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化工企業中氣動調節閥的選型要點分析

时间:2020-07-18     作者:GG扑克閥門【原创】

  化工企業的自動化生產過程控製要求精度高,安全可靠性嚴,其終端控製元件的準確、快速調節是不可或缺的重要一環,控製結果必須保證工藝指標要求,衰減比、超調量不超出工藝允許範圍。對此,如何選擇適用的氣動調節閥類型,使之在工藝控製回路中安全可靠、經濟適用,是儀控設計和管理人員普遍關心的問題。氣動調節閥的選擇一般從以下四個方麵考慮:


氣動調節閥


  1>調節閥結構和類型:


  調節閥的產品類型很多,結構多種多樣,選擇時應綜合考慮調節功能、泄漏等級、耐壓能力、切斷壓差、腐蝕性、衝蝕和汽蝕、性價比、維護保養方便程度。從經驗而言,選擇順序應為:單(雙)座控製閥、籠式控製閥、偏心旋轉閥、蝶閥、角閥、球閥。


  確定氣動調節閥開關方式的原則是:當信號壓力中斷時,應保證工藝設備和生產的安全。如果閥門在信號中斷後處於打開位置,流體不中斷最安全,則選用氣關閥;如果閥門在信號壓力中斷後處於關閉位置,流體不通過最安全,則選用氣開閥。


  2>流量特性:


  從以下3個方麵內容對閥的工作流量特性進行分析:


  1)從控製係統的控製質量方麵分析

  對於一個簡單的控製係統,它是由控製對象、變送器、調節器和調節閥幾個基本環節組成的,係統的總放大係數K=K1K2K3K4K5,K1-K5分別表示變送器、調節器、執行器、執行機構、閥、控製對象的放大係數。在負荷變動的情況下,要使控製係統能保持預定的控製指標,希望總放大係數在控製係統的整個操作範圍內保持不變。一般在一個確定的係統裏,K1-K3的係數是固定不變的,隻有對象的放大係數K隨負荷的變化而變,保證K4K5的乘積是個常數就保證了係統的總放大係數K是個穩定值。


  2)工藝配管情況分析

  調節閥總是與管道設備連在一起使用的,管道阻力會使閥的工作特性與固有特性不同。所以,應根據對象的特性,選擇合適的工作 特性,再根據配管情況選擇相應閥的固有流量特性。考慮工藝配管情況時,可參照表3-1來選擇閥的固有特性。

  配管狀況S=1-0.6S=0.6-0.3S<0.3

  閥的工作特性直線 等百分比直線 等百分比不宜控製

  閥的固有特性直線 等百分比直線 等百分比不宜控製

  當S=1-0.6時,所選固有流量特性和工作流量特性一致。當S<0.3時,特性曲線畸變嚴重不宜控製。


  3)從負荷變化情況分析

  直線特性調節閥在小開度時流量相對變化量大,過於靈敏,容易引起振蕩,閥芯閥座易損壞,故在S值小、負荷變化幅度大的場合不宜采用。等百分比閥的放大係數隨閥門行程增大而增大,流量相對變化量恒定不變。


  3>流量係數與閥的口徑。


  從以下3個方麵內容對閥的工作流量特性進行分析:

  1)從控製係統的控製質量方麵分析

  對於一個簡單的控製係統,它是由控製對象、變送器、調節器和調節閥幾個基本環節組成的,係統的總放大係數K=變送器*調節器*執行器*執行機構*閥*控製對象的放大係數。在負荷變動的情況下,要使控製係統能保持預定的控製指標,希望總放大係數在控製係統的整個操作範圍內保持不變。一般在一個確定的係統裏,K1-K3的係數是固定不變的,隻有對象的放大係數K隨負荷的變化而變,保證K4K5的乘積是個常數就保證了係統的總放大係數K是個穩定值。


  2)工藝配管情況分析

  調節閥總是與管道設備連在一起使用的,管道阻力會使閥的工作特性與固有特性不同。所以,應根據對象的特性,選擇合適的工作 特性,再根據配管情況選擇相應閥的固有流量特性。考慮工藝配管情況時,可參照表3-1來選擇閥的固有特性。

  當S=1-0.6時,所選固有流量特性和工作流量特性一致。當S<0.3時,特性曲線畸變嚴重不宜控製。

  3)從負荷變化情況分析 直線特性調節閥在小開度時流量相對變化量大,過於靈敏,容易引起振蕩,閥芯閥座易損壞,故在S值小、負荷變化幅度大的場合不宜采用。等百分比閥的放大係數隨閥門行程增大而增大,流量相對變化量恒定不變。


  4>氣動調節閥的口徑


  調節閥口徑的確定是在計算閥流量係數CV的基礎上進行的。流量係數是指在閥門全開條件下,閥兩端壓差△Р為100Kpa,流體密度P為1g/cm3時,通過閥的流體體積流量為Q(m3/h),其節流公式為:

  Q=C(式1)

  C是一個比例係數,它與流量係數的關係是m倍,即C=mC。當流量特性為直線型時m=1.63,當流量特性為等百分比型時m=1.97。

  (式1)是當測量介質為液體時的計算方法,當測量介質為氣體時應考慮溫度和壓力對介質體積的影響,其C值的計算分兩種情況:

  當閥前後壓差△Р小於0.5倍的閥前壓力Р1,即△Р<0.5P1時

  

(式2)


  (式2)中P2為閥後壓力。

  a)Р≥0.5P1時

  

(式3)


  另外,當介質為過熱蒸汽時,計算C值要考慮蒸汽的過熱度。

  確定完Cv值以後,要對調節閥的開度進行驗算,要求最大流量時閥開度不大於90%,最小流量時開度不小於10%,在正常工況下,閥門開度應在1.5%-85%之間.最後根據C值確定調節閥口徑。


  5>材料和輔助裝置


  電磁閥的作用是快速地切斷和接通氣源,使閥處於完全通、斷的位置,多用於安全放空閥。回訊開關是需要在控製室實時監測到閥位的信號才選用的。保位閥的選擇是根據工藝狀況,當氣源切斷時,閥位要求保持在一定的位置上,但這種情況不多見。

  調節閥的閥體選用鑄鐵材質,耐壓等級,使用溫度範圍、耐腐蝕等方麵應不低於對工藝管道的要求,但在介質為易燃易爆的流體時應作特殊考慮。閥芯、閥座材質的選用應考慮到流體中是否有固體顆粒產生的磨損和氣蝕作用對閥內件的衝擊。一般對於非腐蝕性流體,常選用不鏽鋼;對於腐蝕性較強的流體,可選用堆焊硬質合金或噴塗材質。另外當操作介質高於+200℃時,要選擇帶散熱片的上閥蓋。調節閥的輔助裝置主要有閥門定位器、電磁閥、回訊開關、過濾減壓器、保位閥等。


  閥門定位器是調節閥的一個重要附件,常見的有氣動閥門定位器和電氣閥門定位器兩種。它主要用於:高壓差的場合;高壓、高溫或低溫介質的場合;介質中含有固體懸浮物或黏性流體的場合;調節閥口徑較大的場合;實現分程控製;改善調節閥的流量特性。

誠信立足 · 質量取勝


致力於研發經營各類氣動調節閥、電動調節閥、球閥、蝶閥、自力式壓力調節閥等,產品廣泛用於石油、化工、鋼鐵、冶金、電力、輕工、環保、醫藥、食品、印刷等行業的自控係統中

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