上海滬工閥門廠（集團）有限公司

摘要：企業的能源計量已成為節能減排的重要方式，而流量調節閥作為流量控制中的重要方法，文章詳細介紹了調節閥的流量特性，直線特性、等百分比特性及介于兩者之間的拋物線特性的流量調節閥的作用及如何選型。

關鍵詞：調節閥；流量特性；流通能力；等百分比特性；直線特性

調節閥作為一個執行器將來自控制器的信號，變成控制量作用在對象上。它是控制系統的重要組成部分，在選擇使用時，應和選用傳感器、變送器一樣，從現有的商品中，選擇能滿足要求的產品。

下面介紹調節閥的流量特性和口徑的計算。

1 調節閥的流量特性及其選擇

1.1 調節閥的流量特性

調節閥的流量特性是指流過調節閥介質的相對流量與調節閥的相對開度之間的關系，即：

式中：
Q/Q_max：相對流量，即調節閥某一開度下的流量與全開流量之比；
L/L_max：相對開度，即調節閥某一開度下的行程與全開行程之比。

調節閥流量特性是由調節閥閥芯形狀決定的。閥芯形狀有柱塞閥和開口閥兩類，而每一類都分為直線特性、等百分比特性和拋物線特性。此外還有平板形的快開特性。圖 1 是閥芯形狀示意圖，圖 2 是理想流量特性圖。

圖 1 閥芯形狀

圖 2 理想流量特性 （1）直線特性；（2）等百分比特性；（3）快開特性；（4）拋物線特性

所謂理想流量特性是指閥前后壓差在流量改變時保持不變條件下，所得到的流量特性，這自然應在實驗條件下才能形成恒定的壓差。

從圖 2 可以看出，各流量特性線，當開度為零時，相對流量為 3.3%，可知在相對開度為零時為最小流量，且此最小流量與最大流量之比為 3.3%，或者說最大流量與最小流量之比為 30。直線流量特性的斜率等于常數，與相對流量值無關；等百分比流量特性的斜率與相對流量成正比；拋物線特性介于直線和等百分比特性之間。

1.2 調節閥流量特性的選擇

工程所用調節閥的特性有直線特性、等百分比特性及介于兩者之間的拋物線特性，此外還有快開特性。對于直通調節閥可用等百分比特性閥代替拋物線特性閥，而快開特性閥只應用于雙位控制和程序控制中。因此，在選擇閥門特性時，更多的是指如何選擇等百分比特性閥和直線特性閥。

（1）等百分比特性閥應用場合：① 管道阻力大時，或者閥前后壓差變化比較大的情況，使用等百分比特性閥；② 當系統負荷大幅度變化時，且各開度處的流量相對值變化為一定值，因此選用等百分比特性閥具有較強的適應性。

（2）直線特性閥應用場合：① 閥前后壓差一定；② 閥上壓差大；③ 負荷變化小。（因為直線特性閥在小流量時不穩定）。

2 調節閥的流通能力及其口徑的選擇

調節閥的口徑是根據工藝要求的流通能力來確定的。調節閥的流通能力直接反映調節閥的容量，是設計、使用部門選用調節閥的主要參數。在工程計算中為了合理選取調節閥的尺寸．就應正確計算流通能力，否則就會造成調節閥尺寸選得過大或過小。調節閥過大，將使閥門工作在小開度位置，造成調節質量不好或經濟效果差；如選得過小，即使處于全開位置也不能適應最大負荷的需要．使調節系統失調。因此必須掌握調節閥在各種流體時的流通能力的計算公式。

2.1 調節閥的流通能力

2.1.1 流通能力的定義

當調節閥全開．閥兩端差壓為 105Pa、流體密度為 1g/cm³ 時，每小時流經調節閥的流量定義為調節閥的流通能力，用 C 表示。據此可知一臺 C 為 20 的調節閥，當閥兩端差壓為 105Pa 時，流過閥門的水流量為 20m³/h。

2.1.2 流通能力 C 值的計算公式

液體 C 值的計算：

式中 Q：體積流量，m³/h；G：質最流量，t/h；P₁、P₂：閥前、閥后絕對壓力，Pa；ρ：液體密度，g/cm³。

2.1.3 氣體、蒸汽 C 值的計算

各種氣體、蒸氣與液體不同，它們具有可壓縮性，因此通過調節閥的氣體或熱氣的密度小于閥前密度，如果仍用液體 C 值的計算公式，必將產生較大誤差，應按發后密度法。其計算公式如下：

式中，G：蒸汽流最，kg/h；P₁、P₂：閥前、閥后絕對壓力；ρ：閥后出口斷面上的蒸汽密度 kg/m³。

上式只適用于 P₂ > P₁/2 的情況，此稱亞臨界狀態。當蒸汽處于超臨界狀態，P₂/P₁ < 1/2 時，不管閥后蒸汽壓力 P₂ 多少，閥出口截面上的氣體壓力 P₂ 保持不變，即 P₂=P_2KP=P₁/2，閥出口斷面上的蒸汽密度 ρ₂=ρ_2KP 也保持不變，P_2KP、ρ_2KP 均為臨界狀態下的參數。C 值應按下式計算：

2.2 調節閥口徑的選擇

由以上分析在調節閥廠家所提供的的標準系列中，應選取大于 C 并接近 C 的值來決定調節閥的口徑，以滿足所用流量的需要。