浅谈调节阀的流量调节、调节范围及流量特性

    0 引 言

    调节阀被广泛的应用于电站行业,尤其是在锅炉系统中更为常见,例如:锅炉主给水系统、旁路系统、减温水系统等。并且调节阀性能的好坏直接影响着整个系统的运转,因此,合理的设计及选取调节阀对于整个系统的安全性、稳定性、经济性和可靠性有着十分重要的作用。随着电站行业的迅速发展,对调节阀的要求也越来越高,调节阀往往要在一个较大的流量范围内高度精确地调节或控制流体的流动,并且能根据阀杆的规定运动方式预计流量。因此,流量调节、调节范围及调节特性是设计及选取调节阀时所必须考虑的因素。

    1 流量调节

    流量即单位时间内通过阀门的流体质量或体积;调节的流量即按照某一规定的规律随时间变化的流量,即使进口端有适当的压力变化,也可以要求流量在有限的范围内变化。例如:在锅炉主给水及旁路系统调节阀来实现锅炉的给水量,在锅炉喷水减温器的喷水管道上调节喷水量以达到调节锅炉介质温度的目的。

    为了在适当的范围内调节流量,①在设计或选型调节阀时,流量系数应该留有一定的裕量,以便在流量发生波动或比预期的流量大时,流量仍有可调性。一般具有直线调节特性的阀门推荐取计算流量系数的1. 15~1. 66倍,具有等百分比调节特性的阀门推荐取计算流量系数的1. 22~2倍。②考虑调节阀必需的或规定的压降值,系统压降的分配需要根据具体情况而定。③选定阀门阀瓣的调节特性以满足工况的需要。最后应该考虑流量范围,阀门必须在整个流量范围内保持有效调节。

    2 调节范围

    调节范围是用来描述阀门在整个流量范围保持必要调节的能力的一个参数,调节范围的大小也可用可调比来表示,调节阀的可调比就是调节阀所能控制的最大流量与最小流量之比。若以R来表示,则R=Q_max/Q_min,最小流量Q_min是指可调流量的下限值,它与泄漏量是不同的。

    阀门的可调比取决于阀门类别、阀门增益和阀门调节元件的特性。例如:单座阀、双座阀、蝶阀、或球阀,最小可调流量系数被认为是,在此系数下,阀门的增益显著地大于由阀瓣特性决定的值。因此,调节范围取决于阀门的增益(增益即为流量的变化除以阀瓣升程的变化)。一般认为具有良好调节作用的阀门可调比应该大于50,但由于阀瓣结构设计及加工方面的限制,最小可调流量Qmin不能太小,因此,理想可调比一般均小于50。目前我国统一设计是时取R=30。

    选择合适的调节阀,以便产生需要的调节范围。首先,计算出工况所需要的调节范围。其次,选取需要的阀门,查看阀瓣升程90%的流量系数与阀瓣升程10%的流量系数之比,是否等于或大于需要的调节范围,如果小于所需要的调节范围可重新选择另外的阀门,需要的话也可选择两台阀门并联。