調(diào)節(jié)閥壓差的確定

1、調(diào)節(jié)閥壓差的確定一、 概述在化工過程控制系統(tǒng)中，帶調(diào)節(jié)閥的控制回路隨處可見。在確定調(diào)節(jié)閥壓差的過程中，必須考慮系統(tǒng)對調(diào)節(jié)閥操作性能的影響，否則，即使計算出的調(diào)節(jié)閥壓差再精確，最終確定的調(diào)節(jié)閥也是無法滿足過程控制要求的。從自動控制的角度來講，調(diào)節(jié)閥應(yīng)該具有較大的壓差。這樣選出來的調(diào)節(jié)閥，其實(shí)際工作性能比較接近試驗(yàn)工作性能（即理想工作性能），即調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)品質(zhì)較好，過程容易控制。但是，容易造成確定的調(diào)節(jié)閥壓差偏大，最終選用的調(diào)節(jié)閥口徑偏小。一旦管系壓降比計算值大或相當(dāng)，調(diào)節(jié)閥就無法起到正常的調(diào)節(jié)作用。實(shí)際操作中，出現(xiàn)調(diào)節(jié)閥已處于全開位置，所通過的流量達(dá)不到所期望的數(shù)值；或者通過調(diào)節(jié)閥的流量為正常流

2、量值時，調(diào)節(jié)閥已處于90%開度附近，已處于通常調(diào)節(jié)閥開度上限，若負(fù)荷稍有提高，調(diào)節(jié)閥將很難起到調(diào)節(jié)作用。這就是調(diào)節(jié)閥壓差取值過大的結(jié)果。從工藝系統(tǒng)的角度來講，調(diào)節(jié)閥應(yīng)該具有較小的壓差。這樣選出來的調(diào)節(jié)閥，可以避免出現(xiàn)上述問題，或者調(diào)節(jié)閥處于泵或壓縮機(jī)出口時能耗較低。但是，這樣做的結(jié)果往往是選用的調(diào)節(jié)閥口徑偏大，由于調(diào)節(jié)閥壓差在管系總壓降中所占比例過小，調(diào)節(jié)閥的工作特性發(fā)生了嚴(yán)重畸變，調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)品質(zhì)不好，過程難于控制。實(shí)際操作中，出現(xiàn)通過調(diào)節(jié)閥的流量為正常流量值時，調(diào)節(jié)閥已處于10%開度附近，已處于通常調(diào)節(jié)閥的開度下限，若負(fù)荷稍有變化，調(diào)節(jié)閥將難以起到調(diào)節(jié)作用，這種情況在低負(fù)荷開車時尤為明顯。

3、這就是調(diào)節(jié)閥壓差取值過小的結(jié)果。同時，調(diào)節(jié)閥口徑偏大，既是調(diào)節(jié)閥能力的浪費(fèi)，使調(diào)節(jié)閥費(fèi)用增高；而且調(diào)節(jié)閥長期處于小開度運(yùn)行，流體對閥芯和閥座的沖蝕作用嚴(yán)重，縮短調(diào)節(jié)閥的使用壽命。正確確定調(diào)節(jié)閥的壓差就是要解決好上述兩方面的矛盾，使根據(jù)工藝條件所選出的調(diào)節(jié)閥能夠滿足過程控制要求，達(dá)到調(diào)節(jié)品質(zhì)好、節(jié)能降耗又經(jīng)濟(jì)合理。關(guān)于調(diào)節(jié)閥壓差的確定，常見兩種觀點(diǎn)。其一認(rèn)為根據(jù)系統(tǒng)前后總壓差估算就可以了；其二認(rèn)為根據(jù)管系走向計算出調(diào)節(jié)閥前后壓力即可計算出調(diào)節(jié)閥的壓差。這兩種方法對于估算國內(nèi)初步設(shè)計階段的調(diào)節(jié)閥是可以的，但用于詳細(xì)設(shè)計或施工圖設(shè)計階段的調(diào)節(jié)閥選型是錯誤的，常常造成所選的調(diào)節(jié)閥口徑偏大或偏小的問題。

4、正確的做法是對調(diào)節(jié)閥所在管系進(jìn)行水力學(xué)計算后，結(jié)合系統(tǒng)前后總壓差，在不使調(diào)節(jié)閥工作特性發(fā)生畸變的壓差范圍內(nèi)合理地確定調(diào)節(jié)閥壓差。有人會問，一般控制條件在流程確定之后即要提出，而管道專業(yè)的配管圖往往滯后，而且配管時還需要調(diào)節(jié)閥的有關(guān)尺寸，怎樣在提調(diào)節(jié)閥控制條件時先進(jìn)行管系的水力學(xué)計算呢？怎樣進(jìn)行管系的水力學(xué)計算，再結(jié)合系統(tǒng)前后總壓差，最終在合理范圍內(nèi)確定調(diào)節(jié)閥壓差，這就是本文要解決的問題。二、調(diào)節(jié)閥的有關(guān)概念為了讓大家對調(diào)節(jié)閥壓差確定過程有一個清楚的認(rèn)識，我們需要重溫一下與調(diào)節(jié)閥有關(guān)的一些基本概念。1、調(diào)節(jié)閥的工作原理如圖1所示，根據(jù)柏努力方程，流體流經(jīng)調(diào)節(jié)閥前后1-1和2-2截面間的能量守恒關(guān)

5、系如下式所示。由于H1=H2,U1=U2，則有：在流體阻力計算時，還有：則有：則通過調(diào)節(jié)閥的流量為：F-調(diào)節(jié)閥接管面積K-調(diào)節(jié)閥阻力系數(shù)由于F為定值，當(dāng)P1-P2不變時，流量隨K值變化，而K值是隨調(diào)節(jié)閥的開度發(fā)生變化的。因此調(diào)節(jié)閥是通過改變開度，使阻力系數(shù)K值發(fā)生變化，來達(dá)到調(diào)節(jié)流量目的的?，F(xiàn)令：則有：C值即儀表專業(yè)選閥時用到的一個重要參數(shù)，稱為調(diào)節(jié)閥的流通能力。其定義為調(diào)節(jié)閥全開，調(diào)節(jié)閥兩端壓差為1kg/cm2時，流經(jīng)調(diào)節(jié)閥介質(zhì)密度為1g/cm3流體的流量。2、調(diào)節(jié)閥的理想流量特性流體通過調(diào)節(jié)閥時，其相對流量和調(diào)節(jié)閥相對開度之間的關(guān)系，稱為調(diào)節(jié)閥的流量特性。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：如圖1所示僅以調(diào)節(jié)

6、閥進(jìn)出口為研究對象，使調(diào)節(jié)閥壓差為定值時，得到的流量特性為理想流量特性。1） 直線流量特性當(dāng)調(diào)節(jié)閥單位相對開度變化引起的相對流量變化是一個常數(shù)時，稱調(diào)節(jié)閥具有直線流量特性。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：其積分式為：代入邊界條件l=0時， Q=Qmin; l=lmax 時, Q=Qmin。得：設(shè)：則有：R稱為可調(diào)比，即調(diào)節(jié)閥可以調(diào)節(jié)的最大流量 Qmax 和可以調(diào)節(jié)的最小流量Qmin的比值。Qmin不是調(diào)節(jié)閥關(guān)閉的泄漏量，它是可調(diào)流量的下限值，當(dāng)流量低于此值時，調(diào)節(jié)閥無法保證調(diào)節(jié)精度。一般Qmin=(24%)Qmax,而泄漏量僅為(0.10.01%)Qmax。直線流量特性的調(diào)節(jié)閥，其開度變化相同時，流量變化也是

7、相同的。一般調(diào)節(jié)閥，理想可調(diào)比R=30時，直線流量特性調(diào)節(jié)閥的相對流量隨相對開度間的變化情況如圖2中的直線(1)所示。2） 等百分比流量特性當(dāng)調(diào)節(jié)閥單位相對開度變化引起的相對流量變化與此點(diǎn)的相對流量成正比時，稱調(diào)節(jié)閥具有等百分比流量特性。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：積分后代入邊界條件l=0時， Q=Qmin; l=lmax 時, Q=Qmin。得：等百分比流量特性的調(diào)節(jié)閥，其開度變化百分比相同時，流量變化百分比也相同。對于一般調(diào)節(jié)閥，理想可調(diào)比R=30時，等百分比流量特性調(diào)節(jié)閥的相對流量隨相對開度間的變化情況如圖2中的曲線(2)所示。3） 快開流量特性當(dāng)調(diào)節(jié)閥單位相對開度變化引起的相對流量變化與此點(diǎn)的相對

8、流量成反比時，稱調(diào)節(jié)閥具有快開流量特性。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：積分后代入邊界條件l=0時， Q=Qmin; l=lmax 時, Q=Qmin。得：快開流量特性的調(diào)節(jié)閥，開度較小時，對應(yīng)流量就比較大，在其開度范圍內(nèi)，隨著開度增加，流量很快達(dá)到最大，開度再增加時，流量變化幅度很小以至于不變。對于一般調(diào)節(jié)閥，理想可調(diào)比R=30時，快開流量特性調(diào)節(jié)閥的相對流量隨相對開度間的變化情況如圖2中的曲線(3)所示。4）拋物線流量特性當(dāng)調(diào)節(jié)閥單位相對開度變化引起的相對流量變化與此點(diǎn)相對流量的平方根成正比時，稱調(diào)節(jié)閥具有拋物線流量特性。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：積分后代入邊界條件可得：拋物線流量特性的調(diào)節(jié)閥，其開度變化時，流量介

9、于直線流量特性和等百分比流量特性之間變化。對于一般調(diào)節(jié)閥，理想可調(diào)比R=30時，拋物線流量特性調(diào)節(jié)閥的相對流量隨相對開度間的變化情況如圖2中的曲線(4)所示。4） 幾種流量特性的比較參見圖2中的流量特性曲線，對于直線流量特性，相同的開度變化，流量變化Q是相同的，那么在小流量時，Q/Q操作點(diǎn)大，操作靈敏不易控制；大流量時，Q/Q操作點(diǎn)小，操作平穩(wěn)易于控制。因此，直線流量特性調(diào)節(jié)閥適合于負(fù)荷變化小的場合。對于等百分比流量特性，相同的開度變化，小開度時流量變化Q?。淮箝_度時流量變化Q大。因此，等百分比流量特性調(diào)節(jié)閥適合于負(fù)荷變化大的場合。對于快開流量特性，隨開度變大，流量很快達(dá)到最大，開度再增加時，

10、流量變化幅度很小以至于不變。因此，快開流量特性調(diào)節(jié)閥不適合于調(diào)節(jié)流量，但適合于在雙位控制或程控場合中使用。拋物線流量特性，其特性曲線介于直線流量特性和等百分比流量特性之間，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調(diào)節(jié)閥來代替拋物線流量特性調(diào)節(jié)閥。所以，我們經(jīng)常用到的是直線流量特性調(diào)節(jié)閥和等百分比流量特性調(diào)節(jié)閥。3、調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性由于調(diào)節(jié)閥都是安裝在管路上，在系統(tǒng)總壓降一定的情況下，當(dāng)流量發(fā)生變化時，管路壓降在變化，調(diào)節(jié)閥壓差也在發(fā)生變化。因此調(diào)節(jié)閥壓差變化時，得到的流量特性為實(shí)際流量特性。1） 串聯(lián)管路調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性對于如圖3所示的調(diào)節(jié)閥與管路串聯(lián)的系統(tǒng)，當(dāng)調(diào)節(jié)閥上壓差

11、為P1值并保持不變時，單就調(diào)節(jié)閥本身來說它具有理想流量特性。由式（8）可得：Cqk為調(diào)節(jié)閥全開時的流通能力，則：對比式（9）則有：將式（23）代入式（20），則得：通過管道的流量可以用下式表示：Cg為管道的流通能力由于通過管系的流量是唯一的，因此有下式成立：則有：由于：將式（27）代入式（28）得：當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開時，調(diào)節(jié)閥上有最小壓差，設(shè)最小壓差為P1m。由于調(diào)節(jié)閥全開，此時有：則由式（29）得：則得：令 ：S為調(diào)節(jié)閥全開時，調(diào)節(jié)閥的壓差與系統(tǒng)總阻力降的比值，稱為調(diào)節(jié)閥的阻比，有的資料上稱之為調(diào)節(jié)閥的閥權(quán)度。則有：將式（33）代入式（30），則得：若以Qmax表示管道阻力為零時調(diào)節(jié)閥全開時的最大

12、流量，則由式（21）和式（24）可得：若以Q100表示有管道阻力時調(diào)節(jié)閥全開時的最大流量，則由式（24）和式（21）、式（32）得：將式（34）代入式（36），則得：式（35）為調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量與理想最大流量參比關(guān)系。對于R=30的調(diào)節(jié)閥，當(dāng)調(diào)節(jié)閥阻比發(fā)生變化時，其關(guān)系曲線如圖4所示。式（37）即為調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性，它不但和調(diào)節(jié)閥的相對開度有關(guān)，而且與調(diào)節(jié)閥的阻比S有關(guān)。對于安裝在實(shí)際管路中R=30的調(diào)節(jié)閥，當(dāng)調(diào)節(jié)閥阻比發(fā)生變化時，其實(shí)際性能曲線的變化趨勢如圖5所示。從圖4和圖5可見：a)當(dāng)調(diào)節(jié)閥阻比S=1時，即管道阻力為零，系統(tǒng)的總壓降全部落在調(diào)節(jié)閥上，此時實(shí)際流量特性和理想流量特性是一

13、致的。b)隨著調(diào)節(jié)閥阻比S的減小，即管道阻力增加，調(diào)節(jié)閥最大流量比管道阻力為零時理想最大流量要小，可調(diào)比在縮小。c)隨著調(diào)節(jié)閥阻比S的減小，實(shí)際流量特性偏離理想流量特性，S越小偏離程度越大。d)從圖4可見, 隨著調(diào)節(jié)閥阻比S的減小，直線流量特性趨向于快開流量特性，等百分比流量特性趨向于直線流量特性。而且隨著調(diào)節(jié)閥阻比S的減小，可調(diào)最小流量在升高，可調(diào)比在縮小。因此，隨著調(diào)節(jié)閥阻比S的減小，實(shí)際流量曲線偏離理想流量曲線，可調(diào)比在縮小，可調(diào)節(jié)范圍在變窄。反之則說明，為了保證調(diào)節(jié)閥具有較好的調(diào)節(jié)性能，調(diào)節(jié)閥要求有一定的壓差。在實(shí)際應(yīng)用中，為保證調(diào)節(jié)閥具有較好的調(diào)節(jié)性能，避免調(diào)節(jié)閥實(shí)際特性發(fā)生畸變，一

14、般希望調(diào)節(jié)閥阻比S0.3。根據(jù)圖5和試驗(yàn)測試，調(diào)節(jié)閥阻比S對調(diào)節(jié)閥特性的影響結(jié)果如下表所示：阻比S10.60.60.31,則：上式說明，并聯(lián)管路調(diào)節(jié)閥的實(shí)際可調(diào)比RS與調(diào)節(jié)閥的理想可調(diào)比R無關(guān)，只和總管最大流量與旁路流量有關(guān)。三、 調(diào)節(jié)閥壓差的確定我們經(jīng)常遇到的是如圖3所示處于串聯(lián)管路中的調(diào)節(jié)閥。通過前面對調(diào)節(jié)閥實(shí)際特性和可調(diào)比等的演算和分析，可以看出影響調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)性能的關(guān)鍵參數(shù)是調(diào)節(jié)閥全開通過最大流量時，調(diào)節(jié)閥前后的最小壓差P1m。所以P1m即為我們要確定的調(diào)節(jié)閥壓差。如圖8所示的系統(tǒng)，根據(jù)柏努力方程，流體自1-1到2-2截面間的能量守恒關(guān)系式為：式中hf為1-1到2-2截面間管路上的阻力降

15、，包括直管阻力降、局部阻力降和設(shè)備阻力降等。上式即為總推動力=管系總阻力，總推動力=Pa-Pb+h，管系總阻力P=P1m+hf。由上式可得：又由式（32）及調(diào)節(jié)閥阻比S=0.30.5得：由式（56）可以計算出P1m=（0.4291.0）hf。即調(diào)節(jié)閥的壓差應(yīng)為管路阻力降的0.429到1.0倍。式（55）和式（56）就是調(diào)節(jié)閥壓差的計算公式及核算式。用法為先由式（55）計算出調(diào)節(jié)閥的壓差，再由式（56）進(jìn)行核算。只有同時滿足式（55）和式（56）的要求時，計算出的調(diào)節(jié)閥壓差才可以作為調(diào)節(jié)閥的選型依據(jù)。但是，從式（55）可見，當(dāng)計算P1m時，需先計算出管道阻力降hf，管道阻力降是通過管系的水力學(xué)計

16、算求出的。通?？刂茥l件在流程確定之后即要提出，而管道專業(yè)的配管圖是在接到控制專業(yè)返回的調(diào)節(jié)閥條件后才可以最終繪制出來的，怎樣在提調(diào)節(jié)閥控制條件時先進(jìn)行管系的水力學(xué)計算呢？一般首先根據(jù)工藝流程圖和控制要求規(guī)劃出調(diào)節(jié)閥的大致位置，再結(jié)合設(shè)備布置圖構(gòu)想出管系的走向圖，根據(jù)此圖進(jìn)行管系的水力學(xué)計算求出管道阻力降hf。管道專業(yè)的配管圖應(yīng)盡量接近先前構(gòu)想的管系走向圖來設(shè)置，即使最終的配管圖與構(gòu)想的管系走向圖有出入，僅僅引起管線長度和彎頭數(shù)量的有限變化，對管道的阻力降和調(diào)節(jié)閥壓差計算影響不大，更何況調(diào)節(jié)閥的壓差可在一定范圍內(nèi)取值。為了安全起見，計算出的管道阻力降應(yīng)考慮1520%的裕量。對于低壓系統(tǒng)和高粘度物

17、料，為了確保設(shè)計無誤，最終的配管圖出來以后要對管道阻力降進(jìn)行核算，因?yàn)楣芫€長度和彎頭數(shù)量變化對管道阻力降的影響比較大。一旦發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥壓差確定的有問題，應(yīng)及時進(jìn)行調(diào)整。另外，由于調(diào)節(jié)閥前后多有大小頭和相應(yīng)的變徑管線，上述規(guī)劃的管系走向圖中還無法將他們考慮完全，因此根據(jù)式（55）計算出調(diào)節(jié)閥壓差P1m后，實(shí)際調(diào)節(jié)閥壓差取值可稍比計算值為小。當(dāng)管路阻力降大時，兩者差值大一些；反之則差值小一些或直接取計算值。實(shí)際工程中，我們遇到的系統(tǒng)與圖8所示的情況不盡相同，在應(yīng)用式（55）和式（56）時，可按下述方法進(jìn)行靈活處理。1、 低壓經(jīng)由泵至高壓的工況如圖9所示，在這種情況下，往往泵的揚(yáng)程需和調(diào)節(jié)閥壓差同時確

18、定。此時可先由式（56）確定調(diào)節(jié)閥壓差，再由式（55）求出泵的揚(yáng)程。則式（56）變?yōu)椋喝鬑表示泵的揚(yáng)程，則式（55）應(yīng)變?yōu)椋涸谶@種場合下，為了降低能耗，調(diào)節(jié)閥的阻比可以要求為S0.15。但當(dāng)流量小、揚(yáng)程低，泵的軸功率較小時，為獲得較好的調(diào)節(jié)閥品質(zhì)，建議S0.3。同時，由于根據(jù)泵樣本選的泵揚(yáng)程一般比所需揚(yáng)程要高，當(dāng)出現(xiàn)這種情況時，應(yīng)先定出泵的揚(yáng)程，扣除揚(yáng)程裕量后，再反算調(diào)節(jié)閥壓差。2、 工藝條件有波動的工況一般來說，工藝條件是相對穩(wěn)定的，它容許在一定的范圍內(nèi)波動。如圖9所示， 由于Pa、Pb及前后設(shè)備的液位可能出現(xiàn)最高、正常和最低值，這樣就可能出現(xiàn)多種操作條件。但仔細(xì)研究可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Pa最小、前

19、設(shè)備液位最低，而Pb最大、后設(shè)備液位最高時，調(diào)節(jié)閥壓差最小，所需泵揚(yáng)程最高。此時應(yīng)在這種條件下確定調(diào)節(jié)閥壓差和泵的揚(yáng)程。又比如說鍋爐給水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥，因?yàn)殄仩t產(chǎn)汽壓力經(jīng)常波動，會影響到調(diào)節(jié)閥阻比下降，此時在考慮調(diào)節(jié)閥壓差時應(yīng)增加系統(tǒng)設(shè)備靜壓的510%作為調(diào)節(jié)閥壓差的裕量，即在利用式（56）進(jìn)行調(diào)節(jié)閥阻比核算時用下式進(jìn)行。3、 高壓減至低壓的工況這種工況時，調(diào)節(jié)閥阻比S一般很大。雖然S越大越好，但有時壓差很大，容易造成調(diào)節(jié)閥沖蝕或流體已呈阻塞流，此時可在調(diào)節(jié)閥前增設(shè)減壓孔板，使部分壓差消耗在孔板上?？装迳戏謸?dān)的壓差可和自控專業(yè)協(xié)商確定，以調(diào)節(jié)閥壓差不高于調(diào)節(jié)閥的容許壓差為宜。4、 稍高壓力減至低

20、壓或物料自流的工況這種工況時，滿足式（55）的調(diào)節(jié)閥壓差，可能滿足不了式（56）的要求。此時可想辦法降低管路阻力，如：放大管徑、改變設(shè)備布置以縮短管道長度或增加位差、減少局部阻力降等措施，一定要確保S0.3。5、輸送氣體介質(zhì)的工況氣體管路由于阻力降很小，調(diào)節(jié)閥阻比S一般都很大。例如，熱媒為飽和蒸汽的加熱器，其進(jìn)口蒸汽管線上的調(diào)節(jié)閥，為了避免蒸汽能量過多地?fù)p耗在調(diào)節(jié)閥上，也為了避免蒸汽過熱度太高影響傳熱效果，一般憑經(jīng)驗(yàn)取調(diào)節(jié)閥壓差P1m=0.010.02MPa 。雖然壓差不大，但由于調(diào)節(jié)閥前后管路上阻力降很小，調(diào)節(jié)閥阻比S還是可以滿足調(diào)節(jié)要求的。當(dāng)蒸汽壓力較高，而需要在較低壓力下冷凝時，可取90

21、%的蒸汽壓力減去冷凝壓力為調(diào)節(jié)閥的壓差，但為防止壓差過大引起的系統(tǒng)震動，要求調(diào)節(jié)閥壓差1/2蒸汽壓力。對于低壓和真空系統(tǒng)，由于管路容許壓力降較小，要求S0.15。另外需強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，上述調(diào)節(jié)閥壓差P1m對應(yīng)的是通過調(diào)節(jié)閥的最大流量Qmax。當(dāng)工藝過程對最大流量有要求時，通過調(diào)節(jié)閥的最大流量Qmax應(yīng)為工藝過程可能出現(xiàn)的最大流量；當(dāng)工藝過程對最大流量沒有要求時，通過調(diào)節(jié)閥的最大流量Qmax一般取為正常流量的1.25倍。四、 舉例在我們剛剛完成并已開車成功的某精細(xì)化工中試裝置中，共有調(diào)節(jié)回路64個，確定調(diào)節(jié)閥壓差時正是重視了上述提到的諸多問題，使調(diào)節(jié)回路投運(yùn)后皆能滿足工藝過程的要求，現(xiàn)舉幾個具有代表性

22、的例子來進(jìn)一步說明調(diào)節(jié)閥壓差的確定方法。例1：如圖10所示的工藝流程及操作條件，試確定調(diào)節(jié)閥的壓差。解：1）首先根據(jù)工藝流程及設(shè)備布置圖構(gòu)想出管系走向如圖11所示。2）根據(jù)管系走向圖及操作條件求管路壓降。由于沿途流量不等，需分段進(jìn)行計算。 由1點(diǎn)到2點(diǎn)，Qnor=0.24m3/h,Qmax=0.24x1.25=0.3m3/h。根據(jù)圖11和詳細(xì)流程可計算出局部阻力的當(dāng)量長度為6.5m；圖11中直管長度為8.2m；則管總長度為14.7m，計算出管道阻力降為0.0003MPa。由2點(diǎn)到3點(diǎn)，Qnor=0.75m3/h,Qmax=0.75x1.25=0.94m3/h。根據(jù)圖11和詳細(xì)流程可計算出局部阻

23、力的當(dāng)量長度為4.5m；圖11中直管長度為20.6m；則管總長度為25.1m，計算出管道阻力降為0.0035MPa。則1點(diǎn)到3點(diǎn)，管道總阻力降為： 0.0003+0.01+0.0035=0.0138MPa。取管道總阻力降為： 0.0138x1.15=0.016MPa。3)計算調(diào)節(jié)閥壓差P1m。由式（55）得：P1m=0.35-0.03-(17.6-1.9)/100-0.016=0.147 MPa。4)核算調(diào)節(jié)閥阻比S。由式（56）得：S=0.147/(0.147+0.016)=0.9。5)調(diào)節(jié)閥壓差P1m取值。由于管路阻力降很小，考慮實(shí)際調(diào)節(jié)閥兩頭有大小頭等因素，最終取調(diào)節(jié)閥壓差P1m =0.

24、14 MPa。例2：如圖12所示的工藝流程及操作條件，試確定調(diào)節(jié)閥的壓差和泵的揚(yáng)程。分析：由于泵出口分成了兩條管路，首先泵的揚(yáng)程必須同時滿足兩條管路的輸送要求，因此根據(jù)系統(tǒng)計算結(jié)果要采用兩個揚(yáng)程中的高揚(yáng)程者。其次兩條管路雖有聯(lián)系，但為了保證調(diào)節(jié)效果，應(yīng)將其看成獨(dú)立的兩個系統(tǒng)，自起點(diǎn)設(shè)備開始來分別核算調(diào)節(jié)閥的阻比S，使S值皆0.3。解：1）首先根據(jù)工藝流程及設(shè)備布置圖構(gòu)想出管系走向，此處僅畫出如圖13所示的計算示意圖。2）根據(jù)管系走向圖及操作條件求管路壓降。由于沿途流量不等，需分段進(jìn)行計算。由1點(diǎn)到2點(diǎn)，Qmax=0.2x1.25+1.32=1.57m3/h。根據(jù)管系走向圖可計算管線總長度為80

25、m，計算出管道阻力降為0.031MPa。由2點(diǎn)到3點(diǎn)，Qmax=0.2x1.25=0.25m3/h。根據(jù)管系走向圖可計算管線總長度為50m，計算出管道阻力降為0.0004MPa。由2點(diǎn)到4點(diǎn)，Qmax=1.32m3/h。根據(jù)管系走向圖可計算管線總長度為58m，計算出管道阻力降為0.016MPa?？紤]阻力降有15%的裕量，則：由1點(diǎn)經(jīng)由2點(diǎn)到3點(diǎn)，管道阻力降為：（0.031+0.0004+0.01）x1.15=0.048MPa。由1點(diǎn)經(jīng)由2點(diǎn)到4點(diǎn)，管道阻力降為：（0.031+0.016+0.01）x1.15=0.066MPa。3）取調(diào)節(jié)閥壓差。取調(diào)節(jié)閥阻比S=0.3,則由式（56）得調(diào)節(jié)閥壓差

26、為：LV閥P1m=0.429x0.048=0.021MPa。FV閥P1m=0.429x0.066=0.028MPa。4）確定泵的揚(yáng)程。由式（58）得泵揚(yáng)程為：由1點(diǎn)經(jīng)由2點(diǎn)到3點(diǎn)，H=(0.21-0.03+0.048+0.021)x100+(25.7-4.1)=46.5m由1點(diǎn)經(jīng)由2點(diǎn)到4點(diǎn)，H=(0.364-0.03+0.066+0.028)x100+(25.7-4.1)=64.4m為同時滿足兩條管路的輸送要求，則泵的揚(yáng)程應(yīng)為64.4m?？紤]泵有10%的揚(yáng)程裕量，揚(yáng)程應(yīng)為64.4x1.1=71m。查泵產(chǎn)品樣本，選用80 m揚(yáng)程的泵。扣除10%的揚(yáng)程裕量，可利用揚(yáng)程應(yīng)為80/1.1=72.7m

27、。5） 確定調(diào)節(jié)閥壓差。由4）知泵的揚(yáng)程為72.7m。則由式（55）計算出調(diào)節(jié)閥壓差。LV閥:P1m=0.03-0.21+72.7/100-(25.7-4.1)/100-0.048=0.286MPa?？紤]實(shí)際調(diào)節(jié)閥兩頭有大小頭等，最終取調(diào)節(jié)閥壓差P1m =0.23 MPa。FV閥：P1m=0.03-0.364+72.7/100-(25.7-4.1)/100-0.066=0.111MPa?？紤]實(shí)際調(diào)節(jié)閥兩頭有大小頭等，最終取調(diào)節(jié)閥壓差P1m =0.08 MPa。6） 核算調(diào)節(jié)閥阻比S。LV閥：由于管路總阻力降為：P=0.03-0.21+72.7/100-(25.7-4.1)/100=0.331

28、MPa。則調(diào)節(jié)閥阻比S=0.23/0.331=0.6950.3,說明調(diào)節(jié)閥壓差合適。FV閥：由于管路總阻力降為：P=0.03-0.364+72.7/100-(25.7-4.1)/100=0.177 MPa。則調(diào)節(jié)閥阻比S=0.08/0.177=0.4520.3,說明調(diào)節(jié)閥壓差合適。例3：如圖14所示的工藝流程及操作條件，試確定調(diào)節(jié)閥的壓差和泵的揚(yáng)程。分析：這是同一管路上有兩套調(diào)節(jié)回路的情況，為了保證兩臺調(diào)節(jié)閥皆能起到很好的調(diào)節(jié)效果，核算一臺調(diào)節(jié)閥時，應(yīng)將另外一臺調(diào)節(jié)閥視為阻力元件，將其阻力降納入管路總阻力降中，來分別核算調(diào)節(jié)閥的阻比S，使S值皆0.3。解：1）首先根據(jù)工藝流程及設(shè)備布置圖構(gòu)想出管系走向，此處僅畫出如圖15所示的計算示意圖。2）根據(jù)管系走向圖及操作條件求管路壓降。Qmax=1.34m3/h。根據(jù)管系走向圖可計算管線總長度為93m，計算出管道阻力降為0.0165MPa?？紤]阻力降有15%的裕量，則：管道阻力降為：（0.0165+0.01）x1.15=0.027MPa。3） 求調(diào)節(jié)閥壓差。取兩臺調(diào)節(jié)閥有相同的壓差P1m。取調(diào)節(jié)閥阻比S=0.4,則由式（56）得任何一臺有關(guān)系式：則得調(diào)節(jié)閥壓差P1m =0.054MPa4）確定泵的揚(yáng)程。由式（58）得泵揚(yáng)程為：H=(0.803-0.7+