哈尔滨平房净水厂一、二期净水间气动 管路系统创新优化改造

杨志国

摘要：由于生产工艺需要，净水厂中安装有气动系统与各种气动执行器。如何减少气动管路系统中压缩空气的杂质和水分，从而保证各种气动执行器的完好率、提高它们的使用效率，是每个净水厂亟待解决的问题。本文阐述了平房净水厂一、二期净水间气动管路系统创新优化改造方法，在降低气动阀门故障率的同时给净水厂带来了很大的经济效益和社会效益。

关键词：净水厂；气动管路系统；优化改造

随着我国经济发展水平的不断提高，供热系统的控制水平也在不断提升，自力式阀门或电动调节阀门在系统运行过程中的使用范围是非常广泛的，其不仅能在一定程度上提高供暖系统的舒适性，同时还能降低供暖系统的能耗。在进行自控设备选取的时候，必须要根据供热系统的实际运行情况来进行选取，这样系统在运行过程中消耗的能源才能得到降低。阀门本身有着维护量非常小，使用寿命非常长的特点。

1相关基本概念

首先讨论几个与选型相关的基本概念。

（1）阀门的流通能力KV值

KV值实际上通过阀门的流量（m3/h）与其阀门前后压差（Pa）平方根的比值。

KV=G（ΔP/105）1/2（1）

式中：G为通过阀门的流量，m3/h；Δp为阀门前后压差，Pa。

阀门全开时的KV值实际上反映了阀门的最大流通能力（m3/h），也是选择电动调节阀门时一个最基本的调0节参数。

（2）调节阀的控制比率R

调节阀的控制比率R实际上是阀门的最大流通能力（m3/h）和具有调节特性时阀门的最小流通能力（m3/h）的比值。

R=KVlKVS（2）

式中：KVl为控制阀门的最大流通能力，m3/h；

KVS为具有调节特性时，控制阀门的最小流通能力，m3/h；调节阀的控制比率R表征调节阀的调节特性。

阀门KVS值的测定是在阀门正常开启度的0%～10%范围内，在一个理想特性点进行测定的。在这一点，实际阀门特性曲线与理想阀门特性曲线的偏离>±30%。

在实际中，阀门对应的KVS值是指阀门可以进行稳定调节的最低开启度。也就是说，在热交换系统中，调节阀开启程度小于对应的KVS值，将会引起温度的波动。

（3）阀门的权度Va

阀门权度Va是在阀门全开时消耗在阀门上的压差和当阀门关闭时阀门两端压差的比值。

Va=ΔplΔps（3）

式中：Δpl为阀门全开时，消耗在阀门上的压差，Pa；Δps为阀门关闭时，阀门两端压差，Pa。

阀门权度Va是表达一个阀门在整个系统中重要性的程度，经常用百分数来表示。

2选择和使用

在进行阀门选择的时候，首先必须要确定阀门的权度，在供热系统运行的过程中，阀门权度发挥的作用非常重要，阀门权度越大供热系统的调节能力就越强。换热站在运行的过程中，电动调节阀门能够有效降低供电系统阀门压降的50%，如果在进行阀门选择的时候，如果阀门的权度过小，那么在阀门权度增加的过程中，阀门两端的压差就会出现迅速下降的现象。

如果阀门开度过小的话，那么供热系统的流量就会发生非常大的变化，在进行阀门选择的时候如果阀门开度过大的话，那么供热系统的流量也会随之变小。供热系统在运行的过程中，如果开度过小的话，那么其的流量系数就会被无线放大，这时会阀门本身的调节特性就会出现不稳定的情况，阀门开度过大的话，供热系统的流量放大系数就会缩小，这样阀门在对供热系统进行调节的时候，其就会出现非常大的偏差问题，这些问题对供热系统运行的稳定性会造成非常大的影响。

在进行阀门选择的时候，确定了权度之后，还必须要根据假定阀门两端之间的压差和相关的流量设计来进行选择，对阀门全开时，系统的KV进行计算，并将计算出来的KV的数值来进行阀门选择。一般情况下阀门的选择都会大于或者等于计算值，这样就对阀门的最大开度指进行详细的计算，并对阀门的权度进行重新和对，这样选择出最适合的阀门。

供热西统在运行过程中去，其的负荷是在不断变化的，并且其在运行过程中对控制阀的要求是非常高的，即使控制阀的流量非常小，也必须要有非常好的调节能力。要想提高控制阀的调节能力，就要不断对其的控制比率进行控制，这样供热系统的温度才能达到相关规定的要求。供热系统热负荷的变化非常大，并且其在采暖的过程中对热水温度的要求也非常高。

从上面的分析可以知道，在阀门的流通能力小于具有调节特性时阀门的最小流通能力KVS时，不可能进行稳定调节，因此在选型中，有必要保证负荷的变化使阀门的流通能力保持在KVS～KVl之间，也就是需要对最小负荷情况下的流通能力进行验算，确保其大于KVS。

在供热系统实际运行的过程中，其的压差和负荷的变化是非常大的，并且其在运行的过程中经常会导致阀门出现控制比率非常高的现象，在这个过程中系统的最大流量变化为6th，最小流量的变化为0.3th，通过这个数据我们可以知道阀门的最大KV。在进行阀门选择逗笑兒时候，一般情况下阀门的权度一般为60%，及时在不利工况的情况下，其的最小资用压差为6th，这样阀门的最大KV才能得到确认。

KVl=6/0.61/2=7.75m3/h

选用最大KVl值为10m3h的阀门，实际压降为36kPa，阀权度为36%，换热器压降为6.4kPa。当流量最小时0.3t/h，如果资用压头不变，由于阻力与流量的平方成正比，可知换热器的压降由6吨流量时的64kPa下降为160Pa，则阀门能够进行调节的最小流通能力为KVS=0.3/（1-0.0016）1/2=0.3m3/h，这样就可以得出应具有的控制比率：R=KVlKVS=10/0.3=33。

但当压差为最大值400kPa，则KVS=0.3/（4-0.0016）1/2=0.15m3/h，R=KVl/KVS=10/0.15=66。

从上述描述中我们可以看出供热系统资用压差的变化，这样其对阀门的控制效率才能得到提高，阀门的控制比率在一定范围之内，一般齐的线性控制比一般在200-50，其中最典型的就是数对特性阀门和指数特性阀门，其一般为50-30。这样在有些情况下，资用压差的变化往往会导致控制比率要求超過阀门的控制比率范围.同时，通过上例也可以看到阀权度过小（实际权度为36%）也是导致对调节比率要求增高的一个原因。另外，过高压差也往往会导致电动调节阀驱动器的驱动力不足，难以开启或关闭，更谈不上调节。因此在必要的情况下应加设差压控制装置，使系统压差保持在一个稳定合理的范围内，见图2。此时，当阀门关闭时，通过调节阀的压差等于差压控制装置的设定压差；当阀门全开时，通过调节阀的压差等于差压控制器的设定压差减去通过热交换装置及附件的压差。这样可以使阀门的KV权度和控制比率都处在合理的范围内，达到良好的调节性能。

最后应注意的一点是电动调节阀门所能接受的控制信号及驱动器速度。驱动器所能接受的控制信号应与自控系统的控制信号相匹配，同时驱动器的行程速度对于采暖系统来讲，速度可相对较慢，这是因为采暖的负荷变化是一个渐变过程，而热水供应系统则应使用速度较快的阀门，以保证根据负荷的变化进行迅速的调节。

3结论

通过上述文章，我们可以知道在进行电动阀门选择的时候，必须要严格遵循几个要求，当系统本身运行波动非常大的时候，要选择差压控制装置，这样系统在运行的过程中，其的差压才能得到稳定，在进行阀门KV值选择的时候，必须要保证其的控制率在合理的范围之内，并且还要保证在系统运行过程中，阀门有着非常大的权度，这样在系统两端压差作用下电动调节阀门才能真正的发挥出其的价值。

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