調(diào)節(jié)閥流量特性對系統(tǒng)控制質(zhì)量的影響

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1、長春工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)2009年第1O卷第2期9／32墜CN22．1323／NJ．ChangchunInst．Tech．(Nat．Sci．Edi．)，2009，V01．10，N0．227．3O調(diào)節(jié)閥流量特性對系統(tǒng)控制質(zhì)量的影響許甌(吉林省石油化工設(shè)計研究院，長春130021)摘要：結(jié)合華潤賽力事達(dá)玉米深加工項目中的流1調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特性量調(diào)節(jié)閻，詳細(xì)分析了調(diào)節(jié)閥的流量特性在實際使用中由理想的固有流量特性畸變成工作流量特性的調(diào)節(jié)閥的流量特性分為固有特性和工作特性2因素，及其對系統(tǒng)控制質(zhì)量所造成的影響，提出了選種。固有特性又稱調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特性，是

2、由生產(chǎn)制擇合適流量特性改善控制質(zhì)量的方法。造廠決定的，調(diào)節(jié)閥一旦制成以后，它的結(jié)構(gòu)特性就關(guān)鍵詞：調(diào)節(jié)閥；固有流量特性；工作流量特性；閥阻不變了。比；相對開度調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特性是指閥芯與閥座問節(jié)流面積中圖分類號：TH137．52文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A與閥門開度之間的關(guān)系，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：文章編號：1009-8984(2009)02-0027-04廠=(f)式中；產(chǎn)—=F∞，相對節(jié)流面積，調(diào)節(jié)閥在某一開度下節(jié)流面積，與全開時節(jié)流面積0引言Fl0D之比；Z——￡=。。。，相對開度，調(diào)節(jié)閥在某一開度調(diào)節(jié)閥是流量控制的最終執(zhí)行元件，是過程控下行程與全開時行程∞之比。制

3、系統(tǒng)中不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)。一個簡單的控調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特性取決于閥芯的形狀，不同的制系統(tǒng)就是由被控對象、測量變送裝置、調(diào)節(jié)器和調(diào)閥芯曲面形成不同的結(jié)構(gòu)特性：直線結(jié)構(gòu)特性、等百節(jié)閥等環(huán)節(jié)組成。調(diào)節(jié)閥的作用是接受調(diào)節(jié)器送來分比結(jié)構(gòu)特性、快開結(jié)構(gòu)特性、拋物線結(jié)構(gòu)特性。的控制信號，調(diào)節(jié)管道中介質(zhì)的流量，從而實現(xiàn)生產(chǎn)直線結(jié)構(gòu)特性是指調(diào)節(jié)閥的節(jié)流面積與閥的開過程中溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)的自動控制。度成直線關(guān)系，用相對量來表式為：自動控制系統(tǒng)中一切先進(jìn)的控制理論、巧妙的控制j，思想、復(fù)雜的控制策略都是通過執(zhí)行器對被控對象=c，c為常數(shù)U5進(jìn)行作用的。執(zhí)行器

4、由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥構(gòu)成，調(diào)若已知邊界條件為：=O時，F(xiàn)=,to；￡=L0o時，節(jié)閥直接與流體接觸，它的工作與生產(chǎn)工藝密切相F=F。。。解上式微分方程帶人邊界條件可得：關(guān)，直接影響生產(chǎn)過程的物料平衡與能量平衡。若=[1+(尺一1)I]IR選擇不當(dāng)就會造成閥的使用壽命和系統(tǒng)的控制質(zhì)量式中：——R=F。。／，為調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍。降低，甚至造成全線停車。等百分比結(jié)構(gòu)特性是指在任意開度下，單位行調(diào)節(jié)閥是按照工藝流體的特性參數(shù)及其工作條程變化所引起的節(jié)流面積變化與該節(jié)流面積本身成件如溫度、閥前后壓力、密度、最大流量、正常流量、正比，用相對量來表示為：J，最小流

5、量以及閥的結(jié)構(gòu)形式、公稱通徑、閥的作用形：c，c為常數(shù)式、材質(zhì)、壓力等級及流量特性的。其中閥的流量特U‘解上式微分方程帶人邊界條件可得：性在管道系統(tǒng)中的畸變對控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量會帶f：R‘一’來很大的影響。快開結(jié)構(gòu)特性是指閥門的節(jié)流面積隨行程變化，很快達(dá)到最大(飽和)，此閥適用于迅速開閉。收穰日期：2009—03—24作者簡介：許甌(1972一)，女(漢)，吉林長春，高級工程師其特性方程為：主要研究自動化控{Ii設(shè)計。=1一(1一l／R)(1一Z)長春工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)拋物線結(jié)構(gòu)特性是指閥的節(jié)流面積與開度成拋通過調(diào)節(jié)閥的流量為：物線關(guān)系。其

6、特性方程為：Q=c,／AP／p=ClOOfV~P／-p=[1+(R一1)f]／RP為介質(zhì)密度，當(dāng)閥全開時，f=l，Q=Q。。。，則其特性接近等百分比特性。Q。00=c．00△尸，當(dāng)△P=常數(shù)時，由以上公式可得：l0oq=l8O這表明，當(dāng)閥前后壓差固定時，調(diào)節(jié)閥的理想流蛔6o量特性與調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特性完全相同。瑗但是，當(dāng)一臺調(diào)節(jié)閥接在管路中工作時，閥門開蔞4o度一定，隨著流量的變化，閥門前后的壓差是變化20的，于是理想特性就變成了工作特性在實際應(yīng)用020406o80l0o中，調(diào)節(jié)閥安裝在工藝管道系統(tǒng)中，由于除調(diào)節(jié)閥以相對行程，％外的管道、裝置、設(shè)備等存

7、在阻力，并且該阻力損失圖l調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特性隨通過管道的流量成平方關(guān)系變化。因此，當(dāng)系統(tǒng)1直線；2等百分比；3快開；4拋物線兩端壓差A(yù)P一定時，調(diào)節(jié)閥上的壓差△P就會隨著流量的增加而減少，這個壓差的變化也會引起通從圖1可看出，對于直線結(jié)構(gòu)特性的閥，只要閥過調(diào)節(jié)閥的流量發(fā)生變化，因此這時調(diào)節(jié)閥的理想芯位移變化量相同，則節(jié)流面積變化量也總是相同流量特性就會產(chǎn)生畸變而成為工作特性，如圖2的。對于同樣大的閥芯位移，小開度時的節(jié)流面積所示。相對變化量大，大開度時的節(jié)流面積相對變化量小。AP對于等百分比結(jié)構(gòu)特性的閥，小開度時的節(jié)流面積一變化平緩，大開度時的節(jié)流面

8、積變化加快，可保證在一一一一各種開度下的靈敏度都一樣?？扉_結(jié)構(gòu)特性的閥其靈敏度極差，很少用做調(diào)節(jié)閥，主要用于雙位控制和／，