電動小流量調節閥的設計與選型 電動調節閥的流量特性

電動小流量調節閥的設計與選型:

電動小流量調節閥概述:

電動小流量調節閥是專門針對小流量調節而開發的小口徑調節閥,可廣泛控制各種氣體、液體、蒸汽的流量,Kv值可至0.01。因而可應用在許多需準確控制微小流量的場合,如精細化工、食品添加劑、醫藥、電子等行業。

電動小流量調節閥調節閥亦可專門用于SCR/SNCR煙氣脫硝系統,使用介質一般為20%濃度氨水或尿素,通過上位機的控制,經T-1000智能型電氣轉換器或電氣閥門定位器輸出的標準氣源信號20-100KPa(即3-15PSI)或DC4-20mA模擬信號來準確控制閥門的開度,從而準確調節氨水或尿素的噴射量,以達到更高標準的煙氣脫硝效率,符合煙氣環保要求。 

在工業系統的許多應用中,對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,這時計算的Cv值都是很小的,這可以用在產量***少的中間試驗裝置或用在把少量試劑添加到大量工藝流體的工業設備。

在考慮使用這些小流量調節閥時,選用的準則和那些常規調節閥大不相同,例如:和調節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。主要的設計問題是認真研究實際需要的流量范圍。CV值越小就越成為理論值。它們作為流通能力的指標是有用的,但******性和重復性卻值得懷疑,因為在許多情況下,由于通過節流部分的流體可能是層流,也可能是層流和紊流的混合,這種混合流動隨閥門行程的變化或流動調節而改變。

從設計觀點上看,需要流體節流的實際尺寸確實很小,但許多小流量的應用涉及到高壓差并伴隨磨損的問題,這個事實就帶來更多的難題。

對于少數嚴格的使用場合,可以利用錐形針或帶銑槽的柱塞在孔中調節,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,這種小流量閥內件在工廠應用時可安裝在普通直通閥的閥體中,但可以顯著減小閥體和執行機構兩者的尺寸。這種調節閥重量輕、緊湊、很適用于實驗裝置的操作。

前面已經說過,當尺寸減小時,小流量調節閥內件的CV值的意義不大,幸而,在閥座孔得到很大的有效流量范圍。除了閥行程可以調整之外,閥內件易于替換,而且,若用許多一樣的閥門,維修幾套閥內件的費用也不高,因為對一樣的閥體,都是可以互換的。

用常規公式來計算所要求的CV值,然后為所用的特定閥門選用接近******尺寸的閥內件,例如實際操作時這些閥內件太小,可以用簡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。

電動調節閥的流量特性：

電動調節閥的流量特性,是在閥兩端壓差保持恒定的條件下,介質流經調節閥的相對流量與它的開度之間關系。調節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(對數)       
等百分比特性的相對行程和相對流量不成直線關系,在行程的每一點上單位行程變化所引起的流量的變化與此點的流量成正比,流量變化的百分比是相等的。所以它的優點是流量小時,流量變化小,流量大時,則流量變化大,也就是在不同開度上,具有相同的調節精度。     
(2)線性特性(線性)       
線性特性的相對行程和相對流量成直線關系。單位行程的變化所引起的流量變化是不變的。流量大時,流量相對值變化小,流量小時,則流量相對值變化大。      
(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,就其調節性能上講,以等百分比特性為較優,其調節穩定,調節性能好。而拋物線特性又比線性特性的調節性能好,可根據使用場合的要求不同,挑選其中任何一種流量特性。
   電動調節閥用于調節介質的流量、壓力和液位。根據調節部位信號,自動控制閥門的開度,從而達到介質流量、壓力和液位的調節。調節閥分電動調節閥、氣動調節閥和液動調節閥等。本手冊主要介紹電動調節閥和氣動調節閥兩種。     
  電動調節閥由電動執行機構或氣動執行機構和調節閥兩部分組成。調節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定的特點,所以通常特別適用于大流量、高壓降和泄漏少的場合。      
   流通能力Cv是選擇調節閥的主要參數之一,調節閥的流通能力的定義為:當調節閥全開時,閥兩端壓差為0.1MPa,流體密度為1g/cm3時,每小時流徑調節閥的流量數,稱為流通能力,也稱流量系數,以Cv表示,單位為t/h,液體的Cv值按下式計算。       
根據流通能力Cv值大小查表,就可以確定調節閥的公稱通徑DN。  

電動調節閥的流量特性直接影響系統的控制質量和穩定性,所以需要正確選擇。

 電動調節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,而實際應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,在選擇調節閥流量特性時,應先考慮選擇工作流量特性。然后,根據實際應用選擇理想流量特性。在生產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,因此調節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。

 在實際使用時,調節閥總是安裝在工藝管路系統中,調節閥前后的壓差是隨著管路系統的阻力而變化的。因此,選擇調節閥的流量特性時,不但要依據過程特性,還應結合系統的配管情況來考慮。

 (1)根據過程特性,選擇閥的工作流量特性。常規控制器的控制規律是線性的,控制器的參數整定后希望能適應一定的工作范圍,不需要經常調整。這就要求廣義對象是線性的,即在遇到負荷、閥前壓力變化或設定值變動時,廣義對象的特性基本保持不變。因此,從自動控制系統的角度看,要求調節閥工作特性的選取原則是使整個廣義對象具有線性特性,即在廣義對象中,除調節閥外其余部分的特性(變送器特性、過程特性)為線性時,應選用線性工作流量特性的調節閥(即Kv為常數);如果變送器特性為線性,而過程特性的放大系數瓦是隨操縱變量的增加而減小時,則調節閥應選用等百分比工作流量特性。總之,當廣義對象(除調節閥外)具有非線性特性時,調節閥應該能夠克服它的非線性影響而使廣義對象接近為線性特性。

 (2)根據配管情況,從所需的工作流量特性出發,推斷出理想流量特性。在生產現場調節閥總是與管道等設備連在一起使用的,所以必然存在著配管阻力,使調節閥的工作流量特性與理想流量特性存在一定差異。因此,在選擇調節閥特性時,還應結合系統的工藝配管情況來考慮。依據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,確定理想流量特性。