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阀门常识

调节阀流量特征转变对调节精度的影响

标签:调节,流量,特征,转变,对调,精度,影响  添加时间:2021年05月08日  点击297次

    1 前言

    调节阀的作用是按照调节器发出的控制旌旗灯号的大小和方向,通过实行机构来改变阀门的开度以实现调节流体流量的功能,使生产过程中被调参数控制在工艺所要求的范围内,从而实现生产过程主动化。调节阀是调节体系中的一个紧张环节,可以看成是广义调节对象中的组成部分之一,是受调节设备的控制去影响被调量的工具。调节阀包括电动调节阀和气动调节阀等。精确的选择和使用调节阀,直接关系到整个主动控制体系的控制质量,直接影响生产产品的质量。主动控制体系不能正常投入运行的,有很多是因为调节阀的选型不当造成的,因此,必须精确选择合适的调节阀。调节阀所反映出来的题目大多集中在调节阀的工作特征和结构参数上,如流通能力、公称通径及流量特征等。在这些参数中网站优化排名,流通能力更紧张,其大小直接反映调节阀的特征,是设计选型中的重要参数。在一个主动调节体系中,即使设计方案特别很是合理,调节设备很先辈,但调节阀的流量特征不同等或者是没有充足的可调范围,调节体系也不能正常运行的,也就是说,调节阀的特征应与被控对象的特征相对应互补的。

    2 调节阀的流量特征

    调节阀的流量特征是指被调介质流过调节阀的相对流量与调节阀的相对开度之间的关系,也就是调节阀的静态特征。相对流量是指调节阀在某一开度下的流量与全开度下最大流量之比;相对开度是指调节阀在某一开度下的行程与全行程之比,调节阀的流量特征就是相对流量与相对开度成函数关系。调节阀的流量特征有理想流量特征和工作流量特征之分,理想特征是指假定调节阀前后压差不变的情况下的流量特征(即调节阀开度转变调节阀前后压差不变),但是,现实上因为各种因素的影响河南人事考试网首页,在调节的阀芯和阀座间的节流面积改变的同时,会发生阀前后压差的转变,而压差的转变也会引起流量的转变。

    2.1 理想流量特征

    常用的调节阀的理想流量特征有如下4种。

    (1)等百分比特征

    等百分比特征也称为对数特征,是指阀门的开度增长同样的值时,通过的调节阀的流最按照等百分比增长。调节阀在同样开度转变值下,流量小时,流量的转变也小,调节作用缓和平稳;流量大时.流量的转变也大,调节作用灵敏而有用。等百分比特征的阀门在全行程阀门内的控制精度是不变的。

    (2)直线特征

    直线特征是指调节阀的相对流量和相对开度的比值,为常数。调节阀在同样开度转变值下,流量小时,流量的转变值相对较大,凋节作用较强,容易产生超调和引起振荡;流量大时,流量的转变值相对较小,调节作用不够灵敏。

    (3)抛物线特征

    抛物线特征是指调节阀的相对流量与相对开度的二次方根成正比。抛物线特征介于直线特征和等百分比特征之间,改善了直线特征在小开度时调节性能差的瑕玷。

    (4)快开特征

    快开特征是指调节阀在开度很小时流量就已经较大,随着开度增长,流量很快达到最大值。

    从调节阀的流量特征可以看出,调节阀的流量特征对选用调节阀有特别很是紧张的意义,直接影响到主动控制体系的质量和稳固性,因此,必须精确合理选择调节阀的流量特征。在工程应用中,选用最多的是等百分比特征,对于压差转变小、可调范围小、开度转变小的场合,也可以选用直线特征的调节阀,V型球阀一样平常选用抛物线特征。

    在调节体系中被控对象的转变分外是其放大系数的转变一样平常是由调节设备和调节阀的放大系数转变的特征来补偿的(在常规仪表调节体系中,是由DCS体系和调节阀共同补偿被调对象的特征转变的),调节阀的流量特征即是由调节阀放大系数所表现它的特征。调节阀的理想流量特征,当调节阀前后压差不变时,即为一个常数。因此流量特征的改变是其放大系数的特征转变。

    调节阀相对开度的转变引起相对流量转变,等百分比流量特征的放大系数与流量成正比,流量越大,放大系数也越大;快开特征的放大系数随阀门开度的增长而减小,成反比,这类调节阀在接近全关点时放大系数小,工作得很缓和平稳,而在接近全开时放大系数大,工作得灵敏有用;直线调节阀在全行程范围内具有不变的放大系数值,这种调节阀在小开度时放大系数大,使调节性能不稳固,不容易控制,每每会产生振荡,而在大开度时,放大系数又不够大,使调节过于迟钝;对于快开对特调节阀,其调节性能更差,它的放大系数与调节阀的开度成反比,在现实工作中,这种调节阀不常用,一样平常只用在两位式调节体系中。

    从控制体系的角度看,盼望在调节阀全行程范围内有雷同的转变流量,来保证调节体系在各种负荷下有雷同的调节品质精度。否则,调节体系不稳固,品质精度不能保证。在调节阀的4种特征中,等百分比调节阀具有这种特征,抛物线阀次之,直线阀要差一些,快开阀最差,不能应用到延续调节体系中,只能适用于断续的位式调节。

    2.2 工作流量特征

    通常,调节阀前后的压差会随辅助设备的影响而转变。在这种情况下,调节阀相对流量与相对开度之间的关系就不是理想状况而是工作状况下的流量特征,被称为“工作流量特征”。在现实应用中,人们所关心和难掌握的是工作流量特征。虽然大家根据详细被控对象详细要求选择阀门的工作流量特征,然后再按配管情况由所需的工作流量特征来选择调节阀的理想流量特征和理想的调节设备而组成一套完备的调节体系,但是,在运行中每每不能得到很好的品质精度,有的调节体系区间性的品质精度不能达到要求,偶然,在生产过程中,为了调节的品质来改变调节阀的并联阀或是串联阀的开度来修补调节精度。

    调节阀安装在管道体系中,因为管道体系的压力损失随流过管道的流量平方值成正比,当该体系两端总压差肯定时,调节阀上的压差就会随着流量的增长而削减,此时,调节阀的流量特征就会发生转变,调节阀前后的压差与管道的压差比,也就是压降比数,其值越大,说明串联于管道的调节阀前后压差占管道体系总压的比例越大,当调节阀前后压差等于管道体系总压差时,调节阀的工作流量特征和理想流量特征相似,这也是所需的最紧张的条件,对于调节体系来讲,这时的品质因数(调节精度)最好。但在日常的工作中,因人为或设备故障造成调节阀前后压差小于管道体系压差时,串联于管道的调节阀的现实可调范围降落,即调节阀的全开流量减小,可调比降落,随着调节阀前后压差值减小,调节阀的流量特征曲线将发生很大畸变,直线阀特征趋近于快开特征,等百分比阀特征渐渐接近于直线阀特征,也就是说,随着串联管道阻力的增长,不但调节阀的可调范围越来越小,并且与理想的流量特征偏离也越来越大,从而使调节体系中调节阀在小开度时,放大系数增长,在大开度时,放大系数削减,造成小开度时调节不稳固,大开度时调节很迟钝,紧张影响了调节精度。调节阀并联在管道和设备上时,或是调节阀上装有旁路时(有走漏状况),则管道的总流量是流经调节阀的流量与流经旁路的流量之和。旁路阀全关闭时调节阀流经的流量就是总阀的最大流量,随着旁路流量的增大,流经调节阀的流量将减小,使调节阀的可调范围减小,放大倍数降落和可调节的流量急剧降低。

    综上所述,在现实工作和日常维修使用中,无论串联管道或并联大管道,有人为或设备故障时,调节阀的可调范围放大系数都会降落,给调节体系的精度带来影响,因此,在调节阀串联管道使用时,压降比不小于0.3~0.5,调节阀的旁路阀应尽量避免打开或走漏,另外,在维修中应细致到调节阀在长期使用后因为腐蚀冲刷或气蚀对阀芯阀座的磨损造成走漏也会使可调比减小影响其工作性能,调节不稳固甚至无法调节,紧张影响了调节精度。

    3 调节阀流量特征的补偿

    调节阀流量特征每每是根据调节对象的特征如温度、压力、流量等和调节体系所要求的调节阀的工作流量特征来选择的,然后再按被调介质的特征等来选择相对应的调节阀的阀型,在使用时,调节阀的工作流量特征和理想流量特征可能相差甚远,偶然,甚至没有可用的调节阀流量特征,在这种情况下,只能用试验的方法来求取调节阀的工作流量特征,用辅助设备来修正现有的调节工作流量特征来达到能使用的目的。有2种方法供选择。

    (1)由智能调节阀或是DCS体系,经过数学模型计算修正后的DCS的输出具有调节阀的修正能力来改变调节阀的工作流量特征果皮箱,达到补偿调节控制的要求。例如在热冷却体系,必要对放热温度进行控制,用常规仪表以放热温度为控制点,冷却温度为辅助点,冷却剂作为调节量,组成了1套串级控制体系,该体系按设计来讲是比较合理的,但是体系极不稳固,前期自控体系放大倍数过高,超调量大,后期体系放大倍数过小滞后,为此对该体系进行了多次测试后,发现被控对象的特征是前期放热缓慢,后期放热速度快,大家选择的调节阀是对数阀,其流量特征,两者差距大,调节阀的工作流量特征完全不能实现对该体系的稳固控制精度要求。大家把常规调节器换为可编程控制器,输出采取了折线处理,使输出近似控制对象的放热特征,经过处理后,该体系较为稳固,前后期都较稳固。

    (2)是由调节阀的辅助设备阀门定位器来修正调节阀的工作流量特征。其方法是改变反馈凸轮的反馈量来达到补偿调节控制的要求。偶然,调节阀超出控制精度,此时,只要对调节阀的辅助设备阀门定位器的反馈机构进行修改,使调节阀的流量特征和对象特征相同等风机消声器,调节精度知足工艺上的要求。

    通过该主动控制体系说明,既使一个好的设计方案有套较为先辈的设备,但其特征也就是调节阀的工作流量特征不吻合对象特征要求,也得不到稳固的工作状况,必要修正补偿调节阀的流量特征,才能达到工艺上的控制精度要求。

    4 选用细致事项

    (1)直接按照接管管径选取调节阀是不合理的。阀门的调节品质与接管流速或管径没有关系,阀门的调节品质仅与水的阻力及流量有关。亦即,一旦体系设备确定之后,理论上适合该体系的阀门只有一种理想的口径,而不会出现多种选择。

    (2)调节阀口径不能过小。选择的阀门口径过小,一方面,会增长体系的阻力,甚至会出现阀门口径100%开启时,体系仍无法达到设定的容量要求,导致紧张后果;另一方面,阀门将必要通过体系提供较大的压差以维持充足的流量,加重泵的负荷,阀门易受损害,对阀门的寿命影响很大。

    (3)调节阀口径不能过大。选择的阀门口径过大,不仅增长工程成本,而且还会阀门经常运行在低百分比范围内,引起调节精度降低,使控制性能变差,而且易使体系受冲击和振荡。

    (4)为了保证体系控成品质,最好的方法是在体系许可的范围内选择能获得较大压力降的阀门口径,使阀门在运转过程中压力降的转变值尽可能小。阀门全开状况下的压力降占全泵压百分比越高,则阀门压力降相对转变值越小,阀门的安装特征就越接近其内在特征。

    (5)控制体系中调节阀应尽可能工作于恒定的压力降条件下,由于阀门是否匹配盘管依靠于它的内在特征和流量因子,而这些阀门参数取决于恒定的阀门压力降。

    5 结语

    在一个控制体系中调节阀的理想流量特征或是工作流量特征都应与调节对象的特征符合合。如许,可使调节体系的综合特征接近于线性,并根据调节阀的特征使控制体系总体放大倍数小于1,这个控制体系才能有很好的控制精度,最终达到体系稳固的目的。设计调节阀时,要求对调节阀的组成、分类和特征有清楚的熟悉,并在此基础上,掌握精确的选择方法。而且,对于现实体系配置调节阀时,还必要对整个管系环路进行细致的分析,综合考虑各种因素。只有如许,才能精确地选择调节阀,保证调节体系的控制质量。

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