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泰科KEYSTONE蝶閥實(shí)用實(shí)例
日期：2024-12-05 05:37
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摘要：
一個(gè)閥門被設(shè)計(jì)為開(kāi)關(guān)閥就不能做調(diào)節(jié)閥使用；而調(diào)節(jié)閥只能用在調(diào)節(jié)工況而不能做開(kāi)關(guān)閥使用。事實(shí)上通常同時(shí)聽(tīng)到的這兩種說(shuō)法并非不可反駁的事實(shí)。本文著重闡述蝶閥既可做調(diào)節(jié)閥使用，又可做開(kāi)關(guān)閥使用的潛在優(yōu)勢(shì)。在過(guò)去，許多閥門制造商和其他相關(guān)人員一直試圖說(shuō)服儀表工程師，蝶閥可以作為一個(gè)關(guān)鍵性的調(diào)節(jié)單元被應(yīng)用在流程控制方面。盡管他們做出了很多努力，但是，主流觀點(diǎn)仍然認(rèn)為蝶閥既不具有很好的調(diào)節(jié)性能，也不能提供**的調(diào)節(jié)。
由于這些觀點(diǎn)是直接相關(guān)聯(lián)的，我們可以通過(guò)反駁**種說(shuō)法來(lái)證明碟閥事實(shí)上是一種很好的調(diào)節(jié)閥。在此，很有必要弄清楚例如：調(diào)節(jié)性能，氣蝕，Kv值，調(diào)節(jié)范圍，等術(shù)語(yǔ)。除此之外，我們還對(duì)六種調(diào)節(jié)閥進(jìn)行了比較，通過(guò)進(jìn)一步了解在不同應(yīng)用中調(diào)節(jié)閥的功能性，我們可以確定更為合理的選型標(biāo)準(zhǔn)?；仡櫟y作為調(diào)節(jié)閥使用時(shí)的諸多優(yōu)點(diǎn)，一個(gè)令人驚奇的結(jié)論也許會(huì)促使許多工程師重新思考他們的觀點(diǎn)。
由于這些觀點(diǎn)是直接相關(guān)聯(lián)的，我們可以通過(guò)反駁**種說(shuō)法來(lái)證明碟閥事實(shí)上是一種很好的調(diào)節(jié)閥。在此，很有必要弄清楚例如：調(diào)節(jié)性能，氣蝕，Kv值，調(diào)節(jié)范圍，等術(shù)語(yǔ)。除此之外，我們還對(duì)六種調(diào)節(jié)閥進(jìn)行了比較，通過(guò)進(jìn)一步了解在不同應(yīng)用中調(diào)節(jié)閥的功能性，我們可以確定更為合理的選型標(biāo)準(zhǔn)?；仡櫟y作為調(diào)節(jié)閥使用時(shí)的諸多優(yōu)點(diǎn)，一個(gè)令人驚奇的結(jié)論也許會(huì)促使許多工程師重新思考他們的觀點(diǎn)。
調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì) 調(diào)節(jié)閥根據(jù)種類不同有很大差別而且具有多種不同形式的閥體。當(dāng)我們對(duì)比多種調(diào)節(jié)閥的不同參數(shù)后，這種差異也就變得更加明顯。以下選擇了幾種調(diào)節(jié)閥進(jìn)行比較： 1.蝶閥（Keystone F990 中線蝶閥） 2.蝶閥（K-Lok，雙偏心蝶閥） 3.蝶閥（Vanessa，三偏心蝶閥） 4.偏心旋轉(zhuǎn)閥（廠商A） 5.V型球閥（廠商B） 6.截止閥(廠商C) 7.籠型閥(廠商D) Kv值 Kv值是調(diào)節(jié)閥選型時(shí)的一個(gè)關(guān)鍵性因素。為了給出所選擇的這些調(diào)節(jié)閥之間差異的直觀影象，下表一列出了4種尺寸的閥門在全開(kāi)時(shí)的Kv值（Kv值指在恒定壓降下流過(guò)給定開(kāi)度的閥門的水量）。 閥門 尺寸蝶閥 （中線型）蝶閥 （雙偏心）蝶閥 （三偏心）旋轉(zhuǎn)閥V型球閥截止閥籠型閥 3″664248173156293139104 6″283013288865781201462323 10″924051982541150231071271924 16″183651155280854216-27721964 從表1我們可以看出各種類型的閥門的Kv值有很大差別，這些差別將部分決定每一種閥門的應(yīng)用可能性。 可以看出蝶閥的Kv值比籠型導(dǎo)向閥高好幾倍。畢竟，對(duì)于籠型閥而言，介質(zhì)按迷宮路線流動(dòng)，因此有很大的流動(dòng)阻力，這將明顯減少介質(zhì)通過(guò)閥門的流量。 從Kv值定義可以明確的知道對(duì)于閥門的不同開(kāi)度對(duì)應(yīng)Kv值不同。繪制Kv值對(duì)應(yīng)閥門開(kāi)度的曲線即Kv值曲線（圖2）。這個(gè)曲線就是通常提到的閥門的固有特性曲線。. 根據(jù)這個(gè)特性曲線就可以確定調(diào)節(jié)范圍.調(diào)節(jié)范圍表明了閥門能夠正確實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)功能的區(qū)域。這個(gè)區(qū)域由*小Kv值和*大Kv值界定，而*大和*小Kv值是由閥門的開(kāi)度決定的，在此范圍內(nèi)閥門仍然有充足的流量(由此可調(diào)節(jié)流量)。
Kv值對(duì)于調(diào)節(jié)閥是一個(gè)很關(guān)鍵的因素。但是，當(dāng)考慮調(diào)節(jié)閥的類型時(shí)，其它因素也是非常重要的，下面將逐一討論。 調(diào)節(jié)范圍（量程比） 調(diào)節(jié)范圍是*小Kv值和*大Kv值的比值。例如，*小Kv值為12，*大Kv值為100，調(diào)節(jié)范圍就可確定為1：8。表2給出了各種形式的閥門的調(diào)節(jié)范圍以及達(dá)到該調(diào)節(jié)范圍的閥門開(kāi)度。 蝶閥 （中線型）蝶閥 （雙偏心）蝶閥 （三偏心）偏心旋轉(zhuǎn)閥V型球閥截止閥籠型閥 調(diào)節(jié)范圍1：15 (25-75)1：30 (15-80)1：35 (5-85)1：50 (2-50)1：3000 (1-80)1：50 (2-80)>1：100 (1-100) F1 Valves0.250.350.620.700.851.0 操作彈性2535455570100 特性322131或31 操作彈性 操作彈性是指*大允許壓降和入口壓力之間的關(guān)系。操作彈性是由閥門內(nèi)部的阻力決定的。內(nèi)部阻力越大，允許通過(guò)閥門的壓降就越大，在此允許壓降范圍內(nèi)不至于產(chǎn)生如：噪音、氣蝕等問(wèn)題。 蝶閥的優(yōu)點(diǎn) 如前所述，調(diào)節(jié)閥的功能一般僅作調(diào)節(jié)而不作開(kāi)關(guān)。通常我們知道，蝶閥可以做到氣泡級(jí)密封。如果給它配備執(zhí)行機(jī)構(gòu)，定位器并且給它一個(gè)由控制器或PLC傳輸?shù)恼{(diào)節(jié)信號(hào)，它就能夠很好地調(diào)節(jié)流體流量。假定，選型比較合理，這就意味著可以采用結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單而價(jià)格較低的蝶閥代替通常使用的價(jià)格昂貴的截止型調(diào)節(jié)閥。使用蝶閥對(duì)用戶來(lái)說(shuō)有很多優(yōu)點(diǎn)： 1.蝶閥的價(jià)格通常比較低，特別對(duì)于大直徑的閥門。 2.蝶閥很少需要維修，即使維修也較簡(jiǎn)單且花費(fèi)低。 3.蝶閥能夠很好的關(guān)斷工藝流體，因此采用蝶閥做調(diào)節(jié)閥時(shí)通常在其上游不需要安裝隔斷閥。 4.如果需要一個(gè)額外的隔斷閥（對(duì)于需要特別**的場(chǎng)合），隔斷閥和調(diào)節(jié)閥同時(shí)采用蝶閥具有很好的靈活性。例如，當(dāng)調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生故障后，可以將其執(zhí)行器和定位器拆下安裝在隔斷閥上仍可以執(zhí)行調(diào)節(jié)功能而不致影響生產(chǎn)。同時(shí)訂購(gòu)一臺(tái)閥門將那臺(tái)損壞的閥門更換。這與在系統(tǒng)中安裝一個(gè)手動(dòng)旁通閥是一樣的效果。 5.當(dāng)調(diào)解閥和隔斷閥都采用蝶閥時(shí)，備件數(shù)量可以大大減少。 通過(guò)上面的對(duì)比，我們可以明確知道任何一種閥門都不能完全適合任何場(chǎng)合。在合適的場(chǎng)合，蝶閥的應(yīng)用更具有優(yōu)勢(shì)。
由于從表2可以看出蝶閥的量程比為1：35（三偏心），操作彈性不高于45。下面通過(guò)一些實(shí)際工藝情況的例子，可以證明采用蝶閥所具有真正優(yōu)越性的應(yīng)用場(chǎng)合：
例1：當(dāng)一種工況需要的量程比為1：75（*大Kv值=1500，*小Kv值=20）通常會(huì)選用籠型調(diào)節(jié)閥。只要流量較大，要求截止閥的直徑超過(guò)DN200時(shí)，蝶閥將是很好的選擇。這樣一個(gè)調(diào)節(jié)閥通?？梢圆捎脙蓚€(gè)并聯(lián)的蝶閥代替。在**臺(tái)閥達(dá)到*大調(diào)節(jié)范圍時(shí)，**臺(tái)閥(通常較大)開(kāi)始進(jìn)行調(diào)節(jié)。可以采用一個(gè)DN200的Keystone蝶閥（Kv值從1500到200 - 1：7.5）來(lái)調(diào)節(jié)DN300的主管線的介質(zhì)，在DN100的并聯(lián)管線采用DN80的Keystone蝶閥（Kv值從200到20 - 1：7.5）來(lái)調(diào)節(jié)介質(zhì)。采用兩個(gè)調(diào)節(jié)蝶閥（包括管路增加）比采用一個(gè)DN300的籠型閥更經(jīng)濟(jì)。 例2：有一種工況，壓力需要從3.5bara降到實(shí)際大氣壓，很自然會(huì)選截止型調(diào)節(jié)閥（操作彈性為70）。與**個(gè)例子一樣，可以選擇采用兩個(gè)蝶閥串聯(lián)安裝達(dá)到同樣目的。（注明：根據(jù)量程比可以采用一個(gè)限流孔板代替**個(gè)閥門，成本會(huì)更低。） 采用兩個(gè)蝶閥串聯(lián)需要分兩步減壓。閥門1將壓力從3.5bara降到1.8bara。閥門2將壓力從1.8bara降到大氣壓。這種布置*終相當(dāng)于操作彈性為75，而且采用三偏心蝶閥時(shí)能夠**調(diào)節(jié)的壓降。此外，在這種情況下采用兩個(gè)蝶閥（可以聯(lián)合用一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、定位器和連接件）比采用一個(gè)單個(gè)的截止型調(diào)節(jié)閥更經(jīng)濟(jì)，這一點(diǎn)對(duì)DN200以上的截止型調(diào)節(jié)閥尤其重要。另外的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：蝶閥Kv值與其它閥門有較大不同，當(dāng)針對(duì)相同的Kv值時(shí)，選擇蝶閥常常可以比選擇其它形式的閥門具有較小尺寸的閥門，因此也就可以選用較小規(guī)格的執(zhí)行器。一個(gè)DN200的三偏心蝶閥和一個(gè)DN250的偏心旋轉(zhuǎn)閥具有相同的Kv值（1450）。 例3：在一個(gè)鋼廠，一定量的排放水須根據(jù)冷卻鋼板所需要的冷卻水量進(jìn)行調(diào)節(jié)。流量范圍要從1200m3/h 到25 m3/h，同時(shí)在*大和*小流量時(shí)壓力也從±5.5變化到2 bara。 *初，在DN500的管線上安裝了一個(gè)DN400的籠型調(diào)節(jié)閥。這樣的一臺(tái)新閥的價(jià)格大約為USD100，000而維修時(shí)的花費(fèi)為USD35，000。由于閥門每半年就會(huì)產(chǎn)生故障工藝工程師需要清理700米長(zhǎng)的管線，用戶決定考慮其它選項(xiàng)作為替代方案。Keystone安裝了2個(gè)開(kāi)關(guān)閥和3個(gè)調(diào)節(jié)閥（兩個(gè)串聯(lián)安裝，一個(gè)旁路安裝）?？偟牟牧匣ㄙM(fèi)為USD23，000。管路改動(dòng)，儀表電纜，和DCS軟件變更總費(fèi)用在USD35，000以下。除了成本方面的優(yōu)勢(shì)外，其它優(yōu)點(diǎn)還在于用戶具有兩個(gè)額外開(kāi)關(guān)閥，可在故障時(shí)關(guān)斷調(diào)節(jié)閥，這將大大減少維護(hù)費(fèi)用。 從上面的例子可以看出，不管在簡(jiǎn)單或復(fù)雜的場(chǎng)合都可以使用蝶閥。在選擇一個(gè)不管是用在開(kāi)關(guān)或調(diào)節(jié)目的的閥門時(shí)，主要取決于**有效的工藝信息。如果很好的了解工藝條件，結(jié)合市場(chǎng)上每種形式的閥門的性能，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇*適合這種工況的的閥門，而不從感情或經(jīng)驗(yàn)出發(fā)。采用這種方法選擇閥門將大大降低設(shè)備投資而不影響調(diào)節(jié)精度。當(dāng)選擇大直徑的閥門時(shí)更應(yīng)該考慮這些問(wèn)題，因?yàn)榻刂归y和籠型閥不象蝶閥，其價(jià)格隨尺寸增加成幾何增長(zhǎng)。 結(jié)論 在選擇和使用調(diào)節(jié)閥時(shí)有很多不確定因素。
這的確是一個(gè)事實(shí)。從很多項(xiàng)目的技術(shù)規(guī)格中我們常?？吹?，在低壓場(chǎng)合選擇大直徑截止閥，從而導(dǎo)致不必要的高額花費(fèi)，而使用高性能蝶閥可很容易地降低成本50或更多。類似地，我們也看到有時(shí)在量程比超過(guò)1：40時(shí)，選用蝶閥，換句話說(shuō)，這會(huì)使閥門在幾乎接近關(guān)閉的小流量狀態(tài)下運(yùn)行，從而使調(diào)節(jié)很不穩(wěn)定且增大磨損。
這篇文章的主要目的是為了使用戶更清醒的認(rèn)識(shí)，在為一個(gè)給定的工況選擇調(diào)節(jié)閥并作出*終決定之前應(yīng)該考慮的問(wèn)題。當(dāng)一個(gè)用戶說(shuō)需要一臺(tái)線性特性的調(diào)節(jié)閥時(shí)，重要的是要搞清楚是指閥門的固有特性還是介質(zhì)工藝特性。例如，一臺(tái)固有等百分比特性調(diào)節(jié)閥門可能會(huì)導(dǎo)致線性工藝特性。因此，盡可能多的收集工藝系統(tǒng)的信息是非常重要的： 1. 工藝過(guò)程的壓降為多少，允許壓降為多少，即要求調(diào)節(jié)閥的壓降為多少？ 2. 流量變化的情況，壓力和壓降的關(guān)系。 3. 介質(zhì)是什么？是否具有揮發(fā)性，腐蝕性和磨損性等。 4. 溫度，是否有大幅溫度變化。 5. 管道尺寸和走向，調(diào)節(jié)閥的位置（靠近彎頭或障礙物與否）。 希望這篇文章將對(duì)大家有所幫助。市場(chǎng)趨勢(shì)是蝶閥越來(lái)越多的被應(yīng)用在需要調(diào)節(jié)的工藝場(chǎng)合?？偠灾?，蝶閥既是一種很好的開(kāi)關(guān)閥也同樣具有很好的調(diào)節(jié)性能，可以根據(jù)工藝條件作出正確的選擇。 特別說(shuō)明： Keystone和Vanessa 是泰科流體控制公司(Tyco Flow Control)的兩種蝶閥品牌。 泰科流體控制公司是泰科國(guó)際有限公司的子公司，下屬七十多個(gè)閥門及執(zhí)行機(jī)構(gòu)生產(chǎn)廠，分布于亞洲、歐洲、美洲及大洋洲，是目前世界上*大的流體控制公司。 泰科國(guó)際有限公司是全球性的多元化服務(wù)性公司，同時(shí)也是高質(zhì)量、高科技工業(yè)產(chǎn)品的提供者。泰科國(guó)際有限公司由五個(gè)業(yè)務(wù)集團(tuán)組成：火災(zāi)和安防、電子、醫(yī)療、工程產(chǎn)品和服務(wù)、塑料和粘合劑，2004財(cái)政年度總營(yíng)業(yè)額為402億美元，泰科在全世界許多國(guó)家開(kāi)展業(yè)務(wù)，在全球擁有員工近260，000人。
