化工企業(yè)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型要點(diǎn)探究

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1、化工企業(yè)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型要點(diǎn)探究【摘要】從化工企業(yè)生產(chǎn)要求角度，對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的流量特性、結(jié)構(gòu)形式、材質(zhì)口徑和附件4個(gè)方面闡述化工企業(yè)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型中的考量要素?！娟P(guān)鍵詞】氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥；流量特性；結(jié)構(gòu)形式；材質(zhì)口徑；輔助裝置1、引言化工企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程控制要求精度高，安全可靠性嚴(yán)，其終端控制元件的準(zhǔn)確、快速調(diào)節(jié)是不可或缺的重要一環(huán)，控制結(jié)果必須保證工藝指標(biāo)要求，衰減比、超調(diào)量不超出工藝允許范圍。對(duì)此，如何選擇適用的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥類型,使之在工藝控制回路中安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用，是儀控設(shè)計(jì)和管理人員普遍關(guān)心的問(wèn)題。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選擇一般從以下四個(gè)方面考慮

2、：1）調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)和類型。2）流量特性。3）流量系數(shù)與閥的口徑。4）材料和輔助裝置。2、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)和類型氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)組成，執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收輸入氣源信號(hào)，產(chǎn)生推力，使推桿位移，推動(dòng)閥門(mén)開(kāi)關(guān)動(dòng)作；閥門(mén)是與管路聯(lián)接的閥體組件，它接受執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推桿推力，改變閥桿位移，改變閥門(mén)開(kāi)度，控制流量的變化。調(diào)節(jié)閥的產(chǎn)品類型很多，結(jié)構(gòu)多種多樣，選擇時(shí)應(yīng)綜合考慮調(diào)節(jié)功能、泄漏等級(jí)、耐壓能力、切斷壓差、腐蝕性、沖蝕和汽蝕、性價(jià)比、維護(hù)保養(yǎng)方便程度。從經(jīng)驗(yàn)而言，選擇順序應(yīng)為：?jiǎn)?雙)座控制閥、籠式控制閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、蝶閥、角閥、球閥。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥有氣開(kāi)與

3、氣關(guān)兩種類型。確定調(diào)節(jié)閥開(kāi)關(guān)方式的原則是：當(dāng)信號(hào)壓力中斷時(shí)，應(yīng)保證工藝設(shè)備和生產(chǎn)的安全。如果閥門(mén)在信號(hào)中斷后處于打開(kāi)位置，流體不中斷最安全，則選用氣關(guān)閥；如果閥門(mén)在信號(hào)壓力中斷后處于關(guān)閉位置，流體不通過(guò)最安全，則選用氣開(kāi)閥。3、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的流量特性介質(zhì)流過(guò)閥的相對(duì)流量Q與閥芯相對(duì)行程L之間的函數(shù)關(guān)系：Q=f(L)當(dāng)調(diào)節(jié)閥兩端壓差保持不變時(shí)，閥的流量特性稱為固有流量特性。固有流量特性主要有直線、等百分比、拋物線和快開(kāi)等四種類型。在生產(chǎn)中閥的固有流量特性有直線、等百分比和快開(kāi)3種。拋物線特性介于直線與等百分比之間，一般用等百分比特性來(lái)代替。快開(kāi)

4、特性主要用于二位式控制，一般情況下，閥兩端壓差不可能永遠(yuǎn)保持不變，這時(shí)閥的固有流量特性發(fā)生畸變，閥在工作條件下的特性稱為工作流量特性。這時(shí)在確定流量特性時(shí)要引入一個(gè)稱為閥阻比的系數(shù)S=AP/EAPZAP為系統(tǒng)總壓差，是閥、全部工藝設(shè)備和管路系統(tǒng)上的各壓差之和。從以下3個(gè)方面內(nèi)容對(duì)閥的工作流量特性進(jìn)行分析：1）從控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量方面分析對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)，它是由控制對(duì)象、變送器、調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)閥幾個(gè)基本環(huán)節(jié)組成的，系統(tǒng)的總放大系數(shù)K=K1K2K3K4K5K1-K5分別表示變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥、控制對(duì)象的放大系數(shù)。在負(fù)荷變動(dòng)

5、的情況下，要使控制系統(tǒng)能保持預(yù)定的控制指標(biāo)，希望總放大系數(shù)在控制系統(tǒng)的整個(gè)操作范圍內(nèi)保持不變。一般在一個(gè)確定的系統(tǒng)里，K1-K3的系數(shù)是固定不變的，只有對(duì)象的放大系數(shù)K隨負(fù)荷的變化而變，保證K4K5的乘積是個(gè)常數(shù)就保證了系統(tǒng)的總放大系數(shù)K是個(gè)穩(wěn)定值。2）工藝配管情況分析調(diào)節(jié)閥總是與管道設(shè)備連在一起使用的，管道阻力會(huì)使閥的工作特性與固有特性不同。所以，應(yīng)根據(jù)對(duì)象的特性，選擇合適的工作特性，再根據(jù)配管情況選擇相應(yīng)閥的固有流量特性?？紤]工藝配管情況時(shí)，可參照表3-1來(lái)選擇閥的固有特性。表3-1配管狀況表配管狀況S=l-O.6S=0.6-0.3S<

6、0.3閥的工作特性直線等百分比直線等百分比不宜控制閥的固有特性直線等百分比直線等百分比不宜控制從表3-1看，當(dāng)S=l-O.6時(shí)，所選固有流量特性和工作流量特性一致。當(dāng)S<0.3時(shí)，特性曲線畸變嚴(yán)重不宜控制。3）從負(fù)荷變化情況分析直線特性調(diào)節(jié)閥在小開(kāi)度時(shí)流量相對(duì)變化量大，過(guò)于靈敏，容易引起振蕩，閥芯閥座易損壞，故在S值小、負(fù)荷變化幅度大的場(chǎng)合不宜采用。等百分比閥的放大系數(shù)隨閥門(mén)行程增大而增大，流量相對(duì)變化量恒定不變。4、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的口徑調(diào)節(jié)閥口徑的確定是在計(jì)算閥流量系數(shù)Cv的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。流量系數(shù)是指在閥門(mén)全開(kāi)條件下，閥兩端壓差為lOOKpa

7、,流體密度p為1g/cm3時(shí)，通過(guò)閥的流體體積流量為Q（m3/h）,其節(jié)流公式為：Q=C（4一1）C是一個(gè)比例系數(shù)，它與流量系數(shù)的關(guān)系是m倍，即C=mCo當(dāng)流量特性為直線型時(shí)m=1.63,當(dāng)流量特性為等百分比型時(shí)m=l.97o式（4-1）是當(dāng)測(cè)量介質(zhì)為液體時(shí)的計(jì)算方法,當(dāng)測(cè)量介質(zhì)為氣體時(shí)應(yīng)考慮溫度和壓力對(duì)介質(zhì)體積的影響，其C值的計(jì)算分兩種情況：當(dāng)閥前后壓差A(yù)P小于0.5倍的閥前壓力P1,即APV0.5P1時(shí)C=(Q/4.72)XI(4—2)式(4—2)中P2為閥后壓力。a)P20.5P1時(shí)C=(Q/2.9)X/P1(4—3)另外，當(dāng)介質(zhì)為過(guò)

8、熱蒸汽時(shí)，計(jì)算C值要考慮蒸汽的過(guò)熱度。確定完Cv值以后，要對(duì)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度進(jìn)行驗(yàn)算，要求最大流量時(shí)閥開(kāi)度不大于90%,最小流量時(shí)開(kāi)度不小于10%,在正常工況下，閥門(mén)開(kāi)度應(yīng)在1.5%