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调节阀的工作原理与应用选型

作者: 来源: 日期:2015-7-21 14:04:51 人气:106 标签:

在化工生产过程中,一个工艺过程的控制是否平稳,超调量、衰减比、扰动是否在规定的范围内,除了工艺设计合理、设备先进外,重要的一点就是调节阀能否按照主体控制意识准确动作,从而精确地改变物料或能量。如果调节阀的流量特性差、渗漏大、动作不可靠,就会使自动控制过程的质量变差,甚至失去调节作用,从而增加了劳动强度,给生产带来重大的经济损失。因此,调节阀的选择显得非常重要。气动薄膜调节阀因具有调节性能好、结构简单、动作可靠、维护方便、防火防爆及价廉等优点,而被广泛用于化工生产过程控制中。那么如何选择合适的气动薄膜调节阀呢?这要从以下几方面进行。

    1调节阀类型的选择

    化工生产过程中,被调节的介质特性千差万别,有的高压,有的高粘度,有的有腐蚀性,而且流体的流动状态也各不相同,有的流量很小,有的流量很大。因此,必须选择合适类型的调节阀去满足不同的要求。

    1.1调节阀结构形式的选择

    在选择调节阀的结构形式时,主要是根据现场被控工艺介质的特点、工艺生产条件和控制要求等,结合调节阀本身的流量特性和结构特点来选择。如用于大口径、大流量、低压差或浓浊浆状及悬浮颗粒物的介质调节时,可选用气动薄膜调节蝶阀;当要求直角连接,介质为高粘度、含悬浮物和颗粒状介质的调节时,可选用流路简单、阻力小、易于冲洗的气动薄膜角型调节阀;当调节脱盐水介质时,由于脱盐水介质中含有低浓度的酸或碱,它们对衬橡胶的蝶阀、隔膜阀有较大的腐蚀性,因此可选用水处理专用球阀,以延长使用寿命;当要求阀在小开度时工作,就不应选用双座阀,因双座阀有两个阀芯,其下阀芯处于流闭状态,稳定性差,易引起阀的振荡。

此外,选用调节阀时,还应考虑调节阀的阀芯型式。阀芯是调节阀最关键的零件,有直行程阀芯和角行程阀芯两大类。直行程调节阀阀芯是垂直节流的,而介质是水平流进流出的,阀腔内流道必然转弯倒拐,使阀的流路形状如倒“S”型,因而存在许多死区,为介质的沉淀提供了空间,易造成堵塞。角行程调节阀的阀芯是水平节流的,与介质的进出方向一致,因此易把不干净介质带走,而且流路简单,介质沉淀空间少,故其防堵性能好。

    再次,还应考虑调节阀上阀盖的形式和所用的填料。当介质温度为-20~200℃时,应选用普通型阀盖;当温度高于200℃时,应选用散热型阀盖;当温度低于-20℃时,应选用长颈型阀盖;在有剧毒、易挥发、易渗透等重要介质的场合,应选用波纹管密封型阀盖。上阀盖填料室中的填料有聚四氟乙烯或石墨填料,前者摩擦系数小,可减少回差,且密封性好;后者使用寿命长,但密封性差。

    1.2调节阀作用方式的选择

    调节阀气开、气关形式的选择,主要从工艺生产上的安全要求出发,其原则是:当仪表供气系统发生故障中断供气或控制信号中断时,调节阀处于打开或关闭的位置由其对生产造成危害性大小决定。如阀门处于打开位置时危险性小,则应选气关阀。

    2流量特性的选择

    调节阀的流量特性是指介质通过阀门的相对流量与阀门的相对开度间的关系。在阀前后压差保持不变时,称为理想流量特性。生产中常用的有直线型、等百分比型、抛物线型和快开型四种。实际生产中,由于管道系统除了调节阀外,还有其它的串、并联管道。因此,调节阀前后压差通常是变化的,这种情况下的流量特性称为工作流量特性。

    流量特性的选择实质是如何选择直线和等百分比特性,因为抛物线流量特性介于直线和等百分比之间,一般可用等百分比特性代替;而快开特性用于二位式调节及程序控制中。那么,如何选择调节阀的流量特性呢?

    2.1从调节系统的调节品质分析

    原则是:适当选择调节阀的特性,以阀的放大系数的变化来补偿调节对象放大系数的变化,使调节系统的放大系数保持不变的控制效果。若调节对象的放大系数随负荷增加而变小,则应选用等百分比特性的调节阀;若调节对象的放大系数为线性,则应选用直线流量特性。


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