调节阀的正确选型技巧

调节阀的正确选型技巧（精选7篇）

调节阀的正确选型技巧 第1篇

各种流量调节阀的工作原理及正确选型

计量收费主要通过三个途径宏观节能：首先是装设了流量调节阀，实现了流量平衡，进而克服了冷热不均现象；其次是通过温控阀的作用，利用了太阳能、家电、照明等设备的自由热；第三是提高了用热居民的节能意识，减少了开窗户等的无谓散热。而这三条节能途径，其中有二条都是通过流量调节阀来实现的。可见，流量调节阀，在计量收费的供热系统中，占有何等重要的地位。因此，如何正确的进行流量调节阀的选型设计，就显得非常重要。

一、温控阀

1、散热器温控阀的构造及工作原理

用户室内的温度控制是通过散热器恒温控制阀来实现的。散热器恒温控制阀是由恒温控制器、流量调节阀以及一对连接件组成，其中恒温控制器的核心部件是传感器单元，即温包。温包可以感应周围环境温度的变化而产生体积变化，带动调节阀阀芯产生位移，进而调节散热器的水量来改变散热器的散热量。恒温阀设定温度可以人为调节，恒温阀会按设定要求自动控制和调节散热器的水量，从而来达到控制室内温度的目的。温控阀一般是装在散热器前，通过自动调节流量，实现居民需要的室温。温控阀有二通温控阀和三通温控阀之分。三通温控阀主要用于带有跨越管的单管系统，其分流系数可以在0～100％的范围内变动，流量调节余地大，但价格比较贵，结构较复杂。二通温控阀有的用于双管系统，有的用于单管系统。用于双管系统的二通温控阀阻力较大；用于单管系统的阻力较小。温控阀的感温包与阀体一般组装成一个整体，感温包本身即是现场室内温度传感器。如果需要，可以采用远程温度传感器；远程温度传感器置于要求控温的房间，阀体置于供暖系统上的某一部位。

2、温控阀的选型设计

温控阀是供暖系统流量调节的最主要的调节设备，其他调节阀都是辅助设备，因此温控阀是必备的。一个供暖系统如果不设置温控阀就不能称之谓热计量收费系统。在温控阀的设计中，正确选型十分重要。温控阀的选型目的，是根据设计流量（已知热负荷下），允许阻力降确定KV值（流量系数）；然后由KV值确定温控阀的直径（型号）。因此，设计图册或厂家样本一定要给出KV值与直径的关系，否则不便于设计人员使用。

在温控阀的选型设计中，绝不是简单挑选与管道同口径的温控阀即完事大吉。而是要在选型的过程中，给选定的温控阀造成一个理想的压差工作条件。一个温控阀通常的工作压差在2～3mH2O之间，最大不超过6～10 mH2O。为此，一定要给出温控阀的预设定值的范围，以防止产生噪音，影响温控阀正常工作。当在同一KV值下，有二种以上口径的选择时，应优先选择口径小的温控阀，其目的是为了提高温控阀的调节性能。

二、电动调节阀

电动调节阀是适用于计算机监控系统中进行流量调节的设备。一般多在无人值守的热力站中采用。电动调节阀由阀体、驱动机构和变送器组成。温控阀是通过感温包进行自力式流量调节的设备，不需要外接电源；而电动调节阀一般需要单相220V电源，通常作为计算机监控系统的执行机构（调节流量）。电动调节阀或温控阀都是供热系统中流量调节的最主要的设备，其它都是其辅助设备。

三、平衡阀

平衡阀分手动平衡阀和自力式平衡阀。无论手动平衡阀还是自力式平衡阀，它们的作用都是使供热系统的近端增加阻力，限制实际运行流量不要超过设计流量；换句话说，其作用就是克服供热系统近端的多余资用压头，使电动调节阀或温控阀能在一个许可的资用压头下工作。因此，手动平衡阀和自力式平衡阀，它们都是温控阀或电动调节阀的辅助流量调节装置，但又是非常重要的，如果选型不当，或设计不合理，电动调节阀或温控阀都不能很好工作。

1、手动平衡阀

1.1、手动平衡阀的工作原理

手动平衡阀是一次性手动调节的，不能够自动地随系统工况变化而变化阻力系数，所以称静态平衡阀。手动平衡阀作用的对象是阻力，能够起到手动可调孔板的作用，来平衡管网系统的阻力，达到各个环路的阻力平衡的作用。能够解决系统的稳态失调问题：当运行工况不同于设计工况时，循环水量多于或小于设计工况，由于平衡阀平衡的是系统阻力，能够将新的水量按照设计计算的比例平衡的分配，使各个支路的流量将同时按比例增减，仍然满足当前负荷下所对应的流量要求

1.2、手动平衡阀的选型与设计中应注意的问题(2)

(1)阀门特性曲线决定了阀门的调节性能，如截止阀的流量曲线，如果认为95％～100％之间的流量变化是没有意义的，那么开度从0～5％即实现了流量的全程变化，这样的阀门是不能作为水利工况平衡调节使用的。由于阀门理论特性曲线实在顶压差下测定的，而实际工况只要阀权度不为1则阀门在小开度线阀门前后压差大，大开度是阀前后压差小，导致阀dG/dC值在小开度变大，在大开度时变小，使阀门实际工作曲线向快开方向偏移，阀权度越小其偏移越大，对于直线特性的阀门由于实际性能的偏移会导致阀门的有效调节的得开度空间变小，因此阀门的理论性曲线以下弦弧如等百分比特性为好。等百分比特性曲线阀门，在阀权度0.3～0.5时实际工作曲线可能接近直线特性。

(2)通常阀门在小开度情况下阀门的流速过高，在阀后会形成旺盛紊流的涡旋区，涡旋区和新压力很低，该处压力低于水温对应的饱和压力时水蒸气的闪发挥导致汽水击现象：严重的噪音，阀门及管道的振动，阀门、管道、管支架的破坏。防治这种事故的发生首先在阀们流道设计上考虑阀塞和阀座在小开度时形成狭长的节流通道，约束旺盛紊流涡旋的形成；其次选用阀门时尽量加大阀权度，以避免阀门在小开度下运行。另外，在不牵涉压力工况问题时尽量碱平衡阀安装在水温较低的回水管道上。

2、自力式平衡阀

2.1、自力式平衡阀工作原理

自力式平衡阀则可在没有外接电源的情况下，自动实现系统的流量平衡。自力式平衡阀是通过保持孔板（固定孔径）前后压差一定而实现流量限定的，因此，也可称定流量阀。定流量阀作用对象是流量，能够锁定流经阀门的水量，而不是针对阻力的平衡。他能够解决系统的动态失调问题：为了保持单台制冷机、锅炉、冷却塔、换热器这些设备的高效率运行，就需要控制这些设备流量固定于额定值；从系统末端来看，为了避免动态调节的相互影响，也需要在末端装置或分支处限制流量。

在设计中应当注意，自力式流量控制阀的缺点是在于阀门有最小工作差的要求，一般产品要求最小工作压差20KPa，如果安装在最不利回路上，势必要求循环水泵多增加2米水柱的工作扬程，所以应采取近端安装，远端不安的方法。用户离热源距离大于供热半径的80％时就不要安装这种自力式流量控制阀。

四、差压调节阀

1、差压调节阀的原理

差压调节阀的原理，本质上和自力式平衡阀是一样的。只不过自力式平衡阀中，孔板是作为一个部件存在于阀体中的；而差压调节阀中没有孔板这一部件，而是把差压调节阀后面的系统看作一个孔板，因此，调节阀的差压值实际指的是其后系统出入口压力差值。从差压调节阀的结构可以看出：这种调节阀，目的是控制其后系统出入口压力差值固定不变。基本功能是根据热用户热负荷的需求，自动调整热用户的运行流量。当一幢建筑，由于有的热用户要求室温降低，则相应房间温控阀的开度变小，导致差压调节阀的压差值变大，超过设定值，此时压差调节阀自动关小阀芯，增大节流作用，使其系统压差值减小，直至恢复为设定值。最终的效果是减少流量，适应热用户的需热要求，借以减轻温控阀的频繁操作。热用户要求提高室温时，压差调节阀的作用正好相反(3)。

2、在设计时应注意的问题

有人认为在各户内系统或立管上，都应装置压差调节阀。经过模拟计算：如果在建筑物的热入口，统一安装了平衡阀（含手动、自力式）或压差调节阀（但设计要合理），则室内温控阀在任何调节范围内，其前后压差都不会超过6～10 mH2O，即温控阀都能在合理的条件下工作。因此，过多安装压差调节阀没有必要，也是不经济的。

五、循环水泵变流量运行时，流量调节阀的选择

这里主要指手动平衡阀、自力式平衡阀和压差调节阀的选择。在循环水泵变流量运行时，手动平衡阀呈等比失调，最有利于温控阀的运行；但其缺点是手工操作太多，难以实现理想调节。循环水泵变流量运行，各热用户入口最理想的设定压差值应是随室外气温变动的。对于这一点，自力式平衡阀、差压调节阀，都不够理想，但不会出现调节的失控。因此可采用这一类型的调节阀，这对提高供热系统的调节性能是有好处的。

调节阀的正确选型技巧 第2篇

破碎和制砂设备是人工混凝土骨料生产中的核心设备，其性能的好坏直接影响着混凝土骨料的质量，并影响着人工砂石加工系统的投资和生产成本。目前国内外破碎和制砂设备厂家繁多，品种多样，其性能和价格也各有不同。如何选择合适的破碎、制砂设备，以保证人工砂石生产系统的运行可靠性、技术先进性、经济合理性是人工砂石生产系统设计的主要课题。

彭水水电站砂石加工系统所在地鸭公溪，是该水电站建设所需混凝土骨料的生产基地，料场原料为灰岩，功指数、磨耗指数较小。系统设计规模按满足 1 6万 m 3，月混凝土生产强度设计，在工程施工的高峰时段(高峰时段持续时问为4个月)，采用 3 班制生产来满足混凝土高峰月浇筑强度 2 2万 t混凝土所需骨料，系统生产规模毛料处理量 1560 t／h，成品砂石料生产能力1235t／h。

彭水水电站混凝土总量约210万方，但施工强度相当高。为既能节约投资又能确保彭水水电站施工进度和工程质量，通过运行时问和设备的负荷率来满足砂石加工系统在高峰时段的运行；混凝土骨料以 3级配为主，兼顾1、2 级配，工艺设计要能灵活调整，满足混凝土浇筑的需要； 原料最大粒径与产品粒径之比较大，需要较大的破碎比；碾压混凝土用砂和常规混凝土用砂的石粉含量要求不同，这些特性也影响主要设备的选择。

通过比较，选择反击式破碎机为粗碎、中碎，立式冲击破为细碎兼作制砂的主要生产工艺，粗碎选择NP1620、中碎选择PF1315反击式破碎机、细碎选择PCL1300立式冲击破的设备匹配方案，从系统的试运行状况看，主要设备的选型是合适的，设备之问的匹配较好。

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调节阀的正确选型 第3篇

调节阀作为工业过程控制的终端执行器件,它随着工业自动化水平的不断提高,已成为工业自动化控制的关键设备。调节阀选择的是否合适直接关系到工业控制品质的好坏,甚至关系到工业生产系统的安全。因此在实际生产过程中,根据工艺条件选择合适的调节阀是非常必要的。

1 简介调节阀

调节阀由执行机构和调节机构两部分共同组成。它包括气动、电动和液动执行器三大类。在化工生产中常用气动执行器,其它两种执行器只在特殊要求下采用。执行机构是调节阀的推动部分,调节机构是调节阀的调节部分,即阀门本身。调节机构与调节介质直接接触,在执行机构的推动下,改变阀芯与阀座之间或阻流件的流通面积,从而达到调节控制介质流量的目的。

1.1 调节阀的结构形式的选择

一般在振动大或噪声大的场合应选用套筒阀较为合适,如在介质中带有粘性或有微小颗粒时,选择偏心旋转阀较为合适。通常应用较广泛的阀有直通单座阀、直通双座阀、角型阀、蝶阀、球阀、隔膜阀等。在选择阀的结构形式时,还需考虑调节介质的工艺条件和流体特性。

1.2 调节阀气开/气关的选择和调节器正反作用的确定

调节阀气开/气关的选择必须从工艺生产需要和安全要求方面考虑确定。原则是当信号压力中断时,应保证工艺设备和生产的安全,即保证调节阀失去信号压力源时阀自动进入安全状态。

选定调节阀气开或气关形式后,必须根据阀的这一形式确定调节器的正作用和反作用,使调节阀和调节器构成一个负反馈的控制系统。即对于气开阀,如果被控参数大于给定参数时,要求阀关小,那么调节器选用反作用;对于气关阀,如果被控参数大于给定参数时,要求阀关小,那么调节器就选用正作用。

1.3 调节阀的流量特性

调节阀相对开度和通过阀的相对流量之间的关系称为阀的流量特性,即Q/Qmax=f(し/L)。

Q/Qmax相对流量调节阀在某一开度下的流量Q与全开度流量Qmax之比;

し/L相对开度调节阀的某一开度下的行程し与全行程L之比。

由上式看出:通过阀的相对流量Q/Qmax是调节阀相对开度し/L的函数。通过调节阀的流量不仅与阀门的开度有关,还与阀门两端的压差有关,阀门前后压差一定时的流量特性为阀门的理想特性,阀门前后压差随时变化的流量特性为阀门的工作特性。

理想特性完全取决于阀芯的形状,典型的四种理想流量特性:

(1)直线流量特性

采用直线流量特性的阀芯时,调节阀的放大倍数是常数。它的特点是在小开度处流量相对变化较大,调节作用强,易产生振荡;在打开度处流量相对变化较小,调节作用弱,调节缓慢。

(2)等百分比流量特性(对数流量特性)

采用等百分比流量特性的阀芯时,调节阀的放大倍数随流量增大而增大,但流量的相对变化值是相等的。它在小开度处放大倍数小,调节作用缓和平稳;它在大开度处放大倍数大,调节作用灵敏,为此常被采用。

(3)抛物线流量特性

采用抛物线流量特性的阀芯时,在小开度时调节性能好,它的特性曲线介于直线与等百分比特性曲线之间。

(4)快开流量特性

快开流量特性没有一定的数学表达式。采用具有快开流量特性的阀芯时,在开度较小时有较大的流量,随着开度的增大,流量很快就达到最大值,适用于迅速启闭的切断阀或两位式调节系统。

2 调节阀口径的选取

对不可压缩性流体,根据流体力学代入伯努力方程得:

根据连续方程Q=A*V,上面公式联解可得:

这就是调节阀的流量方程,其代号及单位为:

V1、V2节流前后的流体速度;

V是平均流速;

P1、P2节流前后的压力,100KPa;

A节流面积,cm 2;

Q流量,cm3/s;

C阻力系数;

r重度,Kgf/cm 3;

g重力加速度,981cm/s2;

如果上述公式采用工程单位,Qm3/h;P1、P2100KPa;rgf/cm3,那么调节阀的流量方程可化为:

于是KV定义为:当调节阀全开,阀两端压差P为100KPa,流体重度r为1gf/cm3(常温水)时,每小时流经调节阀的流量数,以m3/h或t/h计。但国外流量数常用CV表示,其定义为:当调节阀全开,阀两端压差△P为1磅/英寸2(0.07Kgf/cm2),介质为600F(15.6℃)清水时,每分钟流经调节阀的美加仑数,以加仑/分计。KV与CV之间换算关系为:

根据计算出的流量系数KV或CV值,然后在调节阀手册中查找出KV或CV额定值,最终选取合适的调节阀口径。

3 结语

上述阐述如何正确选择调节阀,只是针对不可压缩流体流相为紊流而言的,对于其它层流或可压缩的流体,如气体或水蒸汽等,有专门的理论加以推导其流体的KV或CV的计算方法,其调节阀的选取与上述类同,请另行关注。

摘要：文章简单介绍了调节阀的类型、结构和流量特性,重点介绍了调节阀口径的选取。

调节阀的正确选型技巧 第4篇

【关键词】调节阀、选型、执行器、安装

【中图分类号】 F407.22【文献标识码】B【文章编号】1672-5158（2013）07-0310-01

前言

调节阀是自动化仪表控制系统中的执行器，其应用质量反映在系统中的调节品质上，调节阀应用的好坏，即应用质量与三个方面有关：（1） 系统设计人员的正确选型；（2） 生产厂家的合格产品质量 （3） 用户的正确安装、使用、维护。

在石油化工生产装置中调节阀的选型与使用主要从以下问题着手：（1）口径计算。（2）校核关闭时的△P。（3）校核可调比R。（4）确定弹簧范围，涉及弹簧范围、启始工作压力、输出力、稳定性、调整等。（5）材质与结构。

一、调节阀的常见种类及特点

石油化工厂中常见的调节阀主要分为直行程调节阀和角行程调节阀。直行程调节阀有直通单座阀、直通双座阀、套筒阀、角形阀、三通阀、隔膜阀等，角行程调节阀有蝶阀、球阀、偏心旋转阀等，作为调节阀的使用与安装维护人员，必须弄清楚基型产品的特点、使用注意事项、各类变型产品。

（1）直通单座调节阀：该阀具有泄漏小、许用压差小、流路复杂、结构简单的特点，适用于泄漏要求严、工作压差小的干净介质场合，但小规格的阀（如DN15、20、25）亦可用于压差较大的场合，是应用最广泛的阀之一。

（2）直通双座调节阀：与单座阀相反，具有泄漏大、许用压差大的特点，适用于泄漏要求不严、工作压差大的干净介质场合，是应用最为广泛的阀之一。

（3）套筒阀：套筒阀具有单密封、双密封两种结构，前者相当于单座阀，后者相当于双座阀，适用于双座阀场合，除此之外，套筒阀还具有稳定性好、装卸方便的特点，但价格比单双座阀贵50%～200%，还需要专门的缠绕密封垫。是仅次于单、双座阀应用较为广泛的阀。

（4）角形阀：节流型式相当于单座阀，但阀体流路简单，适用于泄漏要求小、压差不大的不干净介质场合以及要求直角配管的场合。

（5）三通阀：具有3个通道，可代替两个直通单座阀用于分流和合流及两相流温度差成≤150℃的场合，当DN<80mm，仪表工程应用的设计工作。

（6）隔膜阀：隔膜阀流路简单，隔膜具有一定的耐蚀性能，适用于不干净介质和弱腐蚀性介质的两位切断场合。

（7）蝶阀：相当于取一段直管来做阀体，且阀体又相当于阀座，自洁性能好、体积小、重量轻，适用于不干净介质和大口径、大流量、低压差的场合。当DN>300mm时，通常采用蝶阀。

（8）球阀：“O”形球阀全开时为无阻调节，自洁性能最佳，适用于特别不干净、含纤维介质的两位切断场合。“V”形球阀具有近似等百分比的调节特性，适用于不干净、含纤维介质可调比较大的调节场合。

（9）偏心旋转阀：该阀介于蝶阀和球阀之间，自洁性能好，调节性能好，亦可切断，适用于不干净介质和泄漏要求小的调节场合。

二、调节阀选型注意事项

（1）调节阀类型的选择

主要是根据现场介质的特点、控制要求、安装环境等因素结合调节阀本身的流量特性和结构而进行选择。在我们实际使用中，应用最多的是普通单座调节阀、双座调节阀、套筒调节阀、蝶阀等。一般来讲，在流量小、压差小、要求泄漏量小的场合，选择结构简单、装配方便的单座调节阀即可满足生产需要，而且经济实惠；在流量大、压差大、泄漏量要求不严格的场合，应优先考虑双座调节阀；套筒调节阀最适宜用在压差大、振动大、高温高粘度、含颗粒结构的介质场合；蝶阀适宜用于低压、大流量的压力、流量调节；隔膜阀适用于强腐蚀性、粘度高、带纤维的介质，但不是高温、高压的场合；角形阀的阀体受流体的冲击小，阀体内不易接污，对粘度高、有悬浮物和颗粒物的流体尤为适用，并且角形阀的稳定性较好。

（2）调节阀材质的选择

调节阀材质的选择主要是指两个方面：（1）阀体、阀盖材质的选择，阀体耐压等级、使用温度和耐腐蚀性能等方面不低于工艺连接管道的要求，并应优先选用制造厂定型产品，遇有水蒸汽或含水较差的湿气体和易燃易爆介质，或当坏境温度低于-30℃时，不宜选用铸铁阀。（2）阀内组件（阀杆、阀芯、阀座）材质的选择，非腐蚀性介质一般选用1Cr18Ni9Ti或其它不锈钢，而在汽蚀、冲蚀较为严重的情况下，以及在介质温度与压差构成的直角坐标中。温度为300℃，压差为1.5MPa的两点连线以外的区域，应选用耐磨材料，如钻基合金或表面堆焊史泰莱合金。阀体、阀盖相当于压力容器，因此要求其必须能承受介质的温度、压力和腐蚀，而阀内组件主要起节流作用，对它的基本要求是耐腐蚀、耐冲刷，这是调节阀材质选择的出发点。

选择调节阀的材质必须把握两个大的原则：（1）要保证安全可靠，也就是根据工艺特性，选择诸如耐高温、耐低温、耐高压、耐汽蚀以及耐腐蚀的材质；（2）在满足使用要求的前提下，还要考虑其性能、使用寿命和经济性。

在满足使用的必要功能前提下，所选阀应尽量简单、可靠价廉、寿命长、维修方便，备件有来源。需考虑的主要因素如下：（1）最基本的条件是应该满足工艺的压力、流量、温度的要求。（2）阀的密封性、可靠性、经济性。（3）阀的工作压差小于阀的许用压差。（4）对通过阀内不洁介质，易结垢介质，强腐蚀介质的考虑。（5）对阀动作速度，阀流量特性，作用方式，流向的考虑。（6）对执行机构形式、输出力、刚度及弹簧范围的考虑。（7）对附件及其成套性及特殊阀之特殊性能及要求的考虑。

三、调节阀安装注意事项

（1）宜垂直、正立安装在水平管道上，公称通径DN>50mm的调节阀，其阀前后管道上最好有永久性支架。

（2）调节阀配管应组合紧凑，上、下部分应留有足够的空间，必要时应设置平台，便于操作、维修和排液，配管通径尽量与阀通径一致。连接形式应符合制造厂产品说明书的规定。

（3）调节阀用于高粘度、易结晶、易汽化以及低温流体时，应采取保温和防冻措施。使用环境温度一般不高于60℃，不低于-30℃，未安装阀门定位器的调节阀，当阀安装在有振动场合时，应考虑防振措施。

（4）未安装阀门定位器的调节阀，膜头上最好安装指示控制信号的小型压力表。

（5）安装前应先对阀检查校验，并在管道吹扫后安装。用于悬浮物、高粘度介质时，应配冲洗管线。

（6）入口管段长度应尽量长，对于小通径阀门，应大于10倍管道通径，调节阀出口直管段应有3～5倍管道通径。调节阀进出口取压点位置，阀前为2倍管道通径处，阀后为3倍管道通径处。

（7）对小流量调节阀前应安装过滤装置。

（8）务必按流动方向箭头安装，安装时应避免过大的应力。环境尘埃较多时，应采取保护阀杆的措施，避免磨损或卡死。

结束语

调节阀是化工生产过程自动控制系统中的节流操作元件，正确选择和安装调节阀，直接关系到调节阀在自控系统中的作用。调节阀安装在工艺管道上，直接与操作介质接触，正确的选择和使用调节阀，直接关系到整个自动控制系统的控制质量，直接影响生产产品的质量。因此，正确合理的选择、安装调节阀就是显得尤为重要。

参考文献

[1] 吴勤勤，控制仪表及装置，北京：化学工业出版社，1997

浅析氧气调节阀的选型要点 第5篇

1. 氧气的特性

氧是自然界中分布最广泛的元素之一, 按容积计算, 空气中氧气含量为20.93%, 在常温下为无色透明、无味、无臭的气体, 比空气略重。氧气的化学性质比较活泼, 是强烈的氧化剂和助燃剂。它除了与惰性气体氦、氖、氩、氪以及活性小的金属元素如金、银、铂在一般情况下不会发生化合反应之外, 与其他大部分的元素都能产生氧化反应。

2. 几种常见氧气管道、阀门燃烧爆炸原因分析

(1) 管道内的铁锈、粉尘、焊渣与管道内壁或阀口摩擦产生高温发生爆炸, 这种情况与杂质的种类、颗粒以及气流的速度有关, 铁粉易与氧气发生燃烧, 且颗粒越细, 燃点越低;流速越快, 越容易发生燃烧。

(2) 管道内或阀门存在油脂、橡胶等低燃点的物质, 在局部高温下引燃。

(3) 绝热压缩后产生的高温可使燃烧物燃烧。

(4) 高压纯氧中可燃物的燃点降低是氧气管道阀门燃烧的诱因。氧气管道和阀门在高压纯氧中, 其危险性是非常大的, 试验证明, 随着氧的纯度和压力的增加, 金属在氧气中的反应会显著加剧, 这对氧气管道和阀门构成了极大的威胁。

随着工业生产对氧气用量的逐年增加, 氧气多采用管道输送。管路长、分布广, 再加上急开或速闭阀门造成管道和阀门燃烧爆炸的事故时有发生, 所以, 充分了解氧气的特性、分析氧气管道和阀门存在的隐患、危险并采取相应的措施至关重要。合理选择氧气调节阀, 可以延长调节阀的使用寿命, 优化控制, 提高生产效率, 降低维护费用及生产成本, 改善劳动条件, 保障国家财产和人民的生命与健康。

二、调节阀的结构及功能

1. 调节阀的构成

国际电工委员会IEC对调节阀做了定义:“工业过程控制系统中, 由动力操作的装置形成的终端元件, 它包括一个阀体部件, 内部有一个改变过程流体流率的组件, 阀体部件又与一个或多个执行机构相接。执行机构用来响应元件送来的信号。”由此可见, 调节阀是由执行机构和阀体部件两部分组成, 即:调节阀=执行机构+阀体部件。其中, 执行机构是调节阀的推动装置, 它按信号压力的大小产生相应的推力或扭矩, 使推杆或转轴产生相应的位移或转角, 从而带动调节阀的阀芯动作;阀体部件是调节阀的调节部分, 它直接与介质接触, 通过执行机构推杆的位移货转轴的转角, 改变调节阀的截流面积, 达到调节的目的。

2. 控制阀组件与过程控制优化

控制阀组件在取得控制回路的可能的最佳性能方面扮演着极其重要的角色。过程优化意味着优化整个过程, 而不仅仅是用于控制室里的设备的控制算法。前人对几千个过程回路进行的审计已经提供了很强的证据, 表明终端控制元件在取得真正的过程优化方面扮演着非常重要的角色。当一个控制阀是为其应用场合而精心设计制造时, 工厂的盈利能力会增加。

三、氧气调节阀的选型要点

1. 阀型的选择

氧阀的选择, 需尽量选择流通效果好的单座柱塞阀或笼式阀, 避免使用迷宫式阀芯, 以尽量减少阀内湍流及局部流速过快。一般情况下, 小口径时, 优先选择流道设计简单的柱塞阀。

2. 基于流速及工作压力的考虑对阀体材质的选择

欧洲标准对氧气的具体规定, 即IGC标准, 是目前最严苛的标准。在IGCDoc13/02E有关章节中已对使用于氧气介质的多种材料的流速及耐压限制情况进行了界定, 例如材料Monel, IGCDoc13/02E中已明确说明只要压力在21MPa以内, Monel材料可以豁免 (exemption) 流速限制。我国颁布实施的《氧气及相关气体安全技术规程》 (GB16912-1997) 对氧气的规定与欧洲标准基本相同。详见表[1]

注:1.最高允许流速是指管系最低工作压力, 最高工作温度时的实际流速。

2.使流体流动方向突然改变或产生漩涡的位置, 从而引起流体中颗粒对管壁的撞击, 这样的位置成为撞击场合;否则, 称为非撞击场合。

3. 铜及铜合金 (含铝铜合金除外) , 镍及镍合金, 在小于或等于21.0Mpa条件下, 流速没有限制。

4.400号铸造镍-铜合金Monel400 (M35-1) 的标准规格:温度范围:-325至900°F (-198℃~677℃) 成分 (百分比)

Cu:26.0至33.0

C:0.35最大

Mn:1.5最大

Fe:3.5最大

S:0.03最大

P:0.03最大

Si:1.35最大

Nb:0.5最大

Ni:其余

3.阀内件的选择阀芯及阀座的硬化处理

在压差小于218psi (1.5Mpa) 时, 内件可不需加硬, 但压力温度等级等于或超过900磅的高压阀时, 应对阀内件进行加硬处理。

在压差大于218psi (1.5Mpa) 时, 内件的选择建议采用硬质材料或进行硬化处理。压力范围在218psi和500psi之间时, 可采用堆焊司太莱 (Alloy6) 加硬处理;压力范围超过500psi时, 可采用硬质材料或Ni Cr-C (olmonoy6) 堆焊。

阀笼的选择, 建议使用Chrome Coating (镀铬) ;化学镀镍 (ENC) 虽然具有良好的阻燃性, 但易脱落, 因此, 不推荐使用在氧气工况;电镀 (Plating) 镀层极易脱落, 禁止使用于氧气工况。

常用的阀体及阀内件材质, 详见表[2]。

4. 填料、垫片及密封方式的选择

氧气工况对填料的选择, 主要根据温度条件:设计温度范围在-25℃~200℃时, 多采用PTFE (聚四氟乙烯) V型填料;设计温度范围在-25℃~400℃时, 选用石墨+Inconel填料;设计温度范围在-196℃~530℃时, 选用纯石墨填料;设计温度范围在-196℃~200℃时, 选用石墨+PTFE填料。如阀后压力小于14.5psi, 则建议使用双层PTFE填料或石墨填料。

垫片可使用适用于氧气工况的特殊垫片。

密封建议采用金属密封, 软密封虽可以使用, 但不推荐。

5. 其他影响氧气调节阀使用的重要因素

(1) 氧阀的脱脂 (Degreasing)

压缩氧气接触到少量的油脂会立即剧烈燃烧而引发爆炸, 因此氧气管道的管子、配件、垫片以及所有与氧气接触的材料都必须在安装使用前进行严格的除锈、吹扫、脱脂。工业上常用的脱脂剂包括:四氯化碳、精馏酒精和工业用二氯乙烷等。碳素钢、不锈钢及铜的管道、管件的阀门宜用工业用四氯化碳。四氯化碳与二氯乙烷都是有毒的, 在使用时必须有防毒措施。二氯乙烷与精馏酒精是易燃易爆的物质, 脱脂工作现场应严禁烟火, 遵守放火的有关规定。

脱脂完毕后, 应按设计规定进行脱脂质量检验。当设计无规定时, 脱脂质量检验的方法及合格标准规定如下:

(1) 用清洁干燥的白滤纸擦拭氧气阀门通道内壁, 纸上应无油脂痕迹。

(2) 用紫外线灯照射, 脱脂表面应无紫蓝荧光。

(2) 氧气调节阀的连接

(1) 氧气管道的连接, 应采用焊接, 但与设备、阀门连接可采用法兰式、丝扣连接。丝扣连接片, 应采用一氧化铅、水玻璃或聚四氟乙烯薄膜作为填料, 严禁用涂铅用的麻或棉丝, 或其他含油脂的材料。

(2) 氧气管道应有导除静电的接地装置。厂区管道可在管道分岔处无分支管道每80~100m处以及进出车间建筑物处设一接地装置。直接埋地管道可在埋地之前及出地后各接地一次;车间内部管道, 可与本车间的静电干线连接, 接地电阻值应符合规范。当每对法兰或螺纹接头间电阻值超过0.03Ω时, 应设跨接导线。对有阴板保护的管道, 不应作接地。

(3) 氧气管道的弯头、分叉头, 不应紧接安装在阀门的下游, 阀门的下游侧宜设长度不小于管外径5倍的直管段。

总结语

调节阀的正确选型技巧 第6篇

综采工作面的“三机”正确先进的选型、合理的配套是提高工作面生产能力和矿井实现高产高效、提高资源回收率的必要条件。

关键词：采煤机 液压支架 刮板输送机选型原则

1 “三机”的选型原则

1.1 采煤机的选型

采煤机是不是会具备较好的实际生产能力，主要要看以下几点：采高、截深、牵引速度、工作时间利用系数。

滚筒直径、调高形式和摇臂摆角等因素对采高起着决定性的作用。截深的影响因素主要是煤层厚度、煤质软硬、顶板岩性以及移架步距。而截割部传动比、滚筒转速和滚筒直径决定着截割速度，对采煤机的功率消耗、装煤效果、煤的块度和煤尘大小等有直接影响。牵引速度的初选是通过滚筒最大切削厚度和液压支架移架追机速度验算确定。外载荷主要影响着牵引力，其他的如机身自重及导向机构的结构和摩擦系数等因素也会对其造成一定的影响。

因此，确定采煤机的选型要遵循以下原则：①采煤机主要参数（采高、截深、功率、牵引方式）的选取要能适合所开采煤层的地质条件（厚度、硬度等），并有一定的富余系数。②采煤机生产能力要大于工作面设计能力。③采煤机的技术性能良好，安全保护功能可靠，便于使用和维护。④煤机的采高、截深、截割速度、牵引速度、牵引力和功率等参数在选型时必须确定。

1.2 液压支架的选型

液压支架是以高压液体作为动力，由金属构件和若干液压元件组成，能实现支撑顶板、切顶、自移和推溜等工作，它与采煤机、刮板输送机配套组成综合机械化设备，具有产量大、效率高、安全性好等优点，并为工作面进一步实现自动化创造了条件。

因此，确定液压支架的选型要遵循以下原则：①要依据顶板情况来确定支架类型（支撑式、掩护式、支架掩护式）、支护强度。②要依据煤层厚度、采煤机滚筒直径和采高来确定支架的最大最小高度。③要依据支护强度来确定支架的结构参数（立柱数目、直径）。④选型依据是矿井采区、综采工作面地质说明书。在选型之前，必须将所采工作面的煤层、顶底板及采区的地质条件全部查清。然后依据不同类级顶板选取架型。

1.3刮板输送机的选型

刮板输送机在综采工作面起着承载、运煤和采煤机导向以及液压支架推移支撑等作用，是整套综采设备的“中坚”，其性能、可靠程度和寿命是综采工作面正常生产和取得良好技术经济效果的重要保证。

因此，确定液压支架的选型要遵循以下原则：①刮板输送机的输送能力要超出采煤机的最大生产能力的1.2倍左右。②需要用多少的链条，还要看刮板链的质量；安排什么样的链子结构，需要看煤质硬度。③最好是选择使用双电机双机头驱动、短机头和短机尾方式。④刮板输送机的输送能力、电机功率要根据工作面倾角、铺设长度及输送量的大小等条件确定。⑤刮板输送机在使用中要受拉、压、弯曲、冲击、摩擦和腐蚀等多种作用。因此，必须有足够的强度、刚度耐磨和耐腐蚀性。⑥大型矿井优先选用中双链型。⑦由于各工作面实际情况不同，选型时一定要符合实际生产的需要。

2 “三机”合理配套的要求

2.1 满足生产能力：要保证采煤机生产能力能够很好地完成综采工作面的生产任务，同时液压支架的移架速度要匹配采煤机的牵引速度，还要求工作面刮板输送机的输送能力超过采煤机的生产能力，而乳化液泵站输出压力与流量要符合液压支架初撑力及其动作速度要求。

2.2 满足设备性能：输送机的结构形式及附件一定要跟采煤机的结构相匹配，输送机的中部槽应与液压支架的推移千斤顶链接装置的间距和连接结构相匹配。采煤机的采高需要适应支架的最大和最小结构，而其截深要适应支架推移步距，如图1所示。

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图1 液压支架、采煤机、刮板输送机几何关系示意图

其计算公式为：R=B+E+W+X+d/2 （1）

在这个式子里，无立柱空间宽度用R来表示；截深用B来表示；铲煤板空距用E来表示，其大小为50～100mm；输送机宽度用W来表示；前柱与电缆槽间距用X来表示；前柱外径用来d表示。

W=F+G+J+V （2）

在这个式子里，铲煤板宽度用F来表示，其大小为150～240mm；中部槽宽度用G来表示；导向槽宽度用J来表示；电缆槽宽度用V来表示。

2.3 满足安全和工作方面要求

①从安全方面来看，工作面没有立柱空间或者是更小点是最佳的。②为了避免电缆挤伤的情况，前柱与电缆槽间一定要有一个150～240mm的间隙。③为了避免滚筒切割顶梁，梁端距T一般为150～300mm。④推移千斤顶行程应比采煤机截深大100～200mm。⑤为保证煤流能够很好地从底托架下通过，过煤高度C要超过250～300mm。⑥过煤空间Y最小可以使90mm，或者是200～250mm，前者在底板清理良好及采煤机机身不长的情况下应用是比较合适的。煤层倾角小于10度的工作面，在推移刮板输送机时要控制好其位置，防止“上窜下滑”。

3 实际工作中“三机”选型及配套的论述及探讨

从以上“三机”的选型原则及配套关系的分析可以看到，其选型工作涉及地质学、顶板管理、采煤工艺、机电和机械设备等多门学科，同时又是实现矿井高产高效的前提所在。目前的选型配套基本上能够满足生产需要，但在进行实际生产时，还会有一些跟实际情况不一致的现象。如：移架循环需要比较久的时间，与采煤机牵引速度的要求不一致；选型配套的参数基本上没有什么问题，但在实际使用时却不能实现。如液压支架初撑比通常是0.5～0.8，而实际应用时只有0.25～0.4。这意味着，综采工作面“三机”配套不可以仅仅是“经验类比”，要对系统中的主要环节做好动态优化设计，保证其设计参数与实际运行参数的一致。如具备条件时，可以考虑支架电液控制，利用拉移支架以缩短移架循环时间以及减少人员投入；工作面避免产生“大马拉小车”现象，产生不必要的投入。当然，各种配套关系不是唯一的，这主要是由于矿井的开采条件、组织管理水平存在着客观的差距。如果客观条件不具备，即使选择生产能力很高的配套设备，也远不能达到提高生产能力的目的。同时在选型方面还应考虑安全生产和维护简便的原则，在三角煤和煤柱区域的选型方面也要考虑，从而减少资源的浪费。

不同条件的矿井，综采工作面的“三机”选型应从实际出发，因地制宜，选用适用的配套设备。高产高效矿井发展的原则不是要增加综采工作面数量，而是应该提高综采工作面单产，减少作业环节，提高生产效率，实现集约化生产。

4 结束语

通过这次论文设计，我对理论知识有了更深的理解，为今后的工作打下良好的基础，认识问题，分析问题，解决问题的能力有了很大的提高。随着现代化矿井的建设，要求不断提高矿用机械的稳定与高效运行，本论文结合我矿的实际情况针对三机选型及其进行了研究和探讨，并针对性地提出了一些自己的见解，希望与同行交流和学习，以用来解决生产实践中遇到的实际问题，从而提高综采设备的生产效率，为实现高产高效的现代化矿井出谋划策。

参考文献：

[1]张宏干.《综采维修钳工》.机械工业出版社.2003.

[2]《采煤学》.煤炭工业出版社.中国矿业学院校编.1997.

[3]刘元祥.《煤矿机械设备安装工》煤炭工业出版社.2004.

[4]任秉钢.《综采生产管理手册》.煤炭工业出版社.1994.

调节阀流量特性分析及应用选型 第7篇

对于自动控制体系来讲, 调节阀是使用频率非常多的一项执行元件。要想得知其控制步骤是不是稳定的, 关键要分析该阀门的运行是不是精准, 确保过程控制体现为物料能量和流量的精确变化。因此, 要切实的结合规定来选取不一样的阀。选取有效的阀是当前管线设计中的关键内容, 同时还是确保体系稳定运作的重要要素。

它是自控体系中非常关键的组成要素。它的选取是不是合理的, 关乎到总的体系的控制品质, 关乎到生产产品品质。不过, 当前的自控体系很多时候无法有效的运作, 关键是因为其选择不合理而导致的。所以, 只有积极的选取有效的阀, 才能够保证运作有效, 相关工作者要高度的关注该项内容。它体现的内容一般是表现在它的的活动特性以及构造的指数中。在这些数值中, 流通的水平是最为关键的要素, 其大小会关乎到阀门的荣觉, 其是设计选型里非常关键的指数。所以, 在选取的时候要综合的分析如上的一些干扰要素。笔者结合自身长久的活动知识, 分析了其在选取的时候要关注的内容。

2 关于其组成要素

2.1 执行机构

结合驱动的形式, 可以分成三类, 分别是气动的以及电动, 液动三类。对于第一种来讲, 它的结构非常的简单, 而且活动稳定, 性能很好, 价位也不高, 便于维护, 具有防火等的优势, 在很多的控制体系之中都有使用。对于第二类来讲, 虽说它对于防火以及防爆等没有优势, 不过它的好处在于驱动电源能有效的获取, 同时信号的传递速率非常快, 能在较远的距离之中传递, 规模不大, 活动稳定性高, 维护简便, 价位不是很高。对于第三类来讲, 它的推力非常高, 而且调节的精度也很好, 方便在较远的距离之中传递, 规模不大, 动作稳定, 不过因为它的规模很大, 工艺也很繁琐, 所以很少会使用。

对于执行部件来讲, 不管是何种种类的, 它的输出力均是用阿里应对有效力的。所以, 为了确保阀门的活动有序, 要保证使用的执行机构具有非常好的输出性能来应对面对的力, 进而确保封闭性好。当明确了执行机构的力之后, 要切实结合相关的使用环境的规定, 选取有效的执行机构。比如, 在对场地有防爆规定的时候, 最好是使用气动形式, 而且要保证线盒是能够有效的防爆的。假如不具有防爆的规定的话, 那么气动亦或是电动的都可以使用, 不过分析到节能要素的话, 最好是使用电动的。针对那些调节的精确性好的, 活动速率快的, 运作稳定的, 要使用液动的。

2.2 调节机构

调节阀门是调节阀的调节机构, 它根据控制信号的要求而改变阀门开度的大小来调节流量, 是一个局部阻力可以变化的节流元件。调节阀门主要由上下阀盖、阀体、阀瓣、阀座、填料及压板等部件组成。在自动控制系统中, 阀门主要的调节介质为水和蒸汽等。在压力比较低, 使用情况单一的情况下, 常用的调节阀有直通调节阀、三通调节阀和蝶阀等。

3 调节阀的工作原理

在有流体流动的管道中, 调节阀是一节流件, 假设流体是不可压缩且充满管道, 根据伯努利方程式和流体的连续性定律可知:通过阀门的体积流量Qv与阀门的有效流通截面积A和通过阀门前后的压降ΔP (ΔP=P1-P2) 的平方根成正比, 与流体的密度ρ和阀门的阻力系数ζ的平方根成反比, 即:

根据调节阀的流量方程式可得出如下结论:

(1) 在流体的密度ρ和阀门上的压降ΔP一定的情况下, 调节阀的流量系数C与流量Qv, C值的大小反映了阀能通过的流量的大小。

(2) 流量系数C与流通面积A成正比, 流通能力随流通截面的增减而增减。

(3) 流量系数C与阀门的阻力系数ζ的平方根成反比, 增大阀门的阻力系数ζ就是阀门的流通能力减小, 如果阀门的口径相同, 则不同结构的阀门的阻力系数ζ就不相同, 流通系数C也就不同。

4 关于其结构形式

在进行该项选择的时候, 要切实的结合具体活动中的工艺内容以及介质的特征和体系的规定等等的一些要素来分析。一般在使用的时候, 用到最多的是普通单座调节阀、双座调节阀、套筒调节阀、蝶阀等。通常来讲, 在流量不大, 压力差值不高, 规定泄露数不能太大的区域, 选取单座模式的就可以合乎生产活动的规定, 同时还能够节省资金。对于那些流量非常高, 而且压力差值大的区域, 就要使用双座的;套筒调节阀最适宜用在介质压差大、振动大的场合;蝶阀适宜用于低压状态的空气或其它气体的压力、流最调节。

5 关于其流量特征的分析

它的流量特征目前使用最多的有如下的四类:

5.1 等百分比特性

等百分比特性也称为对数特性, 是指阀门的开度增加同样的值时, 通过的调节阀的流最按照等百分比增加。调节阀在同样开度变化值下, 当流量小的时候, 其变动性也相应的要小很多, 调节活动就会非常的平缓。而相反的流量非常高的话, 其变动也就要高, 此时的调节性就非常灵便。

5.2 直线特性

直线特性是指调节阀的相对流量和相对开度的比值为常数。调节阀在同样开度变化值下, 流量小时流量的变化值相对较大, 凋节作用较强, 容易产生超调和引起振荡;流量大时, 流量的变化值相对较小, 调节作用不够灵敏。

5.3 抛物线特性

抛物线特性是指调节阀的相对流量与相对开度的二次方根成正比。抛物线特性介于直线特性和等百分比特性之间, 改善了直线特性在小开度时调节性能差的缺点。

5.4 快开特性

快开特性是指调节阀在开度很小时流量就已经较大, 随着开度增加, 流量很快达到最大值。

从调节阀的流量特性可以看出, 调节阀的流量特性对选用调节阀有非常重要的意义, 直接影响到自动控制系统的质量和稳定性, 因此必须正确合理选择调节阀的流量特性。在工程应用中, 我们选用最多的是等百分比特性, 对于压差变化小、可调范围小、开度变化小的场合, 也可以选用直线特性的调节阀, V型球阀一般选用抛物线特性。

6 关于阀口径

计算选定调节阀口径的方法在工程中常用C值法, 即流通能力法。首先根据工艺条件和调节要求选定阀门的结构型式和流量特性, 并且确定流量系数C的计算方法和计算公式, 然后把各项数值带人计算公式计算出最大流量下调节阀流量系数Cmax值, 然后在标准阀门额定Cv值表中选择与1.2Cmax相近的Cv值, 其对应的阀径即为所选择调节阀的阀径, 最后进行噪声和开度验算, 在最大流最下一般调节阀的开度不超过85%, 最小流量下开度不小于20%, 假如验算信息合理的话, 此时就可以定下来其其尺寸。假如不合理的话, 就要再次的分析, 然后对其验算, 一直到信息合理。

7 合理的选取其材质

在选取材质的时候, 要切实的关注如下的两个要素。第一是阀体以及盖子的材料的质地。第二是其中的组成部件的材料的品质。对于阀体等来讲, 它们就相当于是压力设备, 所以规定它要能够承担介质的气温等, 对于其中的组件来讲, 它的关键意义是节流, 对其规定是要保证可以抗腐蚀, 而且要有效的应对冲刷。其是选取的时候要高度关注的内容。在选取材质的时候要了解两项内容。第一是要确保安全稳定, 即要切实的结合工艺规定, 选取那些能够抵抗高温以及高压和方式等的材料。第二, 要在合乎使用性的规定之下, 分析它的性能和使用时间以及经济性指标。

摘要：在进行工业生产活动的时候, 我们常会用到调节阀, 它的具体意义是结合调节设备释放的信息来开展活动。