调节控制阀选型计算方法
张鹏飞 杜少宁 刘昭(陕西长之河石油工程有限公司，陕西西安 710018）

摘要:由于在控制阀设计选型中，委托制造厂进行选型计算，最终的准确性设计人员无法核对，可能造成选型不当，以至于现场使用时控制精确度降低二现提出一种控制阀的选型计算方法二实际应用证明该方法计算准确、简单实用，提高了设计质量，缩短了采购周期。本文主要针对控制阀中的调节阀这一类型，对调节阀的选型、口径计算等进行详细论述，其中所涉及到的计算方法严格按照GB/T 4213-2008中的规定和要求。

1 控制阀的选型

一个完整的控制阀应至少由阀门，执行机构，阀门定位器、过滤减压装置、电磁阀等构成。在控制阀的选型过程中，首先应该根据工艺介质的特性，选择适合介质流动的阀芯类型。然后根据现场的动力源情况，选择合适的执行机构。最终通过对阀门开度的验算，执行机构输出力大小的判断选择合适的控制阀。本文主要针对控制阀阀门类型的选型进行详细论述，对执行机构的选型不进行主要说明。

1.1 阀门口径计算

影响控制阀选定的因素很多，其中最主要的是阀门流量系数Cv的确定。Cv是特定流体在特定温度下，当阀两端为单位压差时，单位时间内流经阀门的流体体积数。

CV公式为:

对于流体类型的不同，Cv的计算公式略有不同，以下针对液体、气体、蒸汽三种不同流体类型，对Cv的计算进行详细说明。

1.2 额定Cv值得选择
    根据计算出的流量系数Cvmax，在所选的产品系列样本中，根据2倍Cvmax,，选取最接近的值为Cv额，得出阀门公称直径。

1.3 可调比验算

控制阀的可调比是指阀门所能控制的最大流量与最小流量之比，控制阀的阀压降恒定时得到的可调比称为固有可调比，或者理想可调比，以R₀表示。

控制阀在实际使用中，由于和它串联的管道阻力变化，使阀门的阀压降随着流量大小而变化，使阀门的可调比也发生变化。此时，阀门所能控制的最大流量与最小流量比值称为工作可调比，以R表示。当控制阀的流量为Qmin, H寸，已接近全关，此时阀压降ΔPmin已接近于系统总摩擦阻力降ΣΔP。于是得到

目前我国生产的控制阀，其R₀一般为30或50。但是，考虑到选用控制阀口径时Cv值的圆整和放大，特别是使用时对最小量程的限制，都会使实际可调比下降。一般R₀仅为10左右。S₁₀₀值越大，越接近理想状态，调节性能越好;S₁₀₀值越小，畸变越厉害，因而可调比减小，调节性能变坏。但从装置的经济性考虑，S₁₀₀越小，压降越小，从而可以减少能耗，更加经济。综合结果一般S₁₀₀取0.3~0.6，高压系统可以取小到0.05。

所以当控制阀选定时，可以通过

进行验算，当

证明所选阀门可调比较小，不能满足工况要求，应采用分程控制或选择可调比更大的阀门。

1.4 开度验算

控制阀口径确定后，还应对阀门开度进行验算。一般情况下:

(1)等百分比特性:开度在30%~90%之间;

(2) 线性特性:开度在15%~80%之间。

1.5  控制阀口径计算步骤

结合上述所述，控制阀选型可以分为以下步骤:

(1) 阀门初选。

(2) 计算流量的确定，根据现有的生产能力，及介质状况，确定工况下的最大流量Qmax二和最小流量Qmin。

(3) 计算压差的确定。

(4) Cv计算确定。

(5) 根据计算Cv在所选的样本中查询最接近的额定Cv，并确定口径。

(6) 可调比验算。

(7) 开度验算。