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深入浅出解析调节阀流量特性、流向、安装三大选择陷阱!

更新时间  2016-11-16 21:13 阅读
导读

在过程自动化中,用来控制流体流量的调节阀已遍及各个行业。在化工行业的过程控制系统中,作为终控制过程介质各项质量及指标的调节阀,在稳定、优化控制、维护及检修成本控制等方面都起着举足轻重的作用。本文讲解下调节阀的流量特性选择以及流向选择方面的知识,帮助仪表人远离选择陷阱。

 

调节阀是通过改变节流方式来控制流量的,它既是一种有效的调节手段,同时又是一个会产生节流能耗的部件。随着装置高负荷运行,调节阀的腐蚀、冲刷、磨损、振动、内漏等问题不断发生,从而导致调节阀的使用寿命缩短、工作可靠性下降、进而引起工艺系统和装置的效率大幅度下降,严重时可以导致全线停车。这在视质量和效益为生命的企业管理中尤为重要和紧迫。因此,如何选择和安装好调节阀,使调节阀在一个高性能状态下运行将是一个很关键的问题。

 

选择调节阀时,首先要收集完整的工艺流体的物理特性参数与调节阀的工作条件,主要有流体的成份、温度、密度、粘度、正常流量、流量、小流量、流量与小流量下的进出口压力、切断压差等在对调节阀具体选型确定前,还充分掌握和确定调节阀本身的结构、形式、材料等方面的特点,而技术方面需要考虑流量特性、压降、闪蒸、气蚀、噪声等问题。

 

 

调节阀选择陷阱一
 
流量特性选择
 

 

调节阀的流量特性是指介质流过阀的相对流量与相对位移间的关系。选择的总体原则是调节阀的流量特性应与调节对象特性及调节器特性相反,这样可使调节系统的综合特性接近于线性。选择通常在工艺系统要求下进行,但是还要考虑很多实际情况,现分别加以说明。

1、直线性流量调节阀

直线性流量特性是指调节阀的相对流量与相对位移成直线关系,即单位位移变化所引起的流量变化是常数。选用直线性流量特性阀的场合一般为:①差压变化小,几乎恒定;②工艺系统主要参数的变化呈线性;③系统压力损失大部分分配在调节阀上(改变开度,阀上差压变化相对较小);④外部干扰小,给定值变化小,可调范围要求小的场合。

2、等百分比特性调节阀

等百分比流量特性也称对数流量特性。它是指单位相对位移变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比关系。即调节阀的放大系数是变化的,它随相对流量的增大而增大。优先选用等百分比特性阀的场合为:①实际可调范围大;②开度变化,阀上差压变化相对较大;③管道系统压力损失大;④工艺系统负荷大幅度波动;⑤调节阀经常在小开度下运行。

除了以上两种常用的流量特性之外,还有抛物线特性和快开特性等其他流量特性的调节阀。在密封结构上,若流量特性精度要求高,则可选用高精度流量特性的金属密封型,而软密封型精度较低。

3、调节阀压降的系统考虑

调节阀作为过程控制系统中的终端部件,是常用的一种执行器。按过程控制系统的要求,调节阀应具有在低消耗的状态下工作,且能充分与系统匹配的工作特性。但是在调节阀的使用中这两个要求是不能同时满足的,甚到是互相矛盾的。在要得到同样的流量的情况下,选择一只较小口径的调节阀,虽然其他阻力不变而总的阻力必然比较大,形成大的系统总压降。假若物流的推动力是由泵产生,就意味着选功率大一些的泵和电机,这样必然带来大的能耗。