控制阀压差的确定

1、控制阀压差的确定控制阀压差的确定 周洪义周洪义周洪义周洪义周洪义周洪义ZhouhyZhouhyZ1、概述n在工艺系统中控制阀是最重要的控制元件。n从自动控制的角度来讲，控制阀应该具有较大的压差。n从工艺系统的角度来讲，控制阀应该具有较小的压差。n正确合理地确定控制阀的压差就是要解决好上述两方面的矛盾，控制阀既能满足控制要求，又经济合理。 2、控制阀的有关概念 1)控制阀的工作原理 Q=C(P1-P2)/r(1/2) C-C-即仪表专业选阀时用到的一个重要参数，称为控即仪表专业选阀时用到的一个重要参数，称为控制阀的流通能力。其定义为控制阀全开，控制阀两端制阀的流通能力。其定义为控制阀全开，控制阀

2、两端压差为压差为1 1kg/cmkg/cm2 2时，流经控制阀介质密度为时，流经控制阀介质密度为1 1g/cmg/cm3 3流体流体的流量。的流量。 2、控制阀的有关概念 2)控制阀的理想流量特性Q/Qmax=f(l/lmax) 如图1所示，只以控制阀进出口为研究对象（注意无其他阻力元件），使控制阀压差为定值时，得到的流量特性为理想流量特性。 理想流量特性众多，对四种理想流量特性进行了重点研究。 2、控制阀的有关概念 - -直线流量特性直线流量特性 当控制阀单位相对开度变化引起的相对流量变化是一个当控制阀单位相对开度变化引起的相对流量变化是一个常数时，控制阀具有直线流量特性。常数时，控制阀具有

3、直线流量特性。 d(Q/Qd(Q/Qmaxmax)=kd(l/l)=kd(l/lmaxmax) ) 通过积分代入边界条件得出：通过积分代入边界条件得出： Q/QQ/Qmaxmax =1/R1+(R-1) l/l =1/R1+(R-1) l/lmaxmax R R称为可调比，即控制阀可以调节的最大流量称为可调比，即控制阀可以调节的最大流量 Q Qmaxmax 和和可以调节的最小流量可以调节的最小流量Q Qminmin的比值。的比值。Q Qminmin不是控制阀关闭的泄不是控制阀关闭的泄漏量，它是可调流量的下限值，当流量低于此值时，控制漏量，它是可调流量的下限值，当流量低于此值时，控制阀无法保证调

4、节精度。一般阀无法保证调节精度。一般Q Qminmin=(2-4%)Q=(2-4%)Qmaxmax, ,即即R=25-50,R=25-50,而而泄漏量仅为泄漏量仅为(0.1-0.01%)(0.1-0.01%)Q Qmaxmax。 直线流量特性的控制阀，其开度变化相同时，流量变直线流量特性的控制阀，其开度变化相同时，流量变化也是相同的。一般控制阀，理想可调比化也是相同的。一般控制阀，理想可调比R=30R=30时，直线流时，直线流量特性控制阀的相对流量随相对开度间的变化情况如图量特性控制阀的相对流量随相对开度间的变化情况如图2 2中中的直线的直线(1)(1)所示。所示。 2、控制阀的有关概念 -

5、-等百分比流量特性等百分比流量特性 当控制阀单位相对开度变化引起的相对流量当控制阀单位相对开度变化引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比时，称控制阀具有变化与此点的相对流量成正比时，称控制阀具有等百分比流量特性。等百分比流量特性。 d(Q/Qd(Q/Qmaxmax)=k Q/Q)=k Q/Qmaxmax d(l/l d(l/lmaxmax) ) 通过积分代入边界条件得出：通过积分代入边界条件得出： Q/QQ/Qmaxmax =R =R(l/lmax(l/lmax-1)-1) 等百分比流量特性的控制阀，其开度变化百等百分比流量特性的控制阀，其开度变化百分比相同时，流量变化百分比也相同。对于一般

6、分比相同时，流量变化百分比也相同。对于一般控制阀，理想可调比控制阀，理想可调比R=30R=30时，等百分比流量特性时，等百分比流量特性控制阀的相对流量随相对开度间的变化情况如图控制阀的相对流量随相对开度间的变化情况如图2 2中的曲线中的曲线(2)(2)所示。所示。 2、控制阀的有关概念 - -快开流量特性快开流量特性 当控制阀单位相对开度变化引起的相对流量当控制阀单位相对开度变化引起的相对流量变化与此点的相对流量成反比时，称控制阀具有变化与此点的相对流量成反比时，称控制阀具有快开流量特性。快开流量特性。 d(Q/Qd(Q/Qmaxmax)=k (Q/Q)=k (Q/Qmaxmax ) )-1-

7、1d(l/ld(l/lmaxmax) ) 通过积分代入边界条件得出：通过积分代入边界条件得出： Q/QQ/Qmaxmax =1/R1+(R =1/R1+(R2 2-1)l/l-1)l/lmaxmax 0.50.5 快开流量特性的控制阀，开度较小时，对应快开流量特性的控制阀，开度较小时，对应流量就比较大，在其开度范围内，随着开度增加，流量就比较大，在其开度范围内，随着开度增加，流量很快达到最大，开度再增加时，流量变化幅流量很快达到最大，开度再增加时，流量变化幅度很小以至于不变。对于一般控制阀，理想可调度很小以至于不变。对于一般控制阀，理想可调比比R=30R=30时，快开流量特性控制阀的相对流量随

8、相时，快开流量特性控制阀的相对流量随相对开度间的变化情况如图对开度间的变化情况如图2 2中的曲线中的曲线(3)(3)所示。所示。 2、控制阀的有关概念 - -抛物线流量特性抛物线流量特性 当控制阀单位相对开度变化引起的相对流量当控制阀单位相对开度变化引起的相对流量变化与此点相对流量的平方根成正比时，称控制变化与此点相对流量的平方根成正比时，称控制阀具有抛物线流量特性。阀具有抛物线流量特性。 d(Q/Qd(Q/Qmaxmax)=k (Q/Q)=k (Q/Qmaxmax ) ) 0.5 0.5d(l/ld(l/lmaxmax) ) 通过积分代入边界条件得出：通过积分代入边界条件得出： Q/QQ/Q

9、maxmax =1/R1+(R =1/R1+(R0.50.5-1)l/l-1)l/lmaxmax 2 2 抛物线流量特性的控制阀，其开度变化时，抛物线流量特性的控制阀，其开度变化时，流量介于直线流量特性和等百分比流量特性之间流量介于直线流量特性和等百分比流量特性之间变化。对于一般控制阀，理想可调比变化。对于一般控制阀，理想可调比R=30R=30时，抛时，抛物线流量特性控制阀的相对流量随相对开度间的物线流量特性控制阀的相对流量随相对开度间的变化情况如图变化情况如图2 2中的曲线中的曲线(4)(4)所示。所示。 2、控制阀的有关概念 2、控制阀的有关概念 - -几种流量特性的比较几种流量特性的比较

10、 直线流量特性，相同的开度变化，流量变化直线流量特性，相同的开度变化，流量变化QQ是相同的，那么在是相同的，那么在小流量时，小流量时，Q/QQ/Q操作点操作点大，操作很灵敏不易控制；大流量时，大，操作很灵敏不易控制；大流量时，Q/QQ/Q操作点操作点小，操作平稳易于控制。因此，直线流量特性控制阀适合于负荷变化小小，操作平稳易于控制。因此，直线流量特性控制阀适合于负荷变化小的场合。的场合。 对于等百分比流量特性，相同的开度变化，小开度时流量变化对于等百分比流量特性，相同的开度变化，小开度时流量变化Q小；大开度时流量变化小；大开度时流量变化Q大。因此，等百分比流量特性控制阀适合大。因此，等百分比流

11、量特性控制阀适合于负荷变化大的场合。于负荷变化大的场合。 对于快开流量特性，随开度变大，流量很快达到最大，开度再增对于快开流量特性，随开度变大，流量很快达到最大，开度再增加时，流量变化幅度很小以至于不变。因此，快开流量特性控制阀不适加时，流量变化幅度很小以至于不变。因此，快开流量特性控制阀不适合于调节流量，但适合于在双位控制或程控场合中使用。合于调节流量，但适合于在双位控制或程控场合中使用。 抛物线流量特性，其特性曲线介于直线流量特性和等百分比流量特抛物线流量特性，其特性曲线介于直线流量特性和等百分比流量特性之间，而且接近于等百分比流量特性。因此常用等百分比流量特性控性之间，而且接近于等百分比

12、流量特性。因此常用等百分比流量特性控制阀来代替抛物线流量特性控制阀。制阀来代替抛物线流量特性控制阀。 所以，我们经常用到的是直线流量特性控制阀和等百分比流量特性所以，我们经常用到的是直线流量特性控制阀和等百分比流量特性控制阀。控制阀。 上述特性说明了为什么需要给出上述特性说明了为什么需要给出QminQmin、QnorQnor、QmaxQmax的原因，它是的原因，它是仪表专业确定控制阀特性的依据。仪表专业确定控制阀特性的依据。2、控制阀的有关概念 3)3)控制阀的实际流量特性控制阀的实际流量特性 由于控制阀都是安装在管路上如图由于控制阀都是安装在管路上如图3所示，在系统所示，在系统总压降一定的情

13、况下，当流量发生变化时，管路压降总压降一定的情况下，当流量发生变化时，管路压降在变化，控制阀压差也在发生变化。因此控制阀压差在变化，控制阀压差也在发生变化。因此控制阀压差变化时，得到的流量特性为实际流量特性。变化时，得到的流量特性为实际流量特性。2、控制阀的有关概念 串联管路控制阀的实际流量特性串联管路控制阀的实际流量特性对调节来说：对调节来说：Q/QQ/Qmaxmax=f(l/l=f(l/lmaxmax) ) Qmaxmax=Cqkqk(P1 1/r)0.50.5(1)则则 Q=Q=Cqkqk f(l/lf(l/lmaxmax) ) (P1 1/r)0.50.5(2)对管路来说：对管路来说：

14、Q=Q=Cg g(P2 2/r)0.50.5(3)则则 Q=Q=Cqkqk f(l/lf(l/lmaxmax) ) (P1 1/r)0.5 0.5 = =Cg g(P2 2/r)0.50.5 P2 2=Cqkqk2 2/ / Cg g2 2 f f2 2(l/l(l/lmaxmax) )P1 1 P=P1 1 +P2 2 P1 1/P=1/1+ Cqkqk2 2/ / Cg g2 2 f f2 2(l/l(l/lmaxmax) )(4)2、控制阀的有关概念 串联管路控制阀的实际流量特性串联管路控制阀的实际流量特性 当控制阀全开时，控制阀上有最小压差，设最小当控制阀全开时，控制阀上有最小压差，设

15、最小压差为压差为P1mP1m。由于控制阀全开，此时有：。由于控制阀全开，此时有： f (l/lf (l/lmaxmax) =1) =1P1m1m/P=1/（1+ Cqkqk2 2/ / Cg g2 2）Cqkqk2 2/ / Cg g2 2 = P/P1m1m 1令令P1m1m/P =SCqkqk2 2/ / Cg g2 2 = 1/S 1 S S为控制阀全开时，控制阀的压差与系统总压差为控制阀全开时，控制阀的压差与系统总压差的比值，称为控制阀的阻比，有的资料上称之为控制的比值，称为控制阀的阻比，有的资料上称之为控制阀的阀权度。阀的阀权度。P1 1/P=1/1+(1/S-1) f2 2(l/l

16、maxmax)(5)2、控制阀的有关概念 串联管路控制阀的实际流量特性串联管路控制阀的实际流量特性 对于图对于图3 3的系统，当的系统，当P2 2=0=0时，控制阀有：时，控制阀有： Qmaxmax=Cqkqk(P/r)0.50.5(6) (2)/(6) (2)/(6)有：有： Q/Q/Qmaxmax=f(l/l=f(l/lmaxmax) ) (P1/ P) 0.50.5(7) 将将(5)(5)代入代入(7)(7)有：有： Q/Q/Qmaxmax=f(l/l=f(l/lmaxmax) )1/1+(1/S-1) f2 2(l/lmaxmax) 0.50.5(8) (8)(8)式即为式即为控制阀的

17、实际流量与理想最大流量参比关系。控制阀的实际流量与理想最大流量参比关系。对于对于R=30R=30的控制阀，当控制阀阻比发生变化时，其关系的控制阀，当控制阀阻比发生变化时，其关系曲线如图曲线如图4 4所示。所示。2、控制阀的有关概念 串联管路控制阀的实际流量特性串联管路控制阀的实际流量特性 2、控制阀的有关概念 串联管路控制阀的实际流量特性串联管路控制阀的实际流量特性 对于图对于图3 3的系统，当的系统，当P1 1= =P1m1m时，控制阀全开有：时，控制阀全开有： Q100100=Cqkqk(P1m/r)0.50.5(9) (2)/(9) (2)/(9)有：有： Q/Q/Qmaxmax=f(l

18、/l=f(l/lmaxmax) ) (P1/ P1m) 0.50.5= =f(l/lmax) S0.50.5(P1/ P) 0.50.5 将将(5)(5)代入上式有：代入上式有： Q/Q/Qmaxmax=f(l/l=f(l/lmaxmax)1/S+(1-S) f2 2(l/lmaxmax) 0.50.5(10) (10)(10)式即为控制阀的实际流量特性，它不但和控制阀的式即为控制阀的实际流量特性，它不但和控制阀的相对开度有关，而且与控制阀的阻相对开度有关，而且与控制阀的阻比比S有关。对于安装有关。对于安装在实际管路中在实际管路中R=30的控制阀，当控制阀阻比发生变化的控制阀，当控制阀阻比发生

19、变化时，其实际性能曲线的变化趋势如图时，其实际性能曲线的变化趋势如图5所示。所示。 2、控制阀的有关概念 串联管路控制阀的实际流量特性串联管路控制阀的实际流量特性 2、控制阀的有关概念 串联管路控制阀的实际流量特性串联管路控制阀的实际流量特性从图从图4 4和图和图5 5可见：可见：当控制阀阻比当控制阀阻比S=1S=1时，即管道阻力为零，系统的总压降全部落在控时，即管道阻力为零，系统的总压降全部落在控制阀上，此时实际流量特性和理想流量特性是一致的。制阀上，此时实际流量特性和理想流量特性是一致的。随着控制阀阻比随着控制阀阻比S的减小，即管道阻力增加，控制阀最大流量比管的减小，即管道阻力增加，控制阀

20、最大流量比管道阻力为零时理想最大流量要小，可调比在缩小。道阻力为零时理想最大流量要小，可调比在缩小。随着控制阀阻比随着控制阀阻比S的减小，实际流量特性偏离理想流量特性，的减小，实际流量特性偏离理想流量特性，S越越小偏离程度越大。小偏离程度越大。从图从图4可见可见, 随着控制阀阻比随着控制阀阻比S的减小，直线流量特性趋向于快开流的减小，直线流量特性趋向于快开流量特性，等百分比冷量特性趋向于直线流量特性。而且随着控制阀量特性，等百分比冷量特性趋向于直线流量特性。而且随着控制阀阻比阻比S的减小，可调最小流量在升高，可调比在缩小。的减小，可调最小流量在升高，可调比在缩小。因此，随着控制阀阻比因此，随着

21、控制阀阻比S的减小，实际流量曲线偏离理想流量曲线，的减小，实际流量曲线偏离理想流量曲线，可调比在缩小，可调节范围在变窄。反之则说明，为了保证控制阀可调比在缩小，可调节范围在变窄。反之则说明，为了保证控制阀具有较好的调节性能，控制阀要求有一定的压差。在实际应用中，具有较好的调节性能，控制阀要求有一定的压差。在实际应用中，为保证控制阀具有较好的调节性能，避免控制阀实际特性发生畸变，为保证控制阀具有较好的调节性能，避免控制阀实际特性发生畸变，一般希望控制阀阻比一般希望控制阀阻比S0.3。2、控制阀的有关概念 串联管路控制阀的实际流量特性串联管路控制阀的实际流量特性 根据图根据图5 5和试验测试，控制

22、阀阻比和试验测试，控制阀阻比S S对控制阀特性的影响对控制阀特性的影响结果如下表所示：结果如下表所示：阻比阻比S 10.6 0.60.3 0.3 理想特性理想特性 直线直线 等百等百分比分比 直线直线 等百等百分比分比 直线直线 等百等百分比分比实际特性实际特性 接近接近直线直线 等百等百分比分比 近似近似直线直线 等百等百分比分比 快开快开直线直线调节性能调节性能 好好 较好较好 不适宜调节不适宜调节 2、控制阀的有关概念 串联管路控制阀的实际流量特性串联管路控制阀的实际流量特性 结论：综合兼顾控制和工艺两方面要求，一般结论：综合兼顾控制和工艺两方面要求，一般S=0.3-0.5S=0.3-0

23、.5。特殊情。特殊情况下：况下：高压减至低压时，高压减至低压时，S S很容易在很容易在0.50.5以上。虽然以上。虽然S S越大越好，但有时压越大越好，但有时压差很大，容易造成控制阀冲蚀或流体已呈阻塞流，此时可在控制阀差很大，容易造成控制阀冲蚀或流体已呈阻塞流，此时可在控制阀前增设减压孔板，使部分压差消耗在孔板上。孔板上分担的压差可前增设减压孔板，使部分压差消耗在孔板上。孔板上分担的压差可和自控专业协商确定。和自控专业协商确定。稍高压力减至低压或物料自流的场合，要使稍高压力减至低压或物料自流的场合，要使S在在0.3以上有时有困难。以上有时有困难。此时可想办法降低管路阻力，如：放大管径、改变设备

24、布置以缩短此时可想办法降低管路阻力，如：放大管径、改变设备布置以缩短管道长度或增加位差、减少弯头等措施，一定要确保管道长度或增加位差、减少弯头等措施，一定要确保S0.3。低压经由泵至高压的场合，为了降低能耗，要求至少低压经由泵至高压的场合，为了降低能耗，要求至少S0.15。但为。但为获得较好的控制阀品质，建议获得较好的控制阀品质，建议S0.3。气体管路由于阻力降很小，气体管路由于阻力降很小，S很容易在很容易在0.5以上。但在低压和真空系以上。但在低压和真空系统中，由于容许压力降较小，要求统中，由于容许压力降较小，要求S0.15。 2、控制阀的有关概念 并联管路控制阀的实际流量特性并联管路控制阀

25、的实际流量特性如图如图6所示的控制阀与管路并联的系统，压差所示的控制阀与管路并联的系统，压差PP为定值。为定值。 阻比阻比阻比阻比阻比阻比x=Qx=Qx=Qx=Qx=Qx=Q1max1max1max1max1max1max/Q/Q/Q/Q/Q/Qmaxmaxmaxmaxmaxmax对于不同的对于不同的对于不同的对于不同的对于不同的对于不同的x x x x x x，实际性能曲线的变化趋势如图，实际性能曲线的变化趋势如图，实际性能曲线的变化趋势如图，实际性能曲线的变化趋势如图，实际性能曲线的变化趋势如图，实际性能曲线的变化趋势如图7 7 7 7 7 7所示。所示。所示。所示。所示。所示。2、控制阀

26、的有关概念 并联管路控制阀的实际流量特性并联管路控制阀的实际流量特性2、控制阀的有关概念 并联管路控制阀的实际流量特性并联管路控制阀的实际流量特性结论：结论：当当x=1时，即旁路关闭，实际流量特性和理想流量特性是一致的。时，即旁路关闭，实际流量特性和理想流量特性是一致的。随着随着x逐渐减小，即旁路逐渐开大，通过旁路的流量逐渐增加，实逐渐减小，即旁路逐渐开大，通过旁路的流量逐渐增加，实际流量特性起点在上移，可调比在缩小，但流量特性曲线形状基本际流量特性起点在上移，可调比在缩小，但流量特性曲线形状基本不变。不变。 在实际应用中，为保证控制阀有一定的可调比，即具有比较在实际应用中，为保证控制阀有一定

27、的可调比，即具有比较好的调节性能，一般希望控制阀阻比好的调节性能，一般希望控制阀阻比 x0.5,最好最好x0.8。 这种控制阀和管路并联的情况在实际工程中并不多见，但对于这种控制阀和管路并联的情况在实际工程中并不多见，但对于一些需要保持系统有一个最低流量，负荷变化不大（即调节比较小）一些需要保持系统有一个最低流量，负荷变化不大（即调节比较小）的场合，为防止仪表故障时最低流量得不到保证，可以采用控制阀的场合，为防止仪表故障时最低流量得不到保证，可以采用控制阀和管路并联。另外，当所选的控制阀偏小，作为一种补救措施；或和管路并联。另外，当所选的控制阀偏小，作为一种补救措施；或者装置有扩容能力，但控制

28、阀已不能满足要求时。可将控制阀的旁者装置有扩容能力，但控制阀已不能满足要求时。可将控制阀的旁路稍开，使控制阀达到所期望的调节目的。此时，先关闭控制阀主路稍开，使控制阀达到所期望的调节目的。此时，先关闭控制阀主管路，通过阀后总管上的流量计来标定旁路阀的开度。管路，通过阀后总管上的流量计来标定旁路阀的开度。2、控制阀的有关概念 4)4)控制阀的可调比控制阀的可调比 理想可调比理想可调比R可调比可调比R为控制阀可以调节的最大流量为控制阀可以调节的最大流量 Qmax 和可以调和可以调节的最小流量节的最小流量Qmin的比值。即：的比值。即：R=R=Qmax/Qmin串联管路的实际可调比串联管路的实际可调

29、比RS RSR(S)R(S)0.5 串联管路控制阀的实际可调比串联管路控制阀的实际可调比RS与理想可调比与理想可调比R和阻和阻比比S有关。阻比有关。阻比S越小越小,实际可调比越小。因此，为保证实际可调比越小。因此，为保证一定的可调比，控制阀的阻比一定的可调比，控制阀的阻比S要适当，不能使阻比要适当，不能使阻比S过小。过小。2、控制阀的有关概念 4)4)控制阀的可调比控制阀的可调比 国产的控制阀，理想可调比国产的控制阀，理想可调比R=30R=30。但考虑到选。但考虑到选用控制阀时圆整口径以及对用控制阀时圆整口径以及对C C值的圆整和放大，一般取值的圆整和放大，一般取R=10R=10。即使如此，在

30、控制阀与管路串联的系统中，当。即使如此，在控制阀与管路串联的系统中，当S=0.3S=0.3时，时，R RS S仍为仍为5.4 5.4 。而一般工艺过程中，。而一般工艺过程中，Q Qminmin=30%Q=30%Qnornor，Q Qmaxmax=125%Q=125%Qnornor，R RS S不过不过4.164.16。因此，只要。因此，只要S0.3S0.3是可以满足要求的，只要阻比是可以满足要求的，只要阻比S S不是太小或对可不是太小或对可调比要求太高，可不必验算实际可调比。调比要求太高，可不必验算实际可调比。 当要求的可调比较大时，控制阀满足不了工艺要当要求的可调比较大时，控制阀满足不了工艺

31、要求，此时，可采用提高控制阀阻比求，此时，可采用提高控制阀阻比S S，或采用大小两个，或采用大小两个控制阀并联工作的分程调节系统。控制阀并联工作的分程调节系统。2、控制阀的有关概念 4)4)控制阀的可调比控制阀的可调比 并联管路的实际可调比并联管路的实际可调比 Rs RSQQmax/Q/Q2 并联管路控制阀的实际可调比并联管路控制阀的实际可调比RS与控制阀的与控制阀的理想可调比理想可调比R R无关，只和总管最大流量与旁路无关，只和总管最大流量与旁路流量有关。流量有关。3、控制阀压差的确定 我们经常遇到的是如图我们经常遇到的是如图8 8所示处于串联管路中的控所示处于串联管路中的控制阀。通过前面对

32、控制阀实际特性和可调比等的演算制阀。通过前面对控制阀实际特性和可调比等的演算和分析，可以看出影响控制阀调节性能的关键参数是和分析，可以看出影响控制阀调节性能的关键参数是控制阀全开通过最大流量时，控制阀前后的最小压差控制阀全开通过最大流量时，控制阀前后的最小压差PP1m1m。所以。所以PP1m1m即为我们要确定的控制阀压差。即为我们要确定的控制阀压差。 3、控制阀压差的确定 流体自流体自1-1到到2-2截面间的能量守恒关系式为：截面间的能量守恒关系式为： P Pa a+h=+h= h hf f+ +PP1m1m+ +P Pb b PP1m1m= P= Pa a+h-P+h-Pb b- -h hf

33、 f (11)(11)由控制阀阻比由控制阀阻比的定义及的定义及S=0.3S=0.30.50.5得：得： S=PS=P1m1m/(h/(hf f+ +PP1m1m)=0.3)=0.30.50.5(12)(12)由式（由式（1212）可以计算出）可以计算出PP1m1m=0.429=0.4291.0h1.0hf f。即控制阀的压差应为管路阻力降的即控制阀的压差应为管路阻力降的0.4290.429到到1.01.0倍。倍。 式（式（1111）和式（）和式（1212）就是控制阀压差的计算公式）就是控制阀压差的计算公式及核算式。用法为先由式（及核算式。用法为先由式（1111）计算出控制阀的压差，）计算出控制

34、阀的压差，再由式（再由式（1212）进行核算。只有同时满足式（）进行核算。只有同时满足式（1111）和式）和式（1212）的要求时，计算出的控制阀压差才可以作为控）的要求时，计算出的控制阀压差才可以作为控制阀的选型依据。制阀的选型依据。3、控制阀压差的确定 如何计算出管道阻力降如何计算出管道阻力降hfhf？首先根据工艺流程图和控制要求规划出控制阀的大致首先根据工艺流程图和控制要求规划出控制阀的大致位置位置结合设备布置图及接管标高构想出管系的走向图（工结合设备布置图及接管标高构想出管系的走向图（工艺专业应该学会绘制管系图）艺专业应该学会绘制管系图）根据管系图进行水力学计算求出管道阻力降根据管系图

35、进行水力学计算求出管道阻力降hfhf管道专业的配管图应尽量接近先前构想的管系图管道专业的配管图应尽量接近先前构想的管系图为了安全起见，计算出的管道阻力降应考虑为了安全起见，计算出的管道阻力降应考虑1520%1520%的的裕量。对于低压系统和高粘度物料，配管草图出来以裕量。对于低压系统和高粘度物料，配管草图出来以后要对管道阻力降进行核算，因为这样的管线长度和后要对管道阻力降进行核算，因为这样的管线长度和弯头数量变化对管道阻力降的影响比较大。发现控制弯头数量变化对管道阻力降的影响比较大。发现控制阀压差确定的有问题，应及时进行调整。阀压差确定的有问题，应及时进行调整。3、控制阀压差的确定 常见工况的

36、处理方法常见工况的处理方法低压经由泵至高压的工况低压经由泵至高压的工况 PP1m1m= =S/S/（1-S1-S）h hf fH= PH= Pb b-P-Pa a+ h + + h + h hf f+ + PP1m1m 在这种场合下，为了降低能耗，控制阀的阻比可在这种场合下，为了降低能耗，控制阀的阻比可以要求为以要求为S0.15S0.15。但当流量小、扬程低，泵的轴功率。但当流量小、扬程低，泵的轴功率较小时，为获得较好的控制阀品质，建议较小时，为获得较好的控制阀品质，建议S0.3S0.3。同。同时，由于根据泵样本选的泵扬程一般比所需扬程要高，时，由于根据泵样本选的泵扬程一般比所需扬程要高，当出

37、现这种情况时，应先定出泵的扬程，扣除扬程裕当出现这种情况时，应先定出泵的扬程，扣除扬程裕量后，再反算控制阀压差。量后，再反算控制阀压差。3、控制阀压差的确定 常见工况的处理方法常见工况的处理方法工艺条件有波动的工况工艺条件有波动的工况 一般来说，工艺条件是相对稳定的，它容许在一定的范围内一般来说，工艺条件是相对稳定的，它容许在一定的范围内波动。如图波动。如图9所示，所示， 由于由于Pa、Pb及前后设备的液位可能出现最高、及前后设备的液位可能出现最高、正常和最低值，这样就可能出现多种操作条件。但仔细研究可以正常和最低值，这样就可能出现多种操作条件。但仔细研究可以发现，当发现，当Pa最小、前设备液

38、位最低，而最小、前设备液位最低，而Pb最大、后设备液位最高最大、后设备液位最高时，控制阀压差最小，所需泵扬程最高。此时应在这种条件下确时，控制阀压差最小，所需泵扬程最高。此时应在这种条件下确定控制阀压差和泵的扬程。定控制阀压差和泵的扬程。 又比如说锅炉给水系统的控制阀，因为锅炉产汽压力经常波又比如说锅炉给水系统的控制阀，因为锅炉产汽压力经常波动，会影响到控制阀阻比下降，此时在考虑控制阀压差时应增加动，会影响到控制阀阻比下降，此时在考虑控制阀压差时应增加系统设备静压的系统设备静压的510%作为控制阀压差的裕量，即用下式进行控作为控制阀压差的裕量，即用下式进行控制阀阻比的核算。制阀阻比的核算。 S

39、=PS=P1m1m- -（0.050.1)(P0.050.1)(Pa a-P-Pb b）/(h/(hf f+ +PP1m1m)=0.3)=0.30.50.5 即即: :PP1m1m=S/(1-S)=S/(1-S) h hf f +1/(1-s)(0.050.1)(P+1/(1-s)(0.050.1)(Pa a-P-Pb b）3、控制阀压差的确定 常见工况的处理方法常见工况的处理方法高压减至低压的工况高压减至低压的工况 这种工况时，控制阀阻比这种工况时，控制阀阻比S S一般很大。虽然一般很大。虽然S S越越大越好，但有时压差很大，容易造成控制阀冲大越好，但有时压差很大，容易造成控制阀冲蚀或流体已

40、呈阻塞流，此时可在控制阀前增设蚀或流体已呈阻塞流，此时可在控制阀前增设减压孔板，使部分压差消耗在孔板上。孔板上减压孔板，使部分压差消耗在孔板上。孔板上分担的压差可和自控专业协商确定，以控制阀分担的压差可和自控专业协商确定，以控制阀压差不高于控制阀的容许压差为宜。压差不高于控制阀的容许压差为宜。3、控制阀压差的确定 常见工况的处理方法常见工况的处理方法稍高压力减至低压或物料自流的工况稍高压力减至低压或物料自流的工况 这种工况时，满足式（这种工况时，满足式（1111）的控制阀压差，可）的控制阀压差，可能满足不了式（能满足不了式（1212）的要求。此时可想办法降）的要求。此时可想办法降低管路阻力，如

41、：放大管径、改变设备布置以低管路阻力，如：放大管径、改变设备布置以缩短管道长度或增加位差、减少局部阻力降等缩短管道长度或增加位差、减少局部阻力降等措施，一定要确保措施，一定要确保S S0.30.3。 3、控制阀压差的确定 常见工况的处理方法常见工况的处理方法输送气体介质的工况输送气体介质的工况 气体管路由于阻力降很小，控制阀阻比气体管路由于阻力降很小，控制阀阻比S S一般都很大。一般都很大。例如，热媒为饱和蒸汽的加热器，其进口蒸汽管线上例如，热媒为饱和蒸汽的加热器，其进口蒸汽管线上的控制阀，为了避免蒸汽能量过多地损耗在控制阀上，的控制阀，为了避免蒸汽能量过多地损耗在控制阀上，也为了避免蒸汽过热度太高影响传热效果，一般凭经也为了避免蒸汽过热度太高影响传热效果，一般凭经验取控制阀压差验取控制阀压差PP1m1m=0.01=0.010.02MPa 0.02MPa 。虽