智能调节阀流量计算选型

计算调节阀口径需要确定计算流量、确定计算差压、计算流通能力、选择流通能力、验算和确定调节阀口径这六步骤，本文分享调节阀口径选择的相关知识。流通能力是选择调节阀口径的主要依据。为了能正确计算流通能力，首无必须合理确定调节阀的流量和压差的数值。通常把代入流通能力计算公式的流量和压差称为计算流量和计算压差。

计算调节阀口径需要确定计算流量、确定计算差压、计算流通能力、选择流通能力、验算和确定调节阀口径这六步骤，本文分享调节阀口径选择的相关知识。

智能调节阀流量计算选型选择的步骤

1、计算流量的确定

计算流量是指通过调节阀的最大流量。流量值应根据工艺设备的生产能力、对象负荷的变化、操作条件变化以及系统的控制品质等因素综合考虑、合理确定。但有两种倾向应避免：一是过多考虑余量，使阀门口径选得过大，这不但造成经济上的浪费，而且将使阀门经常处于小开度工作，从而使可控比减小，控制性能变坏，严重时甚至会引起振荡，从而大大降低了调节阀的寿命；二是只考虑眼前生产，片面强调控制质量，以致当生产力略有提高时，控制阀就不能适应，被迫更换。计算流量也可以参考泵和压缩机等流体输送机械的能力来确定。有时，综合多种方法来确定。

调节阀量特性包括理想流量特性和工作流量特性。理想流量特性是指在调节阀进出口压差固定不变情况下的流量特性，常见的有直线、快开、等百分比、抛物线特性，如图所示：调节阀流量特性 

直线流量特性

调节阀的相对流量与相对开度呈直线关系，即单位相对行程变化引起的相对流量变化是一个常数。小开度时流量变化大，大开度时流量变化小；小负荷时调节过于灵敏易振荡，大负荷时调节平缓不及时，适应能力较差。

快开流量特性

在阀行程较小时，流量就有比较大的增加，很快达最大。小开度时流量很大，随着行程的增大，阀门开度流量很快达到最大。常用在位式和程序控制的场合。

等百分比流量特性

单位行程变化引起流量变化的百分率是相等的。在全行程范围内工作较平稳，尤其在大开度时，放大倍数大、灵敏。应用广泛，适应性强。

抛物线流量特性

特性介于直线特性和等百分比特性之间，使用上常以等百分比特性代之。调节性能较理想。

在实际应用中，调节阀进出口的压差是变化的，这时调节阀相对流量与相对开度之间的关系称为工作流量特性。可分为串联管道时和并联管道时的工作流量特性。

调节阀与管道串联时，调节阀开度的变化会引起流量的变化，流量改变，系统阻力也相应改变，由于阀门压降分配的原因，会使理想的直线特性畸变为快开特性，理想的等百分比特性畸变为直线特性。流量特性的畸变，将影响控制质量。

调节阀与管道并联时，由于旁路的作用，虽然调节阀流量特性无变化，但系统的可调范围缩小了，调节阀能控制的流量变化范围也大大减小，严重时甚至起不到调节作用。因此一般旁路流量不能超过总流量的20%。

智能调节阀流量计算选型

为了实现控制，调节阀通过调整开度来改变流量，而流量的改变将使调节阀进出口的压降发生变化。如果把上述过程绘制成流量与开度的对应关系曲线，再利用流量与压降相交的轨迹就可以得到一条曲线，这条曲线就表示了阀门的实际流量特性。如果把流量与开度的对应关系理解成增益和灵敏度的关系，假定压降△P为常数，从下图可看出，线性阀的灵敏度是常数；而快开阀和等百分比阀的灵敏度则是变化的。为使控制系统稳定，总希望系统的增益为常数。调节阀是系统的组成部分，当然是常数增益最好。但实际应用中系统的增益大多不是常数。从理论上看，选择调节阀的流量特性，是为了补偿控制系统中的非线性增益，要进行理论分析和计算很复杂。

2、智能调节阀流量计算选型计算压差的确定

计算压差是指调节阀阀全开，流量最大时调节阀上的压差。确定计算压差时必须兼顾控制性能和动力消耗两方面。阀上的压差占整个系统压差的比值越大，调节阀流量特性的畸变越小，控制性能就越能得到保证。但阀前后压差越大，所消耗的动力越多。

计算压差主要是根据工艺管路、设备等组成的系统压差大小及变化情况来选择，其步骤如下：

①把调节阀前后距离最近的、压力基本稳定的两个设备作为系统的计算范围。

②在最大流量条件下，分别计算系统内各项局部阻力(调节阀除外)所引起的压力损失△PF，再求出它们的总和Σ△PF。

③选择S值。S值应为调节阀全开时控制阀上压差△PV和系统总的压力损失之比，即S=△PV÷(△PV+Σ△PF)，常选S=0.3-0.5。但某些系统，即使S值小于0.3时仍能满足控制性能的要求。对于高压系统，为了降低动力消耗，也可降低到S=0.15。对于91视频黄色网介质，因为阻力损失较小，调节阀上的压差所占的分量较大，所以一般S值都大于0.5。但在低压及真空系统中，由于允许压力损失较小，所以S仍以0.3-0.5为宜。

④按已求出的Σ△PF及选定的S值，利用公式S=△PV÷(△PV+Σ△PF)可求取调节阀计算压差△PV=SΣ△PF÷(1-S)。

考虑到系统设备中静压经常波动，会影响阀门上压差的变化，使S值进一步下降。如锅炉给水控制系统中，计算压差应增加系统设备静压(设锅炉额定静压为P)的5%-10%，即△PV=SΣ△PF÷(1-S)+0.0521P。

调节阀上的压差增加固然对控制有利，但是过大的压差有可能使调节阀出现汽蚀现象。在确定计算压差时还应考虑不产生汽蚀。

3、智能调节阀流量计算选型调节开度和可控比的验算

计算流量、计算压差确定之后，应作调节阀调节开度和可控比的验算。

①调节阀开度的验算

一般最大流量下调节阀的开度应在90%左右，最小流量下调节阀的开度不小于10%。开度验算时必须考虑理想的调节阀流量特性和工作条件。下面给出两种常用流量特性的调节阀在工作条件下(串联管道)的开度验算公式

直线特性调节阀开度：

等百分比调节阀开度：

式中k为流量qi处的阀门开度；qi为被验算开度处的流量，m3/h；r为介质密度，kg/m3。

②可控比的验算

目前，我国统一设计的调节阀，其理想可控比R一般均为30，但在使用时受最大开度和最小开度的限制，一般会使可控比下降到10左右。在串联管道情况下，实际可控比。因此，按下面的公式进行可控比验算,若Rc＞qmax/qmin时，则所选调节阀符合要求。否则，必须改变调节阀的S数值，可采取增加系统压力或采用两个控制阀(降低S数值)，进行分程控制的方法来满足可控比要求。

综上所述，根据工艺所提供的数据确定调节阀口径的步骤为：

①确定计算流量：根据生产能力、设备负荷及介质状况，确定计算流量qmax和qmin。

②确定计算压差：根据所选定的流量特性和系统特性选定S值，然后决定计算压差。

③计算流通能力：根据已决定的计算流量和计算压差，求最大流量时的流通能力Cmax。

④选择流通能力C：根据已求得的Cmax在所选用的产品型式的标准系列中，选取大于Cmax且与其的那一挡C值。

⑤验算：验算控制阀开度和可控比。

⑥确定控制阀口径：验算合格后，根据流通能力C值决定控制阀的公称直径和阀座直径。

智能调节阀流量计算选型流量特性的选择

调节阀流量特性的选择一般都采用经验法，即从控制质量、工况条件、负荷及特性几个行方面进行考虑： 

1、根据系统的控制质量来选择调节阀的流量特性

按控制的特性补偿原理，为达到好的控制质量，应尽量使开环放大系数与各环节放大系数的乘积为常数。因此，选择好调节阀的流量特性，以阀的放大系数变化来补偿对象放大系数的变化，以达到系统的总放大系数保持不变的目的。

2、根据工况条件来选择调节阀的流量特性

工况条件中具体的就是管道系统压降变化情况，而调节阀的流量特性与压降比有密切的关系。因此应根据管道系统压降比的大小，来选择阀门的流量特性。

3、根据负荷变化来选择调节阀的流量特性

直线阀在小开度时流量变化大，调节过于灵敏，易振荡。在大开度时，调节作用又显得微弱，造成调节不及时，不灵敏。因此在压降比较小，负荷变化大的场合不宜采用直线阀。等百分比阀在接近关闭时工作缓和平稳，而接近全开状态时，放大系数大，工作灵敏有效，因此适合用在负荷变化大的场合。快开阀在行程小时，流量较大，随着行程的增大，流量很快达到最大，常用在位式和程序控制的场合。

4、按被控对象来选择调节阀的流量特性

有自平衡能力的控制对象，可选择等百分比流量特性的调节阀，不具有自平衡能力的控制对象，应选择直线流量特性的调节阀。