电动小流量调节阀的设计与选型 电动调节阀的流量特性

电动小流量调节阀的设计与选型:

电动小流量调节阀概述:

电动小流量调节阀是专门针对小流量调节而开发的小口径调节阀,可广泛控制各种气体、液体、蒸汽的流量,Kv值可至0.01。因而可应用在许多需准确控制微小流量的场合,如精细化工、食品添加剂、医药、电子等行业。

电动小流量调节阀调节阀亦可专门用于SCR/SNCR烟气脱硝系统,使用介质一般为20%浓度氨水或尿素,通过上位机的控制,经T-1000智能型电气转换器或电气阀门定位器输出的标准气源信号20-100KPa(即3-15PSI)或DC4-20mA模拟信号来准确控制阀门的开度,从而准确调节氨水或尿素的喷射量,以达到更高标准的烟气脱硝效率,符合烟气环保要求。 

在工业系统的许多应用中,对常压下的少量物料或***高压差下稍大的物料量都要求有******的控制,这时计算的Cv值都是很小的,这可以用在产量***少的中间试验装置或用在把少量试剂添加到大量工艺流体的工业设备。

在考虑使用这些小流量调节阀时,选用的准则和那些常规调节阀大不相同,例如:和调节阀串接的摩擦损失很小,也没有不利的泵压头特性,不要求有真正的等百分比特性。主要的设计问题是认真研究实际需要的流量范围。CV值越小就越成为理论值。它们作为流通能力的指标是有用的,但******性和重复性却值得怀疑,因为在许多情况下,由于通过节流部分的流体可能是层流,也可能是层流和紊流的混合,这种混合流动随阀门行程的变化或流动调节而改变。

从设计观点上看,需要流体节流的实际尺寸确实很小,但许多小流量的应用涉及到高压差并伴随磨损的问题,这个事实就带来更多的难题。

对于少数严格的使用场合,可以利用锥形针或带铣槽的柱塞在孔中调节,孔径范围从1/8英寸到1/4英寸,这种类型的阀门行程约为1/2英寸,这种小流量阀内件在工厂应用时可安装在普通直通阀的阀体中,但可以显著减小阀体和执行机构两者的尺寸。这种调节阀重量轻、紧凑、很适用于实验装置的操作。

前面已经说过,当尺寸减小时,小流量调节阀内件的CV值的意义不大,幸而,在阀座孔得到很大的有效流量范围。除了阀行程可以调整之外,阀内件易于替换,而且,若用许多一样的阀门,维修几套阀内件的费用也不高,因为对一样的阀体,都是可以互换的。

用常规公式来计算所要求的CV值,然后为所用的特定阀门选用接近******尺寸的阀内件,例如实际操作时这些阀内件太小,可以用简单地增加阀行程或者稍微修正阀芯的方法来提高流通能力。

电动调节阀的流量特性：

电动调节阀的流量特性,是在阀两端压差保持恒定的条件下,介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系。调节阀的流量特性有线性特性,等百分比特性及抛物线特性三种。
三种注量特性的意义如下:       
(1)等百分比特性(对数)       
等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系,在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比,流量变化的百分比是相等的。所以它的优点是流量小时,流量变化小,流量大时,则流量变化大,也就是在不同开度上,具有相同的调节精度。     
(2)线性特性(线性)       
线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。流量大时,流量相对值变化小,流量小时,则流量相对值变化大。      
(3)抛物线特性  
流量按行程的二方成比例变化,大体具有线性和等百分比特性的中间特性。  
从上述三种特性的分析可以看出,就其调节性能上讲,以等百分比特性为较优,其调节稳定,调节性能好。而抛物线特性又比线性特性的调节性能好,可根据使用场合的要求不同,挑选其中任何一种流量特性。
   电动调节阀用于调节介质的流量、压力和液位。根据调节部位信号,自动控制阀门的开度,从而达到介质流量、压力和液位的调节。调节阀分电动调节阀、气动调节阀和液动调节阀等。本手册主要介绍电动调节阀和气动调节阀两种。     
  电动调节阀由电动执行机构或气动执行机构和调节阀两部分组成。调节并通常分为直通单座式和直通双座式两种,后者具有流通能力大、不平衡办小和操作稳定的特点,所以通常特别适用于大流量、高压降和泄漏少的场合。      
   流通能力Cv是选择调节阀的主要参数之一,调节阀的流通能力的定义为:当调节阀全开时,阀两端压差为0.1MPa,流体密度为1g/cm3时,每小时流径调节阀的流量数,称为流通能力,也称流量系数,以Cv表示,单位为t/h,液体的Cv值按下式计算。       
根据流通能力Cv值大小查表,就可以确定调节阀的公称通径DN。  

电动调节阀的流量特性直接影响系统的控制质量和稳定性,所以需要正确选择。

 电动调节阀流量特性分理想流量特性和工作流量特性。一般制造厂所提供的流量特性是理想流量特性,而实际应用需要的则是工作流量特性。由于压降比S小于1,工作流量特性上凸。因此,在选择调节阀流量特性时,应先考虑选择工作流量特性。然后,根据实际应用选择理想流量特性。在生产中常用的理想流量特性是线性、等百分比和快开特性。而快开特性主要用于双位控制及程序控制,因此调节阀流量特性的选择通常是指如何合理选择线性和等百分比理想流量特性。

 在实际使用时,调节阀总是安装在工艺管路系统中,调节阀前后的压差是随着管路系统的阻力而变化的。因此,选择调节阀的流量特性时,不但要依据过程特性,还应结合系统的配管情况来考虑。

 (1)根据过程特性,选择阀的工作流量特性。常规控制器的控制规律是线性的,控制器的参数整定后希望能适应一定的工作范围,不需要经常调整。这就要求广义对象是线性的,即在遇到负荷、阀前压力变化或设定值变动时,广义对象的特性基本保持不变。因此,从自动控制系统的角度看,要求调节阀工作特性的选取原则是使整个广义对象具有线性特性,即在广义对象中,除调节阀外其余部分的特性(变送器特性、过程特性)为线性时,应选用线性工作流量特性的调节阀(即Kv为常数);如果变送器特性为线性,而过程特性的放大系数瓦是随操纵变量的增加而减小时,则调节阀应选用等百分比工作流量特性。总之,当广义对象(除调节阀外)具有非线性特性时,调节阀应该能够克服它的非线性影响而使广义对象接近为线性特性。

 (2)根据配管情况,从所需的工作流量特性出发,推断出理想流量特性。在生产现场调节阀总是与管道等设备连在一起使用的,所以必然存在着配管阻力,使调节阀的工作流量特性与理想流量特性存在一定差异。因此,在选择调节阀特性时,还应结合系统的工艺配管情况来考虑。依据工艺配管情况确定压降比S值后,可以从所选的工作流量特性出发,确定理想流量特性。