目前在自動(dòng)控制領(lǐng)域中,一個(gè)工藝過(guò)程是否能滿(mǎn)足各項工藝控制指標,控制過(guò)程是否平穩,超調量、衰減比、擾動(dòng)是否在規定范圍內,是否穩、快、準,除了工藝設計合理,設備先進(jìn)外,重要的一點(diǎn)就是電動(dòng)調節閥能否根據主體的意識而準確動(dòng)作,使過(guò)程主體的控制意識體現為物料能量和流量精確變化。在許多自動(dòng)控制中,因為調節閥質(zhì)量不過(guò)關(guān)、流量特性差、滲漏大、動(dòng)作不可靠而使自動(dòng)控制失去了高品質(zhì)調節閥,給生產(chǎn)帶來(lái)了重大經(jīng)濟損失,并且增加了勞動(dòng)強度。
因為電動(dòng)調節閥安裝在工藝管道上,直接與操作介質(zhì)接觸,長(cháng)期受到高溫、高壓、腐蝕和摩擦等惡劣工作條件的影響。所以,調節閥選擇的好壞,對系統控制作用關(guān)系很大。因此,正確合理的選擇、安裝調節閥就是顯得尤為重要。
1、電動(dòng)調節閥類(lèi)型的選擇
主要是根據現場(chǎng)介質(zhì)的特點(diǎn)、控制要求、安裝環(huán)境等因素結合調節閥本身的流量特性和結構而進(jìn)行選擇,如表1所示。
表1電動(dòng)調節閥種類(lèi)及結構特點(diǎn)
閥門(mén)名稱(chēng) |
結構特點(diǎn) |
直通單座調節閥 |
結構簡(jiǎn)單、裝配方便、泄漏小,但受流體沖擊不平衡力大,適用于小口徑D≤25mm的場(chǎng)合。 |
直通雙座調節閥 |
受流體沖擊不平衡力影響小,但關(guān)不嚴,滲漏較大,適用于大口徑官道的場(chǎng)合。 |
角形閥 |
角形閥的閥體受流體的沖擊小,體內不易結污,對粘度高、有懸浮物和顆料物的流體尤為適用,并且調節穩定性較好。 |
蝶閥 |
流阻小,適用于低差壓大流量的氣體及含有固體懸浮物的介質(zhì),通常流量特性與等百分比相似。 |
隔膜調節閥 |
用于強腐蝕性、粘度高、帶纖維的介質(zhì),但不耐高溫和高壓。 |
閥體分離閥 |
用于強腐蝕性介質(zhì),但不耐高溫和高壓。 |
三通調節閥 |
適用于介質(zhì)三個(gè)方向的流通。分三通合流閥和三通分流閥。對于三個(gè)系統的分合流控制非常有效。 |
凸輪撓曲閥 |
屬新結構閥,閥體為直流型閥,阻力小、密封好、可調節、通用性強,對于粘度大的介質(zhì)調節非常有效。 |
套筒調節閥 |
新型結構閥,因不平衡力小、可調性好、通用性強、維護方便,廣泛用于生產(chǎn)中,特別是高溫高粘度,含顆料結構的介質(zhì)中。 |
選用電動(dòng)調節閥時(shí)還應考慮上閥蓋的形式和所用的填料。當使用工作溫度為-20℃~+250℃時(shí),只需采用普通的結構;當工作溫度為-50℃~+450℃時(shí)應采用閥蓋上有多層散熱片的散熱結構。還有波紋管的波紋室封密閥蓋主要用于劇毒、易揮發(fā)、易滲透等重要介質(zhì)的場(chǎng)合。
電動(dòng)調節閥常用的密封填料有聚四氟乙烯和石棉繩填料,雖然前者比后者昂貴但密封效果卻好得多。
氣開(kāi)、氣關(guān)式調節閥的選擇應根據當氣源信號壓力中斷時(shí),調節閥處打開(kāi)或關(guān)閉的位置對工藝生產(chǎn)所造成危害的大小而定。若閥門(mén)處于打開(kāi)位置時(shí)危害性小則選用氣關(guān)式。動(dòng)作過(guò)程為:有氣則關(guān)閉,無(wú)氣則開(kāi)啟;若閥門(mén)處于關(guān)閉位置時(shí)危害性小則選用氣開(kāi)式,動(dòng)作過(guò)程為:有氣則開(kāi),無(wú)氣則關(guān)。
2、電動(dòng)調節閥口徑的選擇
在進(jìn)行自動(dòng)化技術(shù)改造時(shí),閥門(mén)口徑可以依據等截面積的原則來(lái)考慮,依據手工操作時(shí)閥門(mén)口徑多大,及開(kāi)啟圈數多少估計開(kāi)啟面積,然后選用在正常工況下具有相同開(kāi)啟面積的調節閥。在進(jìn)行新裝置設計時(shí)通常是按流通能力C值來(lái)確定閥門(mén)口徑。
常用方法有兩種。
①依據實(shí)際的最大流量Qmax算出相應的流通能力Cmax,然后從產(chǎn)品系列中選取稍大于Cmax的C值及相應的閥門(mén)口徑,選取時(shí)應留必要的余地,最后對實(shí)際最大流量Qmax時(shí)的閥門(mén)開(kāi)度進(jìn)行驗算:在Qmax時(shí)開(kāi)度應不大于90%。
②更實(shí)用的途徑是按常用流量算出相應的流通能力Cvc。選用閥門(mén)的C值應使Cvc/C在0.25~0.8之間,即按常用流量Cvc值乘以(4~1.25),一般Cvc/C=0.5為相宜。當工作特性為對數特性時(shí)可更小些。
3、電動(dòng)調節閥流量特性的選擇
從調節系統的調節品質(zhì)分析
考慮原則:適當選擇調節閥的特性,以閥放大系數的變化來(lái)補償調節閥對象放大系數的變化,使調節系統總的放大系數保持不變的控制效果,如圖1所示。
工藝配管情況分析
在生產(chǎn)現場(chǎng),電動(dòng)調節閥總與管道設備連在一起使用,必然存在阻力,調節閥的工作流量特性與理想流量特性不同。因此,首先應按控制系統的特點(diǎn)
表2工藝配管中調節閥的特性
配管情況 |
S=0.6-0.1 |
S=0.3-0.6 |
||||
實(shí)際工作特性 |
直線(xiàn) |
平方根 |
等面分比 |
直線(xiàn) |
平方根 |
等百分比 |
所選流量特性 |
直線(xiàn) |
平方根 |
等百分比 |
平方根 |
直線(xiàn) |
等百分比 |
注:S表示閥全開(kāi)時(shí)的壓差與系統總壓差的價(jià)值。
選擇希望得到的工作特性,然后考慮工藝配管情況來(lái)選擇相應的理想特性。表2可供參考。
2.3.3 從負荷變化情況分析
直線(xiàn)閥在小開(kāi)度時(shí)流量變化大,調節過(guò)于靈敏,容易引起振蕩,因此在S小負荷變化大的場(chǎng)合不宜使用;等百分比閥的放大系數隨閥門(mén)行程增加而增大,流量相對變化是恒定不變的,因此它適用于負荷變化幅度大的場(chǎng)合,快開(kāi)特性閥一般用于雙位調節和程序控制的場(chǎng)合。
4、電動(dòng)調節閥的安裝
電動(dòng)調節閥使用中的合理安裝,將保證他在控制系統中起到良好的控制作用。調節閥的安裝,一般要注意以下幾點(diǎn)。
①電動(dòng)調節閥應當垂直安裝在水平管道上,若必須傾斜或水平安裝時(shí)應增加支撐。閥的前后應有大于10倍管徑長(cháng)度的直管道。
②流體的流向應與閥體上的標志一樣。
③安裝地點(diǎn)應便于維修,并設有旁路如圖2所示,圖2中兩個(gè)切斷閥門(mén)與調節閥安裝在一跟管線(xiàn)上,缺點(diǎn)是難于裝卸,占用空間大。圖3安裝方式布置比較緊湊、占空間小,便于裝卸。
④當調節閥口徑小于管道口徑時(shí),應采用錐形管相接(一般為使閥的控制作用明顯,管道口徑都大于調節閥的口徑。)
⑤在環(huán)境溫度較低的情況下工作時(shí),調節閥應加伴熱管。
因為,調節閥的選擇和安裝是兩個(gè)聯(lián)系非常緊密的過(guò)程,不是相互獨立存在的。要使一個(gè)調節閥達到調節效果,就一定要在合理選擇調節閥的基礎上正確安裝,這樣才能達到理想效果。由于現場(chǎng)環(huán)境是非常復雜多變的,為了使調節閥能夠最大程度的滿(mǎn)足調節要求。一定要認真分析現場(chǎng)條件,合理選擇和正在安裝調節閥。這樣才能保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行??梢?jiàn)在現場(chǎng)使用中,調節閥的安裝與調節閥的選擇同樣重要。
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