般取值的圓整和放大，一般取R=10R=10。即使如此，在

30、控制閥與管路串聯(lián)的系統(tǒng)中，當(dāng)。即使如此，在控制閥與管路串聯(lián)的系統(tǒng)中，當(dāng)S=0.3S=0.3時，時，R RS S仍為仍為5.4 5.4 。而一般工藝過程中，。而一般工藝過程中，Q Qminmin=30%Q=30%Qnornor，Q Qmaxmax=125%Q=125%Qnornor，R RS S不過不過4.164.16。因此，只要。因此，只要S0.3S0.3是可以滿足要求的，只要阻比是可以滿足要求的，只要阻比S S不是太小或?qū)刹皇翘』驅(qū)烧{(diào)比要求太高，可不必驗算實際可調(diào)比。調(diào)比要求太高，可不必驗算實際可調(diào)比。 當(dāng)要求的可調(diào)比較大時，控制閥滿足不了工藝要當(dāng)要求的可調(diào)比較大時，控制閥滿足不了工藝

31、要求，此時，可采用提高控制閥阻比求，此時，可采用提高控制閥阻比S S，或采用大小兩個，或采用大小兩個控制閥并聯(lián)工作的分程調(diào)節(jié)系統(tǒng)?？刂崎y并聯(lián)工作的分程調(diào)節(jié)系統(tǒng)。2、控制閥的有關(guān)概念 4)4)控制閥的可調(diào)比控制閥的可調(diào)比 并聯(lián)管路的實際可調(diào)比并聯(lián)管路的實際可調(diào)比 Rs RSQQmax/Q/Q2 并聯(lián)管路控制閥的實際可調(diào)比并聯(lián)管路控制閥的實際可調(diào)比RS與控制閥的與控制閥的理想可調(diào)比理想可調(diào)比R R無關(guān)，只和總管最大流量與旁路無關(guān)，只和總管最大流量與旁路流量有關(guān)。流量有關(guān)。3、控制閥壓差的確定 我們經(jīng)常遇到的是如圖我們經(jīng)常遇到的是如圖8 8所示處于串聯(lián)管路中的控所示處于串聯(lián)管路中的控制閥。通過前面對

32、控制閥實際特性和可調(diào)比等的演算制閥。通過前面對控制閥實際特性和可調(diào)比等的演算和分析，可以看出影響控制閥調(diào)節(jié)性能的關(guān)鍵參數(shù)是和分析，可以看出影響控制閥調(diào)節(jié)性能的關(guān)鍵參數(shù)是控制閥全開通過最大流量時，控制閥前后的最小壓差控制閥全開通過最大流量時，控制閥前后的最小壓差PP1m1m。所以。所以PP1m1m即為我們要確定的控制閥壓差。即為我們要確定的控制閥壓差。 3、控制閥壓差的確定 流體自流體自1-1到到2-2截面間的能量守恒關(guān)系式為：截面間的能量守恒關(guān)系式為： P Pa a+h=+h= h hf f+ +PP1m1m+ +P Pb b PP1m1m= P= Pa a+h-P+h-Pb b- -h hf

33、 f (11)(11)由控制閥阻比由控制閥阻比的定義及的定義及S=0.3S=0.30.50.5得：得： S=PS=P1m1m/(h/(hf f+ +PP1m1m)=0.3)=0.30.50.5(12)(12)由式（由式（1212）可以計算出）可以計算出PP1m1m=0.429=0.4291.0h1.0hf f。即控制閥的壓差應(yīng)為管路阻力降的即控制閥的壓差應(yīng)為管路阻力降的0.4290.429到到1.01.0倍。倍。 式（式（1111）和式（）和式（1212）就是控制閥壓差的計算公式）就是控制閥壓差的計算公式及核算式。用法為先由式（及核算式。用法為先由式（1111）計算出控制閥的壓差，）計算出控制

34、閥的壓差，再由式（再由式（1212）進(jìn)行核算。只有同時滿足式（）進(jìn)行核算。只有同時滿足式（1111）和式）和式（1212）的要求時，計算出的控制閥壓差才可以作為控）的要求時，計算出的控制閥壓差才可以作為控制閥的選型依據(jù)。制閥的選型依據(jù)。3、控制閥壓差的確定 如何計算出管道阻力降如何計算出管道阻力降hfhf？首先根據(jù)工藝流程圖和控制要求規(guī)劃出控制閥的大致首先根據(jù)工藝流程圖和控制要求規(guī)劃出控制閥的大致位置位置結(jié)合設(shè)備布置圖及接管標(biāo)高構(gòu)想出管系的走向圖（工結(jié)合設(shè)備布置圖及接管標(biāo)高構(gòu)想出管系的走向圖（工藝專業(yè)應(yīng)該學(xué)會繪制管系圖）藝專業(yè)應(yīng)該學(xué)會繪制管系圖）根據(jù)管系圖進(jìn)行水力學(xué)計算求出管道阻力降根據(jù)管系圖

35、進(jìn)行水力學(xué)計算求出管道阻力降hfhf管道專業(yè)的配管圖應(yīng)盡量接近先前構(gòu)想的管系圖管道專業(yè)的配管圖應(yīng)盡量接近先前構(gòu)想的管系圖為了安全起見，計算出的管道阻力降應(yīng)考慮為了安全起見，計算出的管道阻力降應(yīng)考慮1520%1520%的的裕量。對于低壓系統(tǒng)和高粘度物料，配管草圖出來以裕量。對于低壓系統(tǒng)和高粘度物料，配管草圖出來以后要對管道阻力降進(jìn)行核算，因為這樣的管線長度和后要對管道阻力降進(jìn)行核算，因為這樣的管線長度和彎頭數(shù)量變化對管道阻力降的影響比較大。發(fā)現(xiàn)控制彎頭數(shù)量變化對管道阻力降的影響比較大。發(fā)現(xiàn)控制閥壓差確定的有問題，應(yīng)及時進(jìn)行調(diào)整。閥壓差確定的有問題，應(yīng)及時進(jìn)行調(diào)整。3、控制閥壓差的確定 常見工況的

36、處理方法常見工況的處理方法低壓經(jīng)由泵至高壓的工況低壓經(jīng)由泵至高壓的工況 PP1m1m= =S/S/（1-S1-S）h hf fH= PH= Pb b-P-Pa a+ h + + h + h hf f+ + PP1m1m 在這種場合下，為了降低能耗，控制閥的阻比可在這種場合下，為了降低能耗，控制閥的阻比可以要求為以要求為S0.15S0.15。但當(dāng)流量小、揚程低，泵的軸功率。但當(dāng)流量小、揚程低，泵的軸功率較小時，為獲得較好的控制閥品質(zhì)，建議較小時，為獲得較好的控制閥品質(zhì)，建議S0.3S0.3。同。同時，由于根據(jù)泵樣本選的泵揚程一般比所需揚程要高，時，由于根據(jù)泵樣本選的泵揚程一般比所需揚程要高，當(dāng)出

37、現(xiàn)這種情況時，應(yīng)先定出泵的揚程，扣除揚程裕當(dāng)出現(xiàn)這種情況時，應(yīng)先定出泵的揚程，扣除揚程裕量后，再反算控制閥壓差。量后，再反算控制閥壓差。3、控制閥壓差的確定 常見工況的處理方法常見工況的處理方法工藝條件有波動的工況工藝條件有波動的工況 一般來說，工藝條件是相對穩(wěn)定的，它容許在一定的范圍內(nèi)一般來說，工藝條件是相對穩(wěn)定的，它容許在一定的范圍內(nèi)波動。如圖波動。如圖9所示，所示， 由于由于Pa、Pb及前后設(shè)備的液位可能出現(xiàn)最高、及前后設(shè)備的液位可能出現(xiàn)最高、正常和最低值，這樣就可能出現(xiàn)多種操作條件。但仔細(xì)研究可以正常和最低值，這樣就可能出現(xiàn)多種操作條件。但仔細(xì)研究可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Pa最小、前設(shè)備液

38、位最低，而最小、前設(shè)備液位最低，而Pb最大、后設(shè)備液位最高最大、后設(shè)備液位最高時，控制閥壓差最小，所需泵揚程最高。此時應(yīng)在這種條件下確時，控制閥壓差最小，所需泵揚程最高。此時應(yīng)在這種條件下確定控制閥壓差和泵的揚程。定控制閥壓差和泵的揚程。 又比如說鍋爐給水系統(tǒng)的控制閥，因為鍋爐產(chǎn)汽壓力經(jīng)常波又比如說鍋爐給水系統(tǒng)的控制閥，因為鍋爐產(chǎn)汽壓力經(jīng)常波動，會影響到控制閥阻比下降，此時在考慮控制閥壓差時應(yīng)增加動，會影響到控制閥阻比下降，此時在考慮控制閥壓差時應(yīng)增加系統(tǒng)設(shè)備靜壓的系統(tǒng)設(shè)備靜壓的510%作為控制閥壓差的裕量，即用下式進(jìn)行控作為控制閥壓差的裕量，即用下式進(jìn)行控制閥阻比的核算。制閥阻比的核算。 S

39、=PS=P1m1m- -（0.050.1)(P0.050.1)(Pa a-P-Pb b）/(h/(hf f+ +PP1m1m)=0.3)=0.30.50.5 即即: :PP1m1m=S/(1-S)=S/(1-S) h hf f +1/(1-s)(0.050.1)(P+1/(1-s)(0.050.1)(Pa a-P-Pb b）3、控制閥壓差的確定 常見工況的處理方法常見工況的處理方法高壓減至低壓的工況高壓減至低壓的工況 這種工況時，控制閥阻比這種工況時，控制閥阻比S S一般很大。雖然一般很大。雖然S S越越大越好，但有時壓差很大，容易造成控制閥沖大越好，但有時壓差很大，容易造成控制閥沖蝕或流體已

40、呈阻塞流，此時可在控制閥前增設(shè)蝕或流體已呈阻塞流，此時可在控制閥前增設(shè)減壓孔板，使部分壓差消耗在孔板上?？装迳蠝p壓孔板，使部分壓差消耗在孔板上?？装迳戏謸?dān)的壓差可和自控專業(yè)協(xié)商確定，以控制閥分擔(dān)的壓差可和自控專業(yè)協(xié)商確定，以控制閥壓差不高于控制閥的容許壓差為宜。壓差不高于控制閥的容許壓差為宜。3、控制閥壓差的確定 常見工況的處理方法常見工況的處理方法稍高壓力減至低壓或物料自流的工況稍高壓力減至低壓或物料自流的工況 這種工況時，滿足式（這種工況時，滿足式（1111）的控制閥壓差，可）的控制閥壓差，可能滿足不了式（能滿足不了式（1212）的要求。此時可想辦法降）的要求。此時可想辦法降低管路阻力，如

41、：放大管徑、改變設(shè)備布置以低管路阻力，如：放大管徑、改變設(shè)備布置以縮短管道長度或增加位差、減少局部阻力降等縮短管道長度或增加位差、減少局部阻力降等措施，一定要確保措施，一定要確保S S0.30.3。 3、控制閥壓差的確定 常見工況的處理方法常見工況的處理方法輸送氣體介質(zhì)的工況輸送氣體介質(zhì)的工況 氣體管路由于阻力降很小，控制閥阻比氣體管路由于阻力降很小，控制閥阻比S S一般都很大。一般都很大。例如，熱媒為飽和蒸汽的加熱器，其進(jìn)口蒸汽管線上例如，熱媒為飽和蒸汽的加熱器，其進(jìn)口蒸汽管線上的控制閥，為了避免蒸汽能量過多地?fù)p耗在控制閥上，的控制閥，為了避免蒸汽能量過多地?fù)p耗在控制閥上，也為了避免蒸汽過熱度太高影響傳熱效果，一般憑經(jīng)也為了避免蒸汽過熱度太高影響傳熱效果，一般憑經(jīng)驗取控制閥壓差驗取控制閥壓差PP1m1m=0.01=0.010.02MPa 0.02MPa 。雖