调节阀概述PPT课件

1、3.调节阀构成调节阀构成.调节阀执行器阀 体附 件电动 液动 气动 阀本体内件 上阀盖定位器电磁阀其他 材料,法兰 材料,特性,CV 形式,材料 阀型,温度,压力 第1页/共62页4.调节阀选型调节阀选型选型规格书作成 品种型式的选定选型条件的确任 配管条件使用条件工艺条件P1,P2,Pmax,T,G,CP介质,流量,浆状,闪蒸泄漏,特性,动作,信号公称压力,法兰,材料第2页/共62页二二.调节阀阀本体形式调节阀阀本体形式.第3页/共62页1.单座调节阀单座调节阀- -特点: :1.1.泄漏率低.IV-0.01%CV.V-0.001%CV.IV-0.01%CV.V-0.001%CV VI-0.

2、00001% VI-0.00001%。 2.2.不平衡轴推力大,P,P低。 3.3.结构简单。- -用途: :1.1.清洁流体优选。 2.2.小口径(1B(1B以下) )。 3.3.泄漏率低。 4.4.开- -关切断。 5. P5. P低, ,标准执行器。第4页/共62页2.笼式调节阀笼式调节阀- -特点: :1.1.泄漏率大.II-0.5%CV.III-0.1%CV.II-0.5%CV.III-0.1%CV VI-0.00001% VI-0.00001%。 2.2.不平衡轴推力小,P,P高。 3.3.耐汽蚀, ,耐冲刷, ,噪音低。 4.4.压差变化小, ,调节稳定性好。- -用途: :1.

3、1.压差高, ,压力变动频繁。 2.2.压差高, ,有轻微汽蚀. .冲刷。第5页/共62页笼式调节阀笼式调节阀第6页/共62页3.笼式单座调节阀笼式单座调节阀- -特点：1.1.泄漏率低.IV-0.01%.IV-0.01% 2. 2.不平衡轴推力大,P,P低。 3.3.两级降压, ,避免产生空化。- -用途：压差大，温度高，产生空化 汽蚀的水。P3MPaP3MPa第7页/共62页笼式单座调节阀笼式单座调节阀.第8页/共62页4.平衡笼式单座调节阀平衡笼式单座调节阀- -特点: :1.1.带活塞环的压力平衡笼 式单座密封。 2.2.泄漏率低.III-0.1%CV,.III-0.1%CV, IV-

4、0.01%CV IV-0.01%CV。 3.3.不平衡轴推力小,P,P高。 4.4.压差变化小, ,调节稳定性好。- -用途: :压差高, ,泄漏率低的调节及切 断放空工况。第9页/共62页5.低噪音调节阀低噪音调节阀- -特点：套筒采用小孔节流，避免高 压喷流气体产生旋涡而引起 的阀震动及高噪音。- -用途：高压差气体。 P1MPa P1MPa 第10页/共62页6.角形调节阀角形调节阀- -特点: :1.1.泄漏率低.IV-0.01%CV.V-0.001%CV.IV-0.01%CV.V-0.001%CV VI-0.00001% VI-0.00001%。 2.2.不平衡轴推力大,P,P低。

5、3.3.流路简单，有自洁功能。 4.4.阀本体不易被冲蚀。- -用途: :1.1.配管需要。 2.2.高粘度. .浆料状介质。 3.3.高压差, ,阀体被冲蚀严重。- -注意:1.:1.侧进底出时需加大执行器。 2.2.底进侧出时相当于单座阀。第11页/共62页7.三通调节阀三通调节阀- -特点: :1.1.一台阀可实现分流或合流, ,替代两台阀. . 2. 2.泄漏率低.IV-0.01%CV.IV-0.01%CV。 3.3.不平衡轴推力大,P,P低。 4.4.温差T150-200T150-200。- -用途: :热交换器, ,喷涂工况。第12页/共62页8.保温夹套调节阀保温夹套调节阀- -

6、特点：阀体或上阀盖带夹套。- -用途：需要进行保温工况。第13页/共62页9.蝶形调节阀蝶形调节阀- -特点: :1.1.流路简单, ,压力损失小, ,阀容量大。 2.2.允许差压小。 3.3.阀泄漏: :间隙式2%CV,2%CV,台阶形 阀座0.1%CV,0.00001%CV0.1%CV,0.00001%CV。 4.4.固有流量特性.%.%。- -用途: :1.1.低压差大流量。 2.2.料浆性介质。 3.3.非金属衬里防腐蚀。第14页/共62页10.凸轮挠曲调节阀凸轮挠曲调节阀- -特点: :1.1.阀容量大, ,可调比大。 2.2.流路平滑, ,杂质不易沉淀。 3.3.偏心旋转无磨擦,

7、,密封寿 命长, ,导流翼使流体动态 调节平稳, ,许容压差大。 4.4.泄漏率低.IV-0.01%.IV-0.01%. PTFE- PTFE-“0 0”- -用途: :1.1.大容量. .大调节范围。 2.2.含软质料浆流体。 3.3.开- -关动作, ,切断工况。 4.4.小形. .轻量要求。第15页/共62页11.“O”形切断球阀形切断球阀- -特点: :1.1.直通流路, ,低流阻, ,大容量, , 杂质不沉淀。 2.2.泄漏率低.V-0.001%,.V-0.001%, VI-0.00001% VI-0.00001%。 3.3.许容压差大, ,调节范围大。 4.4.同心旋转, ,磨擦大

8、, ,寿命短。- -用途: :开- -关动作, ,切断工况。第16页/共62页12.“V”形调节球阀形调节球阀-特点:1.低流阻, ,大容量, ,杂质不沉淀。 2.2.泄漏率低.V-0.001%,.V-0.001%, VI-0.00001% VI-0.00001%。 3.3.许容压差大, ,调节范围大。 4.4.同心旋转, ,磨擦大, ,寿命短。- -用途: :1.1.开- -关动作, ,调节. .切断工况。 2.2.料浆状, ,纤维状介质。第17页/共62页调节阀功能比较调节阀功能比较调节调节切断切断压差压差防堵防堵耐蚀耐蚀耐压耐压耐温耐温重量重量外观外观单座阀单座阀AA-CCA-AA-CB

9、笼式阀笼式阀ABACBAACB角形阀角形阀AA-CAA-AA-CB隔膜阀隔膜阀CACA-ACCB-B蝶阀蝶阀BB-CAA-CA-AA球阀球阀BAA-ABBBBB挠曲阀挠曲阀B+A-B+A-BBB+B+A第18页/共62页b.b.流量系数KV(CV)KV(CV)温度为5-40(60)5-40(60)的水(H2O)(H2O)， 在0.1MPa(1psi)0.1MPa(1psi)压降下,1,1小时内流过调节阀的立方 米数(US gal/min)(US gal/min)。c.c.液体压力恢复系数(F(FL L) )阀体内部几何形状函数, ,表 示调节阀在流体最小收缩断面后动能转变为压力能 的量度。 非

10、阻塞流时：F FL L= =(P(P1 1-P-P2 2)/(P)/(P1 1-P-PVCVC) ) 阻塞流时： F FL L= =(P(P1 1-P-P2 2)max/(P)max/(P1 1-F-FF FP PV V) ) 阻力越小阻力越小FLFL越小越小, ,压力恢复越厉害。压力恢复越厉害。d.d.压差比系数(X(XT T) )阻塞流时, ,压差比 X(P/PX(P/P1 1)=X)=XT TK/1.4K/1.4 达到极限值, ,这个极限值称为临界压差比。 X XT T- -压差比系数第19页/共62页e.阻塞流在阀入口压力保持恒定逐步降低出口压力,当增加压差不能进一步增大流量,即流量增

11、加到一个最大的极限值，此时的流动状况-阻塞流。f.缩流断面阀节流后,流束最小的截面缩流断面g.压力恢复流体在缩流断面流速最大,压力最低。 此后流速 逐渐减小，而压力逐渐回升，压力回升的现象 -压力恢复。h.空化流体流经调节阀时,缩流断面的压力达到入口 温度饱和蒸汽压,就出现汽泡。然后，由于压力恢复，可使汽泡破灭。从汽泡形成直至汽泡破灭的全过程-空化。i.闪蒸流体流经调节阀时,由于压力降低至饱和蒸汽压,产生 汽泡,而下游压力等于或低于入口温度饱和蒸汽压时,汽泡没能破灭,并随液体流出调节阀,此过程-闪蒸。第20页/共62页空化.气蚀第21页/共62页PvP2P1VVP三三.CV.CV值计算值计算第

12、22页/共62页1.调节阀的节流原理和流量系数(Kv)不可压缩流体流经调节阀的能量损失为：H=(P1-P2)/rg（1） K一定，流体不可压缩，则r不变。单位重量的流体的能量损失与流体的动能成正比：H=(V02/2g)（2） ( V0= (H*2g)/)流体在调节阀中的平均流速为：V0=Q/A (3) （Q=V0*A）(1).(2).(3)综合,得调节阀流量方程:Q=A/ 2(P1-P2)/r (4)第23页/共62页将(4)代入单位得：Q=5.09A/P /rm3/h 令Kv= 5.09A/Q=KvP/r Kv=Qr/P =5.09A/r-流体密度-t/m3. g-重力加速度. -调节阀阻力

13、系数.A-调节阀连接管的横截面积cm2.P=P1-P2 100kPa .Q-流体的体积流量m3/h第24页/共62页CVCV值计算公式值计算公式: :1.不可压缩流体（液体）判别判别工况工况非阻塞流非阻塞流阻塞流阻塞流判别判别式式PFPFL L2 2(P(P1 1-F-FF FP PV V) )PFPFL L2 2(P(P1 1-F-FF FP PV V) )计算计算公式公式Kv=10QLY YL L/(/(P P1 1-P-P2 2) )Kv=10QLY YL L/(F/(FL L2 2P P1 1-F-FF FP PV V) )备注备注 Cv=1.167Kv.FF=0.96-0.28 P

14、PV/V/P PC C (F(FF F=0.67-0.9)=0.67-0.9)第25页/共62页CVCV值计算公式值计算公式: :1.不可压缩流体（液体）判别判别工况工况非阻塞流非阻塞流阻塞流阻塞流判别判别式式PPF FL L2 2(P(P1 1-F-FF FP PV V) )PFPFL L2 2(P(P1 1-F-FF FP PV V) )计算计算公式公式Kv=10QLY YL L/(/(P P1 1-P-P2 2) )Kv=10QLY YL L/F/FL L2 2(P(P1 1-F-FF FP PV V) )备注备注 Cv=1.167KvFF=0.96-0.28 P PV/V/P PC C

15、 (F(FF F=0.67-0.9)=0.67-0.9)第26页/共62页QL-最大流量(m3/h ) P1-阀前绝压(kPa) P2-阀后绝压(kPa) P-压差=P1-P2 (kPa)YL-液体密度（g/cm3） FL-液体压力恢复系数FF-液体临界压力比系数PV-阀入口温度饱和蒸汽压(kPa)PC-热力学临界压力(kPa).( H2O=22100KPa)M-操作温度下液体粘度(cst)a.粘度补正: 粘度M20(cst),补正系数RR=44000/(M*KV1) R1000需进行补正 KV=X*KV1 X-查表第27页/共62页部分物质的热力学临界压力Pc和临界温度Tc名称名称分子式分子

16、式Pc.100kPaTc.K氩氩Ar49.7150.8氯氯Cl277.9417氟氟F253.1144.3氯化氢氯化氢HCl83.9324.6氢氢H213.933.2水水H2O221647.3氨氨NH3114405.6二氧化碳二氧化碳CO274.7304.2第28页/共62页2.可压缩流体(气体) 平均重度法Ym(FCI)流动工流动工况况非阻塞流非阻塞流-a阻塞流阻塞流-b判别式判别式PPP P1 1/2/2PPPP1 1/2/2计算公计算公式式-aCV=(Q/287)CV=(Q/287)G G( (273+T273+T) )/P/P( (P P1 1+P+P2 2) )计算公计算公式式-bCV

17、=QCV=QG G( (273+T273+T) )/249P/249P1 1第29页/共62页3.水蒸汽流动工况流动工况非阻塞流非阻塞流-a阻塞流阻塞流-b判别式判别式PPP P1 1/2/2PPPP1 1/2/2计算公式计算公式-a饱和蒸汽饱和蒸汽CV=W(CV=W(1+0.0013T1+0.0013T) )/(/(13.6713.67P(PP(P1 1+P+P2 2) ) )CV=1.41W/(fCV=1.41W/(fP(PP(P1 1+P+P2 2) ) )计算公式计算公式-b饱和蒸汽饱和蒸汽CV=W(CV=W(1+0.0013T1+0.0013T)/(11.9P)/(11.9P1 1)

18、 )CV=1.64W/f.PCV=1.64W/f.P1 1注注:蒸汽系数蒸汽系数-fH2O:H2O:f=19.3,f=19.3,NH3:NH3:f=25,f=25,F22:F22:f=68.5f=68.5CH4.C2H6:CH4.C2H6:f=37,f=37,C3H4.C3H6:C3H4.C3H6:f=41.5f=41.5C4H4.C5H4:C4H4.C5H4:f=43.5f=43.5第30页/共62页符号及单位 Q-最大流量(Nm3/h ) P-压差=P1-P2(100kPa) P1-阀前绝压(100KPa) P2-阀后绝压(100KPa) G-气体比重（标准状态，空气=1） T-操作温度（

19、） W-蒸汽的重量流量（kg/h) T-过热蒸汽与饱和蒸汽的温差（）第31页/共62页标态密度：kg/Nm3=kg/m3*(273+T)/(289*P1)气体比重：G= kg/Nm3 *0.82 G=分子量/29标态流量：Nm3/h=m3/h*289*P1/(273+T)温 度: =(-32)/1.8 =K-273粘 度：CP(动力)=CST(运动)*G SSU=(CP+CP2+158.4G2)/0.44G 1N.S/m2=1000CP=10Poisscg(泊)/cm2 1m2/s=106cst=104cm2/s压 力: 1atm=0.1MPa=100kPa=760mmHg =10.3mH2O

20、=1.01bar =1.03kgf/cm2单位换算第32页/共62页可压缩流体(气体) 膨胀系数法(y)(IEC)判别判别式式XFKXT计计算算公公式式Kv=(Qg/5.19P1y) (T1YNZ/XKv=(Qg/24.6P1y)T1MZ/XKv=(Qg/4.57P1y)T1GZ/X第33页/共62页判别判别式式XFKXT计计算算公公式式Kv=(Qg/2.9P1) (T1YNZ/kXTKv=(Qg/13.9P1)T1MZ/kXTKv=(Qg/4.57P1y)T1GZ/ kXT 可压缩流体(气体) 膨胀系数法(y)(IEC)第34页/共62页蒸汽 膨胀系数法(y)(IEC)判别条件判别条件计算公

21、式计算公式XFKXTKv=(Ws/3.16y)1/XP1YsKv=(Ws/1.1P1y)T1Z/XMXFKXTKv=(Ws/1.78)1/kXTP1YsKv=(Ws/0.62P1)T1Z/kXTM第35页/共62页两项流-膨胀系数法(y)(IEC) 液体与非液化气体:采用有效密度法 (Ye)判别判别条件条件计算公式计算公式液体液体与非与非液化液化气体气体Kv=(Wg+WL)/(3.16PYe )Ye=(Wg+WL)/(Wg/Ygy2+WL/103YL)Ye=(Wg+WL)/(T1Wg/2.64y2P1YNZ+WL/103YL)Ye=(Wg+WL)/(8.5T1Wg/MP1y2Z+WL/103Y

22、L)第36页/共62页判别判别条件条件计算公式计算公式液体液体与蒸与蒸汽汽Kv=(Ws+WL)/3.16FLYmP1(1-FF)Ym=(Ws+WL)/(Ws/Ys+WL/103YL)Ym=(Ws+WL)/(T1Ws/2.64P1YN+WL/103YL)Ym=(Ws+WL)/(8.5T1Ws/MP1Z+WL/103YL两项流-膨胀系数法(y)(IEC) 液体与蒸汽:采用两项密度法(Ym)第37页/共62页符号及单位QL-液体体积流量液体体积流量 m3/h Qg-气体标态流量气体标态流量Nm3/hWL-液体质量流量液体质量流量 kg/hWs-蒸汽质量流量蒸汽质量流量 kg/h Wg-气体质量流量气

23、体质量流量 kg/h Pv- 饱和蒸汽压饱和蒸汽压 kPaP1-阀前绝压阀前绝压 kPaP2-阀后绝压阀后绝压 kPaP-阀阀前后压差前后压差 kPaYL-液体密度液体密度 g/cm3Yg气体密度气体密度(P1.T1)kg/m3YN气体标态密度气体标态密度kg/Nm3Ys- 蒸汽阀前密度蒸汽阀前密度 kg/m3Ye两项流有效密度两项流有效密度kg/m3Ym两项流入口密度两项流入口密度kg/m3Z-压缩系数压缩系数y-膨胀系数膨胀系数 y=1-X/3FKXT X-压差比压差比XT-临界压差比临界压差比FL-压力恢复系数压力恢复系数X=(P1-P2)/P1FK-比热比系数比热比系数 FK=k/1.

24、4（空气（空气=1）M-气体分子量气体分子量k-气体绝热指数气体绝热指数（对空气（对空气k=1.4）G-气体对空气比重气体对空气比重FF-临界压力比系数临界压力比系数 FF=0.96-0.28 PPV V/ /P PC CT1-入口温度入口温度 K第38页/共62页Z-压缩系数 是比压力和比温度的函数比压力比压力 Pr=P1/PcP1-阀入口绝压阀入口绝压 kPaPc-热力学临界压力热力学临界压力 kPa比温度比温度 Tr=T1/TcT1-阀入口温度阀入口温度 KTc-热力学临界温度热力学临界温度 K第39页/共62页调节阀压力恢复特性参数调节阀压力恢复特性参数阀阀型型单座阀单座阀双双座座阀阀

25、套筒阀套筒阀角形阀角形阀绕曲阀绕曲阀蝶阀蝶阀VPH SVNVMHCVSVFRVW流流向向流流开开流流关关流流开开流流关关任任意意任任意意任任意意流流开开流流关关流流开开流流关关90 70FL0.930.750.920.850.840.910.840.930.800.880.620.610.72XT0.580.460.580.460.610.690.690.560.530.560.400.270.52第40页/共62页四.流量特性1.定义: .流量特性-介质流过调节阀的相对流量与相对 开度的关系. .直线特性: Q/Qmax=1+(R-1)l/L/R .等百分比(对数)特性:Q/Qmax=R(l

26、/L-1) .抛物线特性: Q/Qmax= 1+(R-1)l/L2/R .快开特性: Q/Qmax=1+(R2-1)l/L/RSS0.6S0.6工作特性工作特性QL%QL%阀特性阀特性QL%L%2选择第41页/共62页QL%Pl/L %Q/Qmax%特性曲线第42页/共62页 放大系数: m=CV选/CV计.直线特性:K=l/L=(R-m)/(R-1)mCV计/ CV选.对数特性：K= l/L=1-m/R = 1+ CV计/ CV选/ R.抛物线特性:K=l/L=(R/m)-1/R-1.快开特性:K=l/L=1-R(m-1)/m(R-1) Kmax90%(%) 80%(L) Knor6080%

27、(%) 5070%(L) Kmin10%(%) 10%(L)3.调节阀开度验算:第43页/共62页1.确定使用条件:a.介质名称,性质及物化参数b.工艺参数c.配管情况(型式.管径.系统阻力计算.S值)d.自控对象类型.特点.(主调参数e.调节性能要求.(泄漏量.稳定性)2.初选阀型:a.阀型.流向.流量特性b.阀特性参数(XT.FL)五五. .调节阀口径计算调节阀口径计算: :第44页/共62页3.CV值计算:a.判别工况(非阻塞流.阻塞流)b.CV值计算及修正c.噪音预算及确定4.口径选定a.CV放大圆整L=1.4*CV %=2*CVc.R=Qmax/ Qmin =Cvmax/ Cvmin

28、 R实际=RSd.压差复核5.选型规格书作出第45页/共62页六六.温度温度.压力额定值压力额定值1.压力等级ANSI15030060090015002500JIS10K 16K20K 30K40K63KPNMPa1.64.06.4 10152532 42第46页/共62页2.法兰a.S-插入螺纹:1B(25A)以下小口径b.FF-平面式:低压铸铁阀c.RF-凸面式:JIS40K.ANSI600以下常规d.FM-凹面式:JB.HG-PN4.0,PN6.4e.RJ-U密封环:高温.高压f.FE-方形槽:严密封.真空g.SW-插入焊:ANSI900以上高温.高压.有毒.贵重 流体DN50以下h.B

29、W-对焊式:ANSI900以上高温.高压.有毒.贵重 流体DN65以上第47页/共62页七.上盖形式a.P- 一般型上盖:-17+230b.EI-伸长I型上盖:-45-17,+230+566c.EII-伸长II型上盖:-100-45,-196-100d.W- 波纹管型上盖: -17+350. 严密封,有毒,贵重 流体e.S- 二重填料型上盖:严密封.f.T- 氮封型上盖:严密封，有毒, 贵重流体. 氮封压力高于流体压力1.1倍注:一体式铸造上阀盖-60+350 上阀盖材料同阀体材料第48页/共62页八.密封填料形式形式温度范围温度范围压力压力材料材料适用流体适用流体润滑润滑V-PTFE-196

30、+2305.0MPaPTFE成形成形常用常用NV+O-196+230 10MPaPTFE+橡胶橡胶常用常用NJM3970+500 40MPa金属芯金属芯+石棉石棉+石墨石墨高温高温.高压高压YT2200+NP3150+566 40MPa金属芯金属芯+石棉石棉+成形石墨成形石墨高温高温.高压高压YV139-17+300 2MPa耐热油编石棉耐热油编石棉水水,蒸汽蒸汽Y第49页/共62页注: 1.真空:P1atm时“V”填料反装 2.低温:“V”PTFE+PTFE含浸 3.氢气: “V”PTFE+PTFE含浸或“V”+“O” T200采用二重填料 4.有硬质拉伤阀杆工况,填料上部“V”+下部第50

31、页/共62页九.密封垫片品种品种形式形式温度温度压力压力材料材料适用适用平板形平板形V562-196+26015MPa铜铜禁油用禁油用V564-5+56642MPaMONELV567-196+40015MPa禁油禁铜禁油禁铜锯齿形锯齿形V5400+2002MPaA3HT200V543-196+56642MPa316一般用一般用V544-196+45042MPa316LV544-196+56642MPaMONELV547-196+40015MPa禁油禁铜禁油禁铜特殊特殊V6590-196+56642MPa316+GR核动力核动力第51页/共62页十.阀体部件材质阀体部件材料选择应考虑的条件1.流

32、体压力.温度2.腐蚀性3.冲刷.汽蚀4.经济性.工艺性.5.结构材料组合第52页/共62页1.阀体材料名称名称JISASTMGB成份成份温度温度压力压力铸铁铸铁FC200A126HT20002001.6铸钢铸钢SCPH2A216WCBZG25IC0.3-542525铬钼钢铬钼钢SCPH11A217WC1Mo-0.5-547042SCPH21A217WC6Cr1.25Mo0.5-555042SCPH32A217WC9Cr2.5Mo1-556642SCPH61A217C5Cr5Mo0.5-556642低温钢低温钢SCPL1A352LCBC0.3-45SCPL11A352LC1Mo0.5-60SCPL21A352LC2Ni2.5-70SCPL31A352LC3Ni3.5-100不锈钢不锈钢SCS13AA351CF818-8Cr19Ni9-196550SCS14AA351CF8MMo2T