控制阀额定流量系数的确定

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1、控制阀额定流量系数的确定标题：控制阀额定流量系数的确定作者：何衍庆 杨洁 王为国 王大方 邱宣振 王秀娟来源：互联网一确定控制阀额定流量系数的传统方法确定控制阀额定流量系数的传统估算方法如下1。确定计算流量：根据工艺提供的设计条件，确定计算流量Q九和Q .。max min确定计算压差：根据已选择的控制阀流量特性及系统特点，确定压降比S,并 确定计算压差。九计算九流量系数：按照工作情况判定介质性质及阻塞流情况，选择合适计算公 式或图表，根据已经确定的计算流量和计算压差，计算出最大和最小流量时的 Kvmax和Kvmin。根据阻塞流情况，必要时进行噪声预估计算。选用控制阀额定九流量系数：根据已求取的

2、Kvmax，进行放大和圆整，在制造 max商提供的产品系列中，选用大于Kvmax并最接近的系列值，作为控制阀订货的 额定流量系数Kv。控制阀开度验算：一般要求最大计算流量时开度不大于90%，最小计算流 量时开度不小于 10%。控制阀实际可调比的验算：一般要求实际可调比不小于10。九阀座直径和公称直径的确定：验算合格后，根据额定九流量系数Kv确定。传统估算方法中，放大倍率m可如表1所示确定。表1 m计算值4.852.681.921.541.321.181.101.041.0119.410.26.284.253.072.321.811.461.20平方根抛物线文献1给出了计算示例，说明了估算方法。

3、但该计算方法在确定额定流量系 数时，没有考虑压降比s的影响，实际开度计算也按s=1确定。由于传统估算 方法要求压降比s在0.61之间，及数值向上圆整，因此，确定额定流量系数 的传统方法对控制系统影响并不大。随着对节能的重视，由于控制阀是耗能元件, 控制阀两端如果能够在小压降下运行有利于系统能量的充分利用，因此，工艺设 计计算时已经将控制阀的压降比作为重要设计条件。例如，化工工艺设计手册2 已经明确指出控制阀压降比设计值为 0.3。当控制阀压降比s=0.5时，控制阀可调节的最大流量约是控制阀额定最大 流量的70%，因此，在实际应用中确定控制阀额定流量系数的传统方法所选用 控制阀在全开时不能满足工

4、艺最大流量的控制要求。二影响控制阀额定流量系数的因素控制阀额定流量系数与下列因素有关。控制阀计算九流量系数：控制阀计算流量系数可以根据工艺提供的正常流量、 最大流量和最小流量，及计算压差确定。控制阀的压降比：控制阀压降比的减小会使实际最大流量下降，压降比越小， 实际最大流量的下降越大。表2显示压降比s与控制阀最大流量下降的百分比 的关系。九表2压降比s与控制阀最大流量下降的百分比的关系s0.10.20.30.40.50.60.70.8百分比31.6%44.7%54.8%63.3%70.7%77.5%83.7%89.4%0.994.9%表2表明，当压降比s减小时，控制阀可调节的最大流量减小。例如

5、，在压 降比s在0.8以上时，由于在选用控制阀额定流量系数时，通过向上圆整的方 法，因此，一般情况下，采用确定控制阀额定流量系数的传统方法可以在最大流 量时满足工艺最大流量的控制要求。但当压降比在0.3到0.6时，控制阀可调 节的最大流量是额定最大流量的 54.877.5%，造成在最大开度下仍不能满足工艺最大流量的控制要求。为此，在控制阀额定流量系数确定时，应考虑压降比 的影响，增大放大倍率。压降比越小，放大倍率越大。工艺所需流量时控制阀的开度：在选用控制阀时，如果考虑今后的扩展，可 在最大流量时希望开度在 80%或更小的开度值。如果，从经济性考虑，可在正 常流量时选用 60%(线性流量特性)

6、或90%开度(等百分比流量特性)，或 更大的开度值。但需注意，由于选用不同的希望开度，会影响附加管件的阻尼系 数，并影响计算流量系数的值，因此，需复算计算流量系数。此外，实际开度计 算也应考虑s的影响。控制阀固有流量特性：控制阀固有流量特性影响相对行程和相对流量的关系， 因此，应考虑流量特性对选用额定X流量系数的影响。例如，等百分比流量特性 控制阀的放大倍率大于线性流量特性控制阀的放大倍率。流量特性的选用与被控 对象特性、扰动的性质等有关3。固有可调比：固有可调比影响控制阀流量特性，因此，影响额定九流量系数的 确定。三控制阀额定流量系数的估算公式考虑压降比的影响，控制阀流量特性发生畸变，因此，

7、估算公式如下4。线性流量特性： X1)3)等百分比流量特性： X2)抛物线流量特性： X理想快开流量特性： X式中，R是理想可调比，Q为实际流量，Qmax为最大流量，s是压降比。将上述关系转换为不同开度下流量与最大流量之比，可获得对应的比值。则 根据某一希望开度时的流量可确定最大流量时的放大倍率k。即：Kv= kKv1(5)表3和表4分别是 R=30 时线性流量特性和等百分比流量特性控制阀，在 不同压降比和希望开度下的放大倍率关系。表5是R=50时等百分比流量特性 控制阀，在不同压降比和希望开度下的放大倍率关系。表中， s=1 的倍率值与 表 1 的倍率值是一致的。示例1控制阀额定流量系数的确

8、定。某乙烯工程的压力控制系统，根据最大流量计算获得流量系数值为54.5， 选用等百分比流量特性，希望开度在85%，压降比为0.3，理想可调比为50， 根据表4,倍率为2.3594。因此，应选流量系数为：54.5x2.260=128.5873o选用控制阀额定流量系数为160,计算出实际开度为76.5%。如果不考虑压降比的影响，从表4可得倍率为1.7982,因此，选用额定流 量系数为100的控制阀，运行在压降比为0.3的情况下，实际开度为99.58%。 实际应用时就可能出现最大流量不能满足工艺控制要求的情况。对于线性流量特 性的控制阀，当压降比为0.3 时，最大流量只能达到额定最大流量的70%，因

9、 此，必然出现不能满足工艺控制要求的情况。表3线性流量特性控制阀，不同压降比时的倍率k (R=30)S0.050.100.150.20.250.30.40.50.60.70.80.91.0%8.84158.25668.05227.94817.88497.84257.78927.75707.73557.72017.70857.69957.60%6.20195.33515.01304.84394.73964.66874.57864.52374.48674.46014.44004.42434.40%5.34474.30873.90283.68313.54483.44943.32653.25043.19873.16133.13293.11073.00%4.96683.83003.36683.10952.94432.82882.67752.58242.51712.46932.43292.40422.30%4.76933.57023.06802.78322.59732.46572.29042.1786