壓力控制閥可調(diào)比如何計(jì)算

壓力控制閥可調(diào)比如何計(jì)算 壓力控制閥 可調(diào)式減壓閥 可調(diào)式控制閥 可調(diào)式調(diào)壓閥 減壓閥

之前介紹減壓閥前后的壓力變化，現(xiàn)在介紹壓力控制閥可調(diào)比如何計(jì)算？
  控制閥的可調(diào)比就是控制閥所能控制的大流量與小流量之比，可調(diào)比也稱可調(diào)范圍，若以R來(lái)表示，則要注意小流量Q。。和泄漏量的含義不同，小流量是指可調(diào)流量的下限值它一般為大流量Qmax的2% -4%，而泄漏量是閥全關(guān)時(shí)泄漏的量，它僅為大流量的0.1%～0.01%。
    (1)控制閥的理想可調(diào)比
    控制閥的理想可調(diào)比是閥兩端壓降恒定條件下．控制閥可調(diào)節(jié)的大流量與小流量之比，理想可調(diào)比亦稱為固有可調(diào)比，用R表示，即：開(kāi)啟的時(shí)候，閥前壓力要大于等于閥后壓力，關(guān)閉的時(shí)候要看閥后又沒(méi)有壓力管線，如果沒(méi)有，則為0 ，有的話那就是那條壓力管線的壓力值了舉個(gè)例子，一個(gè)要求壓力保持在5bar的罐倉(cāng)，有一條進(jìn)物料的管線，用一個(gè)閥門(mén)控制進(jìn)物料，閥門(mén)開(kāi)啟的時(shí)候，閥門(mén)前的壓力一定要略大于5bar才比較好，關(guān)閉的時(shí)候，無(wú)論前邊是多少，后邊都是5bar的壓力，這個(gè)就是閥后壓力

    固有可調(diào)比反映控制閥能夠調(diào)節(jié)流量的能力，在控制閥出廠時(shí)已經(jīng)確定，固有可調(diào)比取決于控制閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，固有可調(diào)比大，說(shuō)明控制閥可調(diào)節(jié)流量的能力強(qiáng)，但是因加工能力和閥芯設(shè)計(jì)方面的限制，通常，固有可調(diào)比不可能很大，國(guó)產(chǎn)控制閥的固有可調(diào)比是R=30，國(guó)外一些控制閥產(chǎn)品可做到R=50或更高，旋轉(zhuǎn)閥的固有可調(diào)比可達(dá)R=300。


    (2)壓力控制閥可調(diào)比如何計(jì)算控制閥的實(shí)際可調(diào)比
    控制閥在實(shí)際工作時(shí)不是與管路系統(tǒng)串聯(lián)就是與管路系統(tǒng)并聯(lián)，隨管路系統(tǒng)的阻力變化或旁路閥開(kāi)啟程度的不同，控制閥的可調(diào)比也產(chǎn)生相應(yīng)的變化，這時(shí)的可調(diào)比就稱為實(shí)際可調(diào)比。
    ①串聯(lián)管道耐的可調(diào)比
    如圖2-38所示的串聯(lián)管道連接圖中，控制閥與管道串聯(lián)，圖中，Ap.是控制閥兩端的壓降，△p。是系統(tǒng)總壓降，△p。是管路總壓降，定義壓降比S為：
    壓降比S表示控制閥全開(kāi)時(shí)閥兩端壓降與系統(tǒng)總壓降之比，當(dāng)控制閥全開(kāi)時(shí)，閥兩端的壓降小，因此，也可以用式( 2-73-4)圖2-38管道和控制閥串聯(lián)壓降比也稱閥阻比，一般運(yùn)行情況下，壓降比S≤1。當(dāng)管路阻力△p、、增大時(shí)，因系統(tǒng)的總壓降△不變，使控制閥兩端的壓降△戶。下降，造成控制閥允許流過(guò)的大流量下降。因此，實(shí)際運(yùn)行時(shí)，如果控制閥與管道串聯(lián)連接，實(shí)際可調(diào)比下降，用R’表示實(shí)際可調(diào)比，即：


    上式表示．實(shí)際可調(diào)比R’與壓降比S有關(guān)，當(dāng)壓降比S減小時(shí)，實(shí)際可婀比R’也減小，換言之，如果控制閥所在串聯(lián)管道的阻力大，壓降比就小，流過(guò)控制閥的大流量全下降，實(shí)際可調(diào)比減小。因此，從提高實(shí)際可調(diào)比看，應(yīng)使系統(tǒng)總壓降大部分損失在控制閥兩端，即提高壓降比S，從節(jié)能看，應(yīng)使控制閥兩端的壓損盡可能小，即降低壓降比S。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，將控制閥上、下游節(jié)流閥全開(kāi)，降低管道壓降來(lái)提高S。使控制閥實(shí)際可調(diào)比提高。
    圖2 39顯示串聯(lián)連接時(shí)控制闊實(shí)際可調(diào)比尺與壓降比S的關(guān)系；


    ②并聯(lián)管道時(shí)的可調(diào)比
    如圖2 40所示的并聯(lián)管道連接圖中，控制與管道并聯(lián)。圖中△p是控制閥兩端的壓降，Q是流過(guò)控制閥的流量，Q：是流過(guò)并聯(lián)管路的流量，Q是流過(guò)總管的流量。壓力控制閥應(yīng)用中存在的問(wèn)題

    ①壓力控制閥的品種多，規(guī)格多，參數(shù)多。壓力控制閥為適應(yīng)不同工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的控制要求，例如溫度、壓力、介質(zhì)特性等，有近千種不同規(guī)格、不同類型的產(chǎn)品，使壓力控制閥的選型不方便、安裝應(yīng)用不方便、維護(hù)不方便、管理不方便。

    ②壓力控制閥的可靠性差。壓力控制閥在出廠時(shí)的特性與運(yùn)行一段時(shí)間后的特性有很大差異，例如，泄漏量增加、噪聲增大、閥門(mén)復(fù)現(xiàn)性變差等，給穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)困難。

    ③壓力控制閥笨重，給控制閥的運(yùn)輸、安裝、.維護(hù)帶來(lái)不便。通常，控制閥重量比一般的儀表重量要重幾倍到上百倍，例如，一臺(tái)DN200的控制閥重達(dá)700kg，運(yùn)輸、安裝和維護(hù)都需要?jiǎng)佑靡恍C(jī)械設(shè)備才能完成，給控制閥的應(yīng)用帶來(lái)不便。

    ④壓力控制閥的流量特性與工業(yè)過(guò)程被控對(duì)象特性不匹配，造成控制系統(tǒng)品質(zhì)變差。壓力控制閥的理想流量特性已在產(chǎn)品出廠時(shí)確定，但工業(yè)過(guò)程被控對(duì)象特性各不相同，力口上壓降比變化，使控制閥工作流量特性不能與被控對(duì)象特性匹配，并使控制系統(tǒng)控制品質(zhì)變差。

    ⑤壓力控制閥噪聲過(guò)大。工業(yè)應(yīng)用中，控制閥噪聲已成為工業(yè)設(shè)備的主要噪聲源，因此，降低控制閥噪聲成為當(dāng)前重要的研究課題，并得到各國(guó)政府的重視。

    ⑥壓力控制閥是耗能設(shè)備，在能源越來(lái)越緊缺的當(dāng)前，更應(yīng)采用節(jié)能技術(shù)，降低控制閥的能耗，提高能源的利用率。 


2.壓力控制閥的發(fā)展方向

上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：減壓閥(組合式減壓閥,可調(diào)式減壓閥,自力式減壓閥壓力控制閥的發(fā)展方向主要為智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、精小化、旋轉(zhuǎn)化和安全化。

    (1)智能化和標(biāo)準(zhǔn)化.控制閥的智能化和標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)提到議事日程。智能化主要采用智能閥門(mén)定位器。智能化化表現(xiàn)在下列方面。

    ①控制閥的自診斷，運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程通信等智能功能，使控制閥的管理方便，故障診斷變得容易，也降低了對(duì)維護(hù)人員的技能要求。

    ②減少產(chǎn)品類型，簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程。采用智能閥門(mén)定位器不僅可方便地改變控制閥的流量特性，也可提高控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)。因此，對(duì)控制閥流量特性的要求可簡(jiǎn)化及標(biāo)準(zhǔn)化(例如，僅生產(chǎn)線性特性控制閥)o用智能化功能模塊實(shí)現(xiàn)與被控對(duì)象特性的匹配，使控制閥產(chǎn)品的類型和品種大大減少，使控制閥的制造過(guò)程得到簡(jiǎn)化，并在生產(chǎn)和市場(chǎng)中經(jīng)受考驗(yàn)和認(rèn)可。

    ③數(shù)字通信。數(shù)字通信將在控制閥中獲得廣泛應(yīng)用，以HART通信協(xié)議為基礎(chǔ)，一些控制閥的閥門(mén)定位器將輸入信號(hào)和閥位信號(hào)在同一傳輸線實(shí)現(xiàn)；以現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)為基礎(chǔ)，控制閥與閥門(mén)定位器、PID控制功能模塊結(jié)合，使控制功能在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)實(shí)現(xiàn)，使危險(xiǎn)分散，使控制更及時(shí)、更迅速。

    ④智能閥門(mén)定位器。智能閥門(mén)定位器具有閥門(mén)定位器的所有功能，同時(shí)能夠改善控制閥的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性，提高壓力控制閥的控制精度，因此，智能閥門(mén)定位器將在今后一段時(shí)間內(nèi)成為重要的控制閥輔助設(shè)備被廣泛應(yīng)用。

 
    圖2-39串聯(lián)管道的實(shí)際可調(diào)比    圖2-40管道和控制閥并聯(lián)
    控制閥可調(diào)節(jié)的大流量是總管的大流量，由于存在并聯(lián)的旁路管道，因此，控制閥可凋節(jié)的小流量應(yīng)是控制閥小流量與旁路流量之和，即并聯(lián)管路時(shí)控制實(shí)際可調(diào)比為：
    設(shè)控制閥全開(kāi)時(shí)流量與總管大流量之比為z，即：上式可改寫(xiě)為
    越差，實(shí)際可調(diào)比越小，圖2—41是并聯(lián)管道時(shí)
    控制閥實(shí)際可調(diào)比R 4與J的關(guān)系曲線。
    從式(2 73—9)可見(jiàn)，旁路流量越大，控制閥實(shí)際可調(diào)比越小；總管流量越大，表示控制閥可調(diào)節(jié)的流量也越大，因此，并聯(lián)實(shí)際可調(diào)比的下降就小一些。這說(shuō)明．實(shí)際應(yīng)用時(shí)，不應(yīng)將與控制閥旁路的閥門(mén)打開(kāi)，如果旁路閥門(mén)開(kāi)度越大，控閥實(shí)際可調(diào)比就越小，控制系統(tǒng)控制品質(zhì)也就變差。  

 

(3)提高控制閥可調(diào)比的措施    圍2-41并聯(lián)管道的實(shí)際可調(diào)比
    控制閥固有可調(diào)比是控制閥出廠具有的固有特性。控制閥實(shí)際可調(diào)比是工程應(yīng)用時(shí)控制閥實(shí)際能夠進(jìn)行調(diào)節(jié)的流量范圍。因此，提高控制實(shí)際可調(diào)比．可有效改善控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)。
    可采取下列措施提高控制閥實(shí)際可調(diào)比。
    ①應(yīng)盡可能降低控制閥所在串聯(lián)管路的阻力，因此，在工藝配管設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)減少不必要的彎頭，截止閥，縮徑管和擴(kuò)徑管等附加管件，減小管段長(zhǎng)度，例如，控制閥采用與管道相同的公稱尺寸，并采用限制流通能力的閥內(nèi)件．正常運(yùn)行時(shí)，將控制閥上、下游節(jié)流閥全開(kāi)等。
    ②盡可熊不使用旁路進(jìn)行控制，正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)關(guān)閉與控制閥并聯(lián)的旁路閥。
    ③選用理想可調(diào)比高的控制圖，例如選用旋轉(zhuǎn)閥等。


    (4)可調(diào)比的驗(yàn)算
    目前國(guó)內(nèi)外的控制閥，理想的可調(diào)比一般只有R= 30和R= 50兩種，考慮到在選用控制閥公稱尺寸DN時(shí)，對(duì)K。值的圓整和放大，特別是對(duì)于使用時(shí)大開(kāi)度和小開(kāi)度的限制，都會(huì)使可調(diào)比下降，一般R值都在10左右。此外，還受到工作流量特性畸變的影響，使實(shí)際可調(diào)比R’下降，在串聯(lián)管道阻力下．R’≈R餌。因此．可調(diào)比的驗(yàn)算可按下面的近似公式計(jì)算：


    從式(2-r3-10)可知，當(dāng)S≥0.3時(shí)，R 7—5.5，說(shuō)明控制閥實(shí)際可調(diào)的大流量Q㈨。等于或大于小流量Q-，的j．5倍，在一般生產(chǎn)中大流量與小流量之比為3左右。
    當(dāng)選用的控制閥不能同時(shí)滿足工藝上大流量和小流量的調(diào)節(jié)要求時(shí)，除增加系統(tǒng)壓力外，可以采用兩個(gè)控制閥進(jìn)行分程控制來(lái)滿足可調(diào)比的要求。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：200X先導(dǎo)隔膜式水用減壓閥安裝要求