調節閥的選型設計要點
2011/5/13 14:16:00
0 概述
通過參與“神華寧夏煤基烯烴項目”的自動化儀表選型設計,加深了對調節閥的認識,體會到了調節閥的重要性。在現代流程工業的自動控制系統中,調節閥起著十分至關重要的作用,工廠的生產取決于流動著的液體和氣體的正確分配和控制。這些控制無論是能量的交換、壓力的降低或者是簡單的容器加料,都需要靠某些最終控制元件去完成。最終控制元件可以認為是自動控制的“手腳”。在調節器(DCS)的低能量級和執行流動流體控制所需的高能級功能之間,最終控制元件完成了必要的功率放大作用。
調節閥是最終控制元件的最廣泛使用的型式。在“神華寧夏煤基烯烴項目”中也不例外,所有的調節控制回路中都是使用調節閥進行流量、液位、壓力、溫度控制。控制效果的好壞,調節閥工作壽命的長短,主要取決于調節閥的選型是否合理。合理的選型不但可實現優化控制、提高生產效率;還可延長閥門的使用周期,降低維護費用及生產成本。
1 調節閥的結構及功能
要正確使用調節閥,尤其是選擇調節閥,必須首先弄清楚調節閥的結構及使用功能,做到有的放矢,方能選好所需的調節閥。
1.1 調節閥的結構
什么是調節閥?國際電工委員會IEC對調節閥做了定義:“工業過程控制系統中由動力操作的裝置形成的終端元件,它包括一個閥體部件,內部有一個改變過程流體流率的組件,閥體部件又與一個或多個執行機構相連接。執行機構用來響應控制元件送來的信號。”可見,調節閥是由執行機構和閥體部件兩部分組成,即:調節閥=執行機構+閥體部件。其中,執行機構是調節閥的推動裝置,它按信號壓力的大小產生相應的推力或轉矩,使推桿或轉軸產生相應的位移或轉角,從而帶動調節閥的閥芯動作;閥體部件是調節閥的調節部份,它直接與介質接觸,通過執行機構推桿的位移或轉軸的轉角,改變調節閥的節流面積,達到調
節的目的。
調節閥按其能源方式不同主要分為氣動調節閥、電動調節閥、液動調節閥三大類。它們的差別在于所配的執行機構上。氣動調節閥配的是氣動執行機構,電動調節閥配的是電動執行機構,液動調節閥配的是液動執行機構。
1.2 調節閥的功能
調節閥的主要功能有:調節功能、克服壓差功能、耐溫功能、耐壓功能、切斷功能、耐蝕功能等。
(1) 調節功能
顧名思義,調節閥的首要功能就是調節,其主要表現在五個方面:
① 流量特性
流量特性是反映調節閥的開度與流量的變化關系,以適應系統的特性要求,如對流量調節系統反應速度快需對數特性;對溫度調節系統反應速度慢,需線性流量特性。流量特性反映了調節閥的調節品質。
② 可調范圍R
可調范圍反映調節閥可控制的流量范圍,用R=Qmax:Qmin之比表示。R越大,調節流量的范圍越寬,性能指標就越好。通常閥的R=30。
③ 小開度工作性能
有些閥受到結構的限制,小開度工作性能差,產生啟跳、振蕩,R變得很小(即Qmin很大),如雙座閥、襯膠蝶閥。好的閥小開度應有微調功能,既可滿足很小流量的調節,且工作又要求十分平衡,這類閥如V型球閥、偏心旋轉閥、全功能超輕型調節閥。
 
通過參與“神華寧夏煤基烯烴項目”的自動化儀表選型設計,加深了對調節閥的認識,體會到了調節閥的重要性。在現代流程工業的自動控制系統中,調節閥起著十分至關重要的作用,工廠的生產取決于流動著的液體和氣體的正確分配和控制。這些控制無論是能量的交換、壓力的降低或者是簡單的容器加料,都需要靠某些最終控制元件去完成。最終控制元件可以認為是自動控制的“手腳”。在調節器(DCS)的低能量級和執行流動流體控制所需的高能級功能之間,最終控制元件完成了必要的功率放大作用。
調節閥是最終控制元件的最廣泛使用的型式。在“神華寧夏煤基烯烴項目”中也不例外,所有的調節控制回路中都是使用調節閥進行流量、液位、壓力、溫度控制。控制效果的好壞,調節閥工作壽命的長短,主要取決于調節閥的選型是否合理。合理的選型不但可實現優化控制、提高生產效率;還可延長閥門的使用周期,降低維護費用及生產成本。
1 調節閥的結構及功能
要正確使用調節閥,尤其是選擇調節閥,必須首先弄清楚調節閥的結構及使用功能,做到有的放矢,方能選好所需的調節閥。
1.1 調節閥的結構
什么是調節閥?國際電工委員會IEC對調節閥做了定義:“工業過程控制系統中由動力操作的裝置形成的終端元件,它包括一個閥體部件,內部有一個改變過程流體流率的組件,閥體部件又與一個或多個執行機構相連接。執行機構用來響應控制元件送來的信號。”可見,調節閥是由執行機構和閥體部件兩部分組成,即:調節閥=執行機構+閥體部件。其中,執行機構是調節閥的推動裝置,它按信號壓力的大小產生相應的推力或轉矩,使推桿或轉軸產生相應的位移或轉角,從而帶動調節閥的閥芯動作;閥體部件是調節閥的調節部份,它直接與介質接觸,通過執行機構推桿的位移或轉軸的轉角,改變調節閥的節流面積,達到調
節的目的。
調節閥按其能源方式不同主要分為氣動調節閥、電動調節閥、液動調節閥三大類。它們的差別在于所配的執行機構上。氣動調節閥配的是氣動執行機構,電動調節閥配的是電動執行機構,液動調節閥配的是液動執行機構。
1.2 調節閥的功能
調節閥的主要功能有:調節功能、克服壓差功能、耐溫功能、耐壓功能、切斷功能、耐蝕功能等。
(1) 調節功能
顧名思義,調節閥的首要功能就是調節,其主要表現在五個方面:
① 流量特性
流量特性是反映調節閥的開度與流量的變化關系,以適應系統的特性要求,如對流量調節系統反應速度快需對數特性;對溫度調節系統反應速度慢,需線性流量特性。流量特性反映了調節閥的調節品質。
② 可調范圍R
可調范圍反映調節閥可控制的流量范圍,用R=Qmax:Qmin之比表示。R越大,調節流量的范圍越寬,性能指標就越好。通常閥的R=30。
③ 小開度工作性能
有些閥受到結構的限制,小開度工作性能差,產生啟跳、振蕩,R變得很小(即Qmin很大),如雙座閥、襯膠蝶閥。好的閥小開度應有微調功能,既可滿足很小流量的調節,且工作又要求十分平衡,這類閥如V型球閥、偏心旋轉閥、全功能超輕型調節閥。
 
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