在蒸汽應用中，控制閥的應用制效果會直接影響工藝控制的精準性和穩定性，在選擇了合適的閥芯流量特性后，需要通過工藝參數來計算得到閥門的合適口徑，以達到理想的控制效果。用于工藝控制的蒸汽控制閥需要選擇合適的口徑，口徑過大或者過小都會影響到工藝控制的精準性和穩定性。

   由于蒸汽是可壓縮的，因此在控制閥內部，蒸汽的壓力、流速會實時發生變化。

    一、控制閥內蒸汽的壓力變化

    控制閥內部結構類似漸縮、漸擴的噴嘴，有高壓區（閥門進口）、縮流斷面（閥芯閥座之間進口）、喉口（閥芯閥座之間最窄的間隙）、擴流斷面（閥芯閥座之間出口）、低壓區（閥體下游）。

 圖1：漸縮漸擴噴嘴

                   【圖1】                                                                                                  【圖2】

    二、控制閥內蒸汽的流速變化

    蒸汽在控制閥內不同位置的壓力是不斷變化的，根據能量守恒定律，壓力與機械能之間互相轉化，這使得蒸汽閥門內部不同位置具有不同的流速：

                                                          【圖3】

    其中：壓力最低點（即喉口位置）具備最高的流速Vvc，這個流速（Vvc）在一般的應用情況下能達到100m/s以上，峰值情況下可達500m/s左右。

    通過對控制閥內部流量、壓力、流速變化的分析，我們可以得到蒸汽在控制閥內部流量與壓力之間的變化關系圖：

【圖4】全開控制閥壓力與流量之間的變化關系（進口壓力10Bar a）

    1、隨著下游蒸汽壓力的下降，蒸汽流量會增加，但兩者之間并非線性變化關系；

    2、當下游壓力下降到一個定值時，蒸汽流量達到某個最大值，之后哪怕下游蒸汽壓力繼續下降，蒸汽流量也不再增加。此時的這個壓降值我們稱之為“臨界壓降”；

    臨界壓降：上游壓力與下游壓力的壓差是上游壓力的42%，即當上游壓力值為10 bar a時，下游的臨界壓力值為5.8 bar a（注意此處的壓力值均為絕對壓力 bar a）。

    結合以上蒸汽控制閥的工作原理，在控制閥選型時要考慮到用汽點實際的負荷變化范圍以及精度的要求。

    1、控制閥選型過大：可能會引起控制閥的震蕩，被控參數震蕩，控制閥也易損壞，影響控制閥使用壽命；

    2、控制閥選型過小：流量達不到工藝使用的要求，被控參數達不到設定值。

    當我們確定了系統工況（即控制閥上、下游壓力，所需流量的變化范圍）之后，就可以根據工況壓力和流量來選擇合適的蒸汽控制閥口徑（以下計算過程是基于實際應用情況下的經驗計算公式）：

    1. 蒸汽應用，壓差低于臨界壓降時，蒸汽控制閥流量系數Kv值的計算公式：

    2.蒸汽應用，壓差高于臨界壓降時，蒸汽控制閥流量系數的計算公式：

    W：蒸汽流量（kg/h）

    P1：蒸汽控制閥前的絕對壓力（bar a）

    P2：蒸汽控制閥后的絕對壓力（bar a）

    X：壓差系數（P1-P2）/P1

    一般蒸汽控制閥選型時建議開度控制在15%-85%之間，在實際選型時，計算所得的Kv值建議不超過所選口徑蒸汽控制閥的85%開度對應時的Kvs值。