KOSO培训-流量特性选择

1、KOSO 培训教材WELCOME 课程大纲 2007 2007年新员工产品知识培训计划年新员工产品知识培训计划培训内容培训内容日期日期担当者担当者控制阀基础知识1）自动化基础知识07/8/6 （13：0016：30）张小兵2）控制阀的基本参数3）控制阀的基本分类KOSO控制阀型式和结构1）上阀盖型式2）阀内件型式3）流量特性3）500T、500F、500A系列07/8/7（13：0016：30）郁总4）500G/D/M系列07/8/8（13：0016：30）张小兵5）200系列6）300系列7）600系列8）700系列9）400系列10）执行机构型号和结构07/8/9（13：0016：30）谢

2、永刚11）附件及气路图控制阀的材料1)材料选定一般考虑的因素07/8/10 （13：0016：30）张小兵2)阀体材料3)阀内件材料4)垫圈和填料材料自动化基础知识观察观察思考思考搬动阀门搬动阀门自动化基础知识控制精度低控制精度低思考决定于人的经验思考决定于人的经验人工搬动阀门人工搬动阀门不能满足自动化控制的需求不能满足自动化控制的需求劳动强度大劳动强度大自动化基础知识1.2.3.测量元件与变送器测量元件与变送器 4. 控制器控制器5. 控制阀控制阀 6.对象对象自动化系统标识oF-流量 C-控制 FC流量控制oL-物位 I-显示 LI-液位指示oP-压力 T-变送 TC温度控制oT-温度自动

3、化基础知识全貌图比值控制比值控制自动化基础知识o被调参数Y（被控变量） 液位、压力、温度、流量工业生产自动化特点o在工业设备在工业设备,装置及管道上配置一些自动化装置装置及管道上配置一些自动化装置,代替操作工人的部分直接劳动代替操作工人的部分直接劳动,使生产在不同程度上自动的进行使生产在不同程度上自动的进行,这种部分的或全部的用自动化装置来管理生这种部分的或全部的用自动化装置来管理生产过程的方法称为过程自动化产过程的方法称为过程自动化.o加快生产速度加快生产速度,降低生产成本降低生产成本,提高产品质量与产量提高产品质量与产量o减轻劳动强度减轻劳动强度,改善劳动条件改善劳动条件o能够保证生产安全

4、能够保证生产安全,防止事故发生或扩大防止事故发生或扩大,达到延长设备使用寿命达到延长设备使用寿命,提高设备利提高设备利用率用率,保障人身安全的目的保障人身安全的目的o生产过程自动化的实现生产过程自动化的实现,能根本改变劳动方式能根本改变劳动方式,提高操作者专业技术水平提高操作者专业技术水平,以适以适应当代信息技术革命和信息产业革命的需要应当代信息技术革命和信息产业革命的需要随着现场传感器及控制系统的不断发展随着现场传感器及控制系统的不断发展,调节阀本身的性能已是决调节阀本身的性能已是决定过程控制实现的关键定过程控制实现的关键控制阀基础知识 控制阀控制阀-CONTROL VALVEIEC（国际电

5、工委员会）定义（国际电工委员会）定义:控制阀由执行机构和阀体两部分组成控制阀由执行机构和阀体两部分组成其中执行机构是控制阀的控制装置其中执行机构是控制阀的控制装置,它按信号的大小产生相应的推力它按信号的大小产生相应的推力使推杆产生相应的位移使推杆产生相应的位移,从而带动阀芯动作从而带动阀芯动作;阀体部件是控制阀的调节阀体部件是控制阀的调节部分部分,它直接与介质接触它直接与介质接触,由阀芯的动作由阀芯的动作,改变调节阀节流面积改变调节阀节流面积,达到调达到调节目的节目的控制阀基础知识控制阀控制阀-CONTROL VALVE控制阀是执行器中的一大类产品控制阀是执行器中的一大类产品,执行器执行器-在

6、工业生产过程在工业生产过程自动控制系统中自动控制系统中,以调节仪表或其他控制装置的信号为输入信以调节仪表或其他控制装置的信号为输入信号号,按一定调节规律调节被控对象输入量的装置按一定调节规律调节被控对象输入量的装置,它包括控制它包括控制阀阀,执行机构执行机构,电磁阀和各种不同功能的附件电磁阀和各种不同功能的附件(阀门定位器阀门定位器,伺服伺服放大器放大器,位置发信器位置发信器,保位阀保位阀)等产品等产品.控制阀的应用最为广泛普遍控制阀的应用最为广泛普遍,所以现在也有直接称为执行器所以现在也有直接称为执行器控制阀基础知识控制阀控制阀-CONTROL VALVE控制阀是构成自动化系统不可缺少的重要

7、部分控制阀是构成自动化系统不可缺少的重要部分,它接受控制器的输出信号它接受控制器的输出信号,直接控制能量或物料直接控制能量或物料达到控制温度达到控制温度,压力压力,流量流量,液位等工艺参数的目的液位等工艺参数的目的控制阀基础知控制阀在自动化中的重要性控制阀在自动化中的重要性A.安装在生产现场安装在生产现场,常年与介质接触常年与介质接触,工作在高温工作在高温,高压高压,深冷深冷,强腐蚀强腐蚀,易磨损易磨损, 易堵易堵,易漏的恶劣条件易漏的恶劣条件B.是控制系统中最薄弱的环节是控制系统中最薄弱的环节,由于选择不当或维护不善常常使整个自动化由于选择不当或维护不善常常使整个自动化系统不能可靠工作系统不

8、能可靠工作,严重时会引起装置停车严重时会引起装置停车,工厂停产工厂停产C.与生产工艺密切相关与生产工艺密切相关,它直接影响生产过程中的物料平衡与能量平衡它直接影响生产过程中的物料平衡与能量平衡控制阀基础知识控制阀基本构成控制阀基本构成执行机构执行机构-动力装置动力装置附件附件实现自动化要求的各种性能实现自动化要求的各种性能阀体阀体节流部件节流部件控制阀基础知识控制阀基本参数控制阀基本参数一一.公称通径公称通径DN502”二二.公称压力公称压力PN1.6ANSI 150JIS10K控制阀基础知识公称通径公称通径(mm)6，10，15，20，25，（，（32），），40，50，（，（65），），8

9、0，100，（，（125）150，200，250，300，350，400，450，500，600，700，800900，1000，1200，1400，1600，1800，2000公称压力公称压力(MPa)0.1，0.4，1，1.6，2.5，4，6.4，10，16，25，32，40，160，250GB/T 4213-92（中国国家标准）（中国国家标准）控制阀基础知识公称通径公称通径(英寸）英寸）1/2，3/4，1，11/2，2，21/2，3，31/2，4，5，6，8，10，1214，18，20，24，26，28，30，32，34，36，38，40，48ANSI B16.34-1996(美国国家标

10、准）美国国家标准）控制阀基础知识ANSI B16.34-2003(美国国家标准）美国国家标准）公称压力公称压力控制阀基础知识控制阀基本分类控制阀基本分类按用途按用途开关型开关型调节型调节型按行程按行程直行程直行程角行程角行程按阀门结构按阀门结构单单/双座调节阀双座调节阀 闸阀闸阀套筒调节阀套筒调节阀 截止阀截止阀三通调节阀三通调节阀 止回阀止回阀隔膜阀隔膜阀 安全阀安全阀蝶阀蝶阀球阀球阀 旋塞阀旋塞阀偏心旋转阀偏心旋转阀自力式控制阀自力式控制阀控制阀基础知识控制阀基本分类控制阀基本分类 按压力按压力 真空阀真空阀PN0 MPa 低压阀低压阀PN1.6 MPa 中压阀中压阀PN1.610 MPa

11、 高压阀高压阀PN10 32 MPa 超高压阀超高压阀PN 32 MPa按温度按温度高温阀高温阀450 中温阀中温阀200 450 常温阀常温阀-20 200 低温阀低温阀0 -60 深冷阀深冷阀-60 -196 阀门结构阀盖型式 标准型标准型(-5230 ) 散热片型散热片型(230 以上、以上、-5-45 ） 加长型加长型（-5-45 ）阀盖类型 加长型加长型（-45-196 ）流体压力密流体压力密封型封型波纹管密封型阀盖适用于强毒性波纹管密封型阀盖适用于强毒性,易挥发易挥发,易渗透易渗透,或贵重流体或贵重流体阀盖型式冷箱内冷箱内 冷箱内冷箱内（内抽式结构）（内抽式结构）直行程调节阀的阀芯

12、型式套筒导向型调节阀套筒型式阀盖角行程调节阀的阀芯型式角行程调节阀动作示意图阀内件o阀内件与流体接触的可拆卸的阀内零件包括阀芯、阀座、阀杆导向、衬套、套筒；填料函部件的填料压盖、弹簧、套环、填料底环等；不包括的零件：填料、上阀盖、下阀盖及其连接用密封垫片阀内件o阀芯形式阀内件阀内件阀内件阀芯与流量特性o不同的阀芯形状决定不同的流量特性o蝶阀、球阀、隔膜阀、偏心旋转阀固有特性不能修改o套筒阀、柱塞阀、v形开口阀，可修改阀芯形状改变流量特性阀芯与流量特性改变阀特性的几个方法：o由设计阀芯实现o由定位器修正o由非线性执行机构实现o由控制系统实现o由专用仪表修正流量特性流量特性固有流量特性固有流量特性

13、(压差不变压差不变)工作流量特性工作流量特性(压差变化压差变化)流量特性直线流量特性直线流量特性等百分比流量特性等百分比流量特性快开流量特性快开流量特性流量特性流量特性o理想流量特性 在压差不变的条件下，流过阀门的相对流量与相对开度的关系)(maxLlFQQ相对行程相对流量LlQQmax可调比可调比理想可调比（阀门压差不变）理想可调比（阀门压差不变）控制阀所能控制的最大流量与最小流量之比控制阀所能控制的最大流量与最小流量之比minmaxminmaxKvKvQQR流量特性流量特性o直线流量特性o相对流量与相对开度成直线关系，即单位行程引起的流量变化是常数oR=30,l/L=0时Q/Qmax=3.

14、3%l/L=1时Q/Qmax=100%LlRRQQKLldQQd) 1(11maxmax流量特性流量特性22.7-13/13*100%=74.6%61.3-51.7/51.7*100%=18.5%90.4-80.6/80.6*100%=12.1%流量特性流量特性o等百分比流量特性单位行程变化引起相对流量变化与该点的相对流量成正比，即放大系数是变化的，但是相对流量的变化是常数。)1(maxmaxmaxLlRQQQQKLldQQd流量特性流量特性6.58-4.67/4.67*100%=40%25.6-18.3/18.3*100%=40%71.2-50.8/50.8*100%=40%流量特性流量特性

15、o快开流量特性o相对行程变化引起相对流量的变化与该点相对流量成反比其作用与等百分比相反，有效行程为1/4 *D2121) 1(11max)max(maxLlRRQQQQKLldQQd流量特性流量特性o工作流量特性工作流量特性流量特性流量特性oS值在串联系统中阀门压差与系统总压差之比系统全开PPS安装流量特性安装流量特性流量特性流量特性流量特性流量特性o实际 R与s值大小有关，s越小，R也减小SRPPRKvKvQQR系统全开实际minmaxminmax流量系数理论o流量系数是控制阀的重要参数，它表示通过流体的能力，是选择控制阀口径的重要依据。oC-称为流量系数，它与阀芯和阀座的结构、阀前阀后的压

16、差、流体性质等因素有关。oKv-温度（5-40）的水,在100kPa压差下，1小时流过阀的立方米数oCv-温度(40-60F)的水,在1Psi压差下，1分钟流过阀的美加法仑数oCv=1.167Kv工作流量特性的选择工作流量特性的选择o固有流量特性的选择固有流量特性的选择其他其他o由于缺乏某些条件，按表选择有困难时由于缺乏某些条件，按表选择有困难时o1，若阀流量特性对系统影响很小时，则可任意选择，若阀流量特性对系统影响很小时，则可任意选择o2，若，若S值很小或设计依据不足，阀口径选择偏大时，值很小或设计依据不足，阀口径选择偏大时，应选择等百分比特性应选择等百分比特性 液位控制系统液位控制系统 控

17、制阀压力降控制阀压力降最佳固有特性最佳固有特性 恒定恒定P P 线性线性P P随负荷增加而减少，最大负荷时的随负荷增加而减少，最大负荷时的P20%P20%的最小的最小负荷时的负荷时的P P 线性线性P P随负荷增加而减少，最大负荷时的随负荷增加而减少，最大负荷时的P20%P20%的最小的最小负荷时的负荷时的P P 等百分比等百分比P P随负荷增加而增加，最大负荷时的随负荷增加而增加，最大负荷时的P200%P200%P200%的最的最小负荷时的小负荷时的P P 快开快开压力控制系统压力控制系统o液体控制过程液体控制过程 %o气体控制过程，容积小，管道距离小于气体控制过程，容积小，管道距离小于10

18、ft， %o气体控制过程，容积大，能吸收干扰的系统气体控制过程，容积大，能吸收干扰的系统 直线直线或距离变送器大于或距离变送器大于100ft或负荷增加或负荷增加P减小，最大负荷的减小，最大负荷的P20%的的，最小负荷的，最小负荷的P o气体控制过程，容积大负荷增加气体控制过程，容积大负荷增加P减小，减小，最大负荷的最大负荷的P20%的最小负荷的的最小负荷的P ， % 流量控制系统流量控制系统 到到控制器的控制器的 流量测量信号流量测量信号 控制阀与流量测控制阀与流量测量元件的位置关量元件的位置关系系 最佳固有特性最佳固有特性 宽范围的流宽范围的流 量设定点量设定点小范围的流量，小范围的流量，阀门的负荷增大阀门的负荷增大时时 P P的变化很的变化很大大与流量成正比与流量成正比 串联串联 线性线性 等百分比等百分比 旁路旁路（1） 线性线性 等百分比等百分比与流量的平方与流量的平方成正比成正比