调节阀的流量系数Kv,是调节阀的重要参数,它反映调节阀通过流体的能力,也就是调节阀的容量。根据调节阀流量系数Kv的计算,就可以确定选择调节阀的口径。为了正确选择调节阀的口径,必须正确计算出调节阀的额定流量系数Kv值。调节阀额定流量系数Kv的定义是:在规定条件下,即阀的两端压差为10Pa,流体的密度为lg/cm,额定行程时流经调节阀以m/h或t/h的流量数。
1. 一般液体的Kv值计算
a. 非阻塞流
判别式:△P<FL(P1-FFPV)
计算公式:Kv=10QL
式中:FL-压力恢复系数,见附表
FF-流体临界压力比系数,FF=0.96-0.28
△P=P1-P2
G -气体比重(空气G=1)
t -气体温度℃
b.高压气体(PN>10MPa)
当P2>0.5P1时
当P2≤0.5P1时
式中:Z-气体压缩系数,可查GB/T 2624-81《流量测量节流装置的设计安装和使用》
3. 低雷诺数修正(高粘度液体KV值的计算)
液体粘度过高或流速过低时,由于雷诺数下降,改变了流经调节阀流体的流动状态,不锈钢调节阀,在Rev<2300时流体处于低速层流,这样按原来公式计算出的KV值,误差较大,必须进行修正。此时计算公式应为:
式中:Φ―粘度修正系数,由Rev查FR-Rev曲线求得;QL-液体流量 m/h
对于单座阀、套筒阀、角阀等只有一个流路的阀
对于双座阀、蝶阀等具有二个平行流路的阀
式中:Kv′―不考虑粘度修正时计算的流量系
ν ―流体运动粘度mm/s
FR -Rev关系曲线
FR-Rev关系图
4. 水蒸气的Kv值的计算
a. 饱和蒸汽
当P2>0.5P1时
当P2≤0.5P1时
式中:G―蒸汽流量kg/h,P1、P2含义及单位同前,K-蒸汽修正系数,部分蒸汽的K值如下:水蒸汽:K=19.4;氨蒸汽:K=25;氟里昂11:K=68.5;乙烯蒸汽:K=37;丙烷、蒸汽:K=41.5;丁烷、异丁烷蒸汽:K=43.5。
b. 过热水蒸汽
当P2>0.5P1时
当P2≤0.5P1时
式中:△t―水蒸汽过热度℃,Gs、P1、P2含义及单位同前。
一、阀门安装的一般要求
(l)阀门安装位置应不妨碍设备、管路及阀门本身的操作和检修。适宜的安装高度为距操作面l.2m左右。当阀门手轮中心的高度超过操作面2m时,对于集中布置的阀组或操作频繁的单独阀门及安全阀,应设平台;对不经常操作的阀门也应采取适当的措施(如链轮、延伸杆、活动平台或活动梯子等)。链轮的链条不应妨碍通行。内有危险介质的管道和设备上的阀门,不得安装在人的头部高度范围内,以免伤人。
(2)水平管道上的阀门的阀杆尽量垂直向上或向左或右偏45.水平安装也可,但不准向下。垂直管道上的阀门杆朝向操作面,但应注意不要影响通行。
(3)对于质量较大的阀门,应在附近设立支架,阀门法兰与支架间距应大于300mm;对于大型阀门,应考虑吊装的条件。
(4)平行布置管道上的阀门,其中心线尽量对齐。手轮间的净距不应小于100mm。阀门应尽量靠近干管和设备安装。与设备管嘴相连接的阀门,若公称压力、直径、密封面形式与设备管嘴法兰相同或对应时,可直接连接。从干管引出的支管,一般要在靠近根部且在水平管段上设切断阀。
(5)升降式止回阀应装在水平管段上;立式升降式止回阀可装在垂直管道上;旋启式止回阀应优先装在水平管道上,也可装在管内介质自下而上流动的垂直管道上。底阀应装在离心泵吸人管的立管端;减压阀、调节阀应垂直装在水平管道上。地下管道的阀门应设在管沟内或阀门井内。消防水阀门井应有明显的标志,安装在设备上或管道上均应垂直安装。
二、减压阀的安装
减压阀组不应设置在靠近移动设备或容易受冲击的部位,应设置在振动小、有足够空间和便于检修的部位。为了检修需要,减压阀组应设切断阀和旁路阀。为防止杂质磨损,可在减压阀前设置Y形过滤器。阀组后应设置安全阀,当压力超过设定值时,能起泄压作用。蒸汽系统的减压阀组前,应设疏水器或汽水分离器。阀组低处应设导淋阀。
减压阀组的安装高度为:设在离地面1.2m左右,可沿墙敷设;设在离地面3m左右,也可以沿墙敷设,但应设立长久性操作平台。减压阀应装在水平管道上。波纹管减压阀用于蒸汽时,波纹管应向下安装;用于空气时,波纹管应朝上安装。
三、安全阀的安装
(1)设备容器上的安全阀一般应垂直安装在设备容器的开口处,也尽可能装设在接近设备容器出口的管道上,但管路的公称直径应不小于安全阀进口的公称直径。
(2)单独向大气排放的安全阀,应在其入口处装设一个保持经常开启的切断阀,并采用铅封。对于排入密闭系统或用集合管排入大气的安全阀,不锈钢调节阀规格,应在其入口和出口处各装设一个经铅封、保持经常开启的切断阀。切断阀应选用明杆式闸阀或密封性较好的旋塞。
(3)液体安全阀一般都排入密封系统,气体安全阀则排入大气。排入大气的气体安全阀放空管出口,应高出操作面2.5m以上,并引至室外。排入大气的可燃气体和有毒气体的安全阀放空管出口。如水平距离l5m以内有明火时,可燃气体不得排入大气。
(4)安全阀入口管道大压力损失,不超过安全阀定压的3%.为此,除安全阀的位置应尽量靠近被保护的设备和管道处,不锈钢调节阀供应,还可采用增大入口管的管径(可比阀入口口径大1~3挡)、采用长半径弯头或采用先导式安全阀来解决。
(5)安全阀出口管道的压力损失也不宜过大,以免安全阀的背压过大。普通型的背压不超过安全阀定压值的10%;波纹管型(平衡型)的背压一般不宜超过安全阀定压的30%;先导式安全阀的背压不超过安全阀定压的60%。可将出口管的端部切成平口,以便排出物直接向上高速排出。如出口管过长,应考虑良好的固定,以防止振动。
(6)在装有安全阀的管道上设计支架时,应考虑气体或蒸汽高速排人大气时,在出口管中心线方向上产生与流向相反的作用力。安全阀的反作用力是可以计算的。
四、调节阀的安装
(1)调节阀的安装位置应满足管道系统(工艺流程)设计要求,并应尽量靠近与其相关的就地指示仪表(一次表),尽量接近测量元件所在位置,以便于在手动操作旁通阀时,能观察到一次仪表数值。调节阀应尽量正立垂直安装于水平管道上,特殊情况下才可水平或倾斜安装,但须加支撑。
(2)为便于操作和维修,减少占地,调节阀组应尽量布置在地面靠墙、靠设备或平台等易于接近的地方。与平台或地面的净空应不小于250mm。
(3)调节阀应安装在环境温度不高于60℃且不低于-40℃的场所,应远离振动器,尽量避免火灾危险的影响。
(4)调节阀一般都要安装旁路与旁通阀。旁通阀主要是当调节检修停用时作调节流量之用,故一般应选用截止阀。但当旁通阀DN≥l5Omm时,电动不锈钢调节阀材质316,也可选用闸阀。调节前后的切断阀宜先用闸阀,因其阻力小,关闭严密。一般调节阀前后有大小头,应紧接调节阀安装。为了在调节阀检修时将两切断阀之间管道泄压、排净,一般可在调节阀入口侧上游的切断阀之间的管道的低点设排液阀DN=15mm。另外,宜在入口切断阀后、调节阀前加设过滤器(调节阀DN<25mm者,必须加过滤器)。调节阀头与旁通管及其阀门外壁方向的净距应不小于300mm。
(5)安装调节阀时要注意其流向(调节阀上有箭头表示)。调节阀组应有可靠的支撑。有热伸长管道上的调节阀支架,两个支架之中应有一个是固定支架,另一个是滑动支架。
五、热力膨胀阀的安装
热力膨胀阀安装在冷凝器(或贮液器)与蒸发器之间的管道上,阀体应垂直安装,不能倾斜,更不能倒立安装。热力膨胀阀的感温包的位置是否合理,对热力膨胀阀能否合理调节向蒸发器的供液量有明显的影响,这是因为感温包感受温度变化不是十分灵敏,把感受到的温度变化转化为热力膨胀阀的动作也有一定的时间滞后,一般说来,感温包应安装在蒸发器出口端的水平直管上,距压缩机吸气口的距离应在1.5m以上,并应与管道一起进行保冷,以减少环境温度对感温包的影响。
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