Как рассчитать и выбрать диаметр регулирующего клапана

We need to determine the flow rate, differential pressure, and flow capacity when calculating the regulating valve diameter. At the same time, we also need to select the valve’s flow capacity, check the calculation, and the control valve bore. Today, we share the knowledge about the selection of control valves took

1. Регулирующий клапан выбор калибра

1.1 Определение расчетного расхода

The calculated flow rate is the maximum flow rate through the control valve. Flow rate value should be based on the production capacity of the process equipment, object load changes, changes in operating conditions and the system’s control quality, other factors to consider, and then reasonable provisions.

1.1.1 Указания по расчету расхода

Во-первых, мы слишком сильно учитываем запас, поэтому калибр клапана выбирается слишком большим, что не только приводит к экономическим потерям. Часто клапан работает в малой степени открытия, что приводит к снижению регулируемого коэффициента и ухудшению характеристик регулирования. В тяжелых случаях это приводит к колебаниям, что значительно сокращает срок службы регулирующего клапана.

Во-вторых, мы рассматриваем только непосредственное производство, однобоко акцентируя внимание на качестве управления. Поэтому при незначительном увеличении производительности регулирующий клапан не может адаптироваться и подлежит замене.

Расчетный расход также может быть определен по производительности оборудования для перекачки жидкости, такого как насосы и компрессоры. Иногда для определения расхода используется комбинация методов.

1.2 Пропускная способность

Пропускная способность является основной базой для выбора диаметра регулирующего клапана. Чтобы правильно рассчитать пропускную способность, необходимо обоснованно определить расход и перепад давления регулирующего клапана. Поэтому при подстановке в формулу расчета пропускной способности мы обычно называем расход и перепад давления расчетным и дифференциальным давлением.

1.3 Расчет определения перепада давления

Рассчитанный перепад давления - это полное открытие клапана регулирующего клапана. Таким образом, регулирующий клапан будет иметь перепад давления при максимальном расходе.

При определении расчетного перепада давления необходимо учитывать как эффективность управления, так и потребляемую мощность. Чем больше отношение перепада давления через клапан к перепаду давления в системе. Чем меньше искажение расходных характеристик регулирующего клапана, тем более высокую эффективность регулирования можно гарантировать. Однако чем больше разница давлений между передней и задней частями клапана, тем больше потребляемая мощность.

1.4 Этапы расчета дифференциального давления

Расчет перепада давления в основном основывается на технологических трубопроводах, оборудовании и других компонентах системы, величине и изменении перепада давления. Этапы расчета следующие.

1.4.1 Ставим регулирующий клапан до и после ближайшего расстояния, давление первичной стабильности двух устройств как система расчетного диапазона.

1.4.2 При условии максимального расхода вычислите потери давления △PF, вызванные каждым местным сопротивлением в системе (кроме регулирующего клапана), а затем найдите их сумму Σ△PF

1.4.3 We choose the S value. S value should be the regulating valve fully open, the control valve on the differential pressure △ PV, and the total system pressure loss ratio, S = △ PV ÷ (△ PV + Σ △ PF). We usually choose S = 0.3 – 0.5.

Однако даже при значении S менее 0,3 требования к эффективности управления в некоторых системах могут быть удовлетворены. Для систем высокого давления потребляемая мощность также может быть снижена до S = 0,15. Перепад давления на регулирующем клапане является более существенным компонентом для газовых сред, поскольку потери сопротивления более незначительны. Поэтому общее значение S важнее, чем 0,5. Однако в системах с низким давлением и вакуумом S все еще соответствует значению 0,3-0,5 из-за незначительной допустимой потери давления.

1.4.4 We have worked out the Σ△PF and selected the S value. Using the formula S = △PV ÷ (△PV + Σ△PF) can be obtained from the regulating valve to calculate the differential pressure △PV = S Σ△PF ÷ (1 – S).

1.5 Влияние других факторов на расчеты

Мы считаем, что статическое давление в оборудовании системы часто колеблется. Это повлияет на изменение перепада давления на клапане, так что значение S еще больше уменьшится.

Как и в системе управления питательной водой котла, расчетный перепад давления должен быть увеличен на 5%-10% от статического давления оборудования системы (установите номинальное статическое давление котла как P), т.е. ΔPV=SΣΔPF÷(1-S)+0.0521P.

Увеличение перепада давления на регулирующем клапане, несомненно, благоприятно для управления, но слишком большой перепад давления может вызвать кавитацию регулирующего клапана. Поэтому при определении расчетного перепада давления следует также учитывать отсутствие кавитации.

2.Регулировка открытия клапана и коэффициента регулирования при расчете теста

После определения расчетного расхода и перепада давления необходимо рассчитать открытие регулирующего клапана и регулируемый коэффициент.

2.1 Открытие регулирующего клапана

The available maximum flow rate of the regulating valve opening should be about 90%, and the minimum flow rate of the regulating valve opening is not less than 10%. Therefore, when the opening degree is calculated, we must consider the ideal flow characteristics of the regulating valve and working conditions. In the following, we will give two common flow characteristics of the regulating valve in the opening verification formula’s operating conditions (series piping).

Открытие клапана регулировки характеристик в линии

Где k - открытие клапана при расходе qi, qi - расход при проверенном открытии: м3/ч.

2.2 Коэффициент контроля при расчете

In China’s unified design of control valves, the ideal controllable ratio R is generally 30. Still, in use, the valve by the maximum opening and minimum opening restrictions, we will generally make the controllable ratio down to about 10.

В случае последовательного трубопровода фактический регулируемый коэффициент Rc = R√S. Таким образом, согласно следующей формуле Rc = 10√S для расчета регулируемого соотношения, если Rc > макс/мин, то выбранный регулирующий клапан соответствует требованиям. В противном случае необходимо изменить значение S регулирующего клапана. Мы также можем увеличить давление в системе или использовать два регулирующих клапана (чтобы уменьшить значение S), метод раздельного регулирования для удовлетворения требований к регулируемому соотношению.

3.Заключение

Таким образом, определение диаметра регулирующего клапана в соответствии с данными, предоставленными процессом, включает в себя следующие шаги

3.1 Определите расчетный расход

Производительность, загрузка оборудования и условия среды определяют расчетные значения расхода max и min.

3.2 Определите расчетный перепад давления

Выбранный расход и характеристики системы задают значения S, а затем определяют расчетное дифференциальное давление.

3.3 Рассчитайте пропускную способность

Найдите максимальный расход, когда пропускная способность равна Cmax, по определенному расчетному расходу и перепаду давления.

3.4 Выберите пропускную способность C

Значение Cmax было получено в стандартной серии выбранного типа препарата, выбранного больше Cmax и наиболее близкого к значению блока C.

3.5 Расчет

Расчет открытия регулирующего клапана и регулируемого коэффициента.

3.6 Определите диаметр регулирующий клапан

After passing the test, according to the flow capacity, the C value determines the control valve’s nominal diameter and seat diameter.