过程控制中气动调节阀的选择和应用摘要:阐述了自动控制过程中气动调节阀的地位以及对一定的控制过程,为了实现高品质的调节,怎样从优选择调节阀的流量特性和各项技术参数。关键词:自动控制过程气动调节阀流量特性调节阀流通能力1、前言在过程自动控制领域中,一个工艺控制过程是否能满足各项工艺控制指标,控制过程是否平稳;超调量、衰减比、扰动是否在规定的范畴之内;是否问稳、快、准,除了工艺设计合理,设备先进外,重要的一点就是调节阀是否能根据主体控制意识而准确动作,使过程主体的控制意识体现为物料能量和流量精确变化。在流程自动控制过程中,就是因为调节阀质量不过关,流量特性差,渗漏大,动作不可靠而使自动控制过程失去高品质调节,或调节品质差,渗漏大,更有甚者失去调节作用,而给生产带来重大损失,大大地增加劳动者的劳动强度。从这个意义上讲,调节阀的选择与应用越来越来被人们重视是不可或缺的。2、气动调节阀的流量特性2.1调节阀的可调比我们用可调比来衡量调节阀的调节控制能量,当调节阀两侧的差压为定值时,调节阀所能控制的最大流量qmax和最小流量qmin之比,或能控制的最大流通能力Cmax和最小流通能力Cmin之比,称为调节阀的可调比R。R=qmax/qmin=Cmax/Cmin(12.2压降比S对串联、并联管路调节阀的影响2.2.1压降比S调节阀的压降比定义为该调节阀可控制的最大流量所对应阀门前后的差压△Pmin和系统总差压△P之比.S=△Pmin/△P2.2.2S对串联管道中调节阀的影响当调节阀用于串联管道时,实际的可调比与S的平方根成正比。2.2.3S对并联管道中调节阀的影响当调节阀用于并联管道时,该并联管道流量总流量qt分为两路:一路是调节阀控制流量qc,另一路是旁路流量qb,qt=qc+qb.实际上,由于旁路流量的分流,调节器的实际可调比下降了,旁路阀门开的越大,调节阀的控制能力越小。旁路程度恰好说明了这个问题。旁路程度x为x=(调节阀全开时流过调节阀的流量/(系统总管的最大流量≤1(3调节阀在并联管道中实际可调比随着旁路程度x值的减小而迅速降低,在使用中尽量不使用旁路。但若两个或以上调节阀并联且同时工作时需注意x对实际可调比的影响。如下图所示。图8、图9为并联管路中直线阀、等百分比阀随x畸变特性曲线。2.3调节阀的流量特性2.3.1调节阀的理想流量特性调节阀的理想流量特性是指被调介质流过调节阀相对流量与阀门相对开度之间的关系。在调节阀前后压差不变的条件下,其流量特性是理想流量特性。常用的调节阀的理想流量特性有直线、等百分比、快开和抛物线四种特性,如图10所示。相对流量:qr=q/qmax*100%(4其中:q------在某一开度时刻通过调节阀的流量;qmax------调节阀全开时通过阀门的流量。2.3.2调节阀的工作流量特性在实际生产中管道系统除了调节阀外还有其它串联或并联管道。因此,在生产中调节阀前后的差压通常是变化的,在这种情况下相对流量与相对开度之间的关系称为工作流量特性。具体如下:(1、线性阀:在小开度时流量变化大,而大开度流量变化小;小负荷时调节性能过于灵敏而产生振荡,大负荷时,调节迟缓而不及时;适用性较小。(2、等百分比阀:每改变单位行程引起的流量变化的百分率是相等的使用等百分比调节阀在全行程范围内工作都比较平稳,尤其在大开度时,放大倍数也大,工作更为灵敏有效。应用广泛,适应性强。(3、抛物线阀:其特性介于线性和等百分比之间,即是一条抛物线,即流量与行程的平方成正比;调节性能较为理想,但阀芯加工制作比较困难。3调节阀的流通能力所谓调节阀的流通能力C是指调节阀全开时,单位时间内通过调节阀的流体体积流量和质量,它反映了调节阀的流量特性。C值在一定条件下可定义为:在前后差压为100KPa,水的密度为1000kg/m3的条件下,每小时通过阀门水的立方数。部分国产调节阀流通能力C值如表2所示。表2调节阀的流通能力C值表4气动调节阀的选用4.1调节阀类型的选择主要是依据现场被控工艺介质的特点、控制要求、安装环境等结合调节阀本身的流量特性和结构而进行选用,如表3所示。表3调节阀应用特性在选用调节阀时还应考虑上阀盖的形式和所用的填料。当使用工作温度为-20~+250℃时,只需采用普通的结构;当工作温度为-60~+450℃,应采用阀盖上多层散热结构。还有波纹管的波纹室...
