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1、化工自动化及仪表,1997,24(1):45～49检测与控制装置ControlandInstrumentsinChemicalIndustry化工自动控制过程中气动调节阀的选择与应用高进(新疆石河子聚氯乙烯项目筹建处,石河子,832000)摘要阐述了在化工自动控制过程中气动调节阀的地位以及对一定的控制过程,为了实现高品质的调节,怎样从优选择调节阀的流量特性和各项技术参数。关键词:自动控制过程气动调节阀流量特性调节阀流通能力1前言2.1调节阀的可调比在化工生产和自动控制领域中,一个工我们用可调比来衡量调节阀的调节控制艺控制过程是否能满足各
2、项工艺控制指标,能量,当调节阀两侧的差压为定值时,调节阀控制过程是否平稳;超调量,衰减比,扰动是所能控制的最大流量qmax和最小流量qmin之否在规定的范畴之内;是否稳、快、准,除了工比,或所能控制的最大流通能力Cmax和最小艺设计合理,设备先进外,重要的一点就是调流通能力Cmin之比,称为调节阀的可调比R。节阀是否能根据主体控制意识而准确动作,qmaxCmax使过程主体的控制意识体现为物料能量和流R=q=(1)minCmin量精确变化,如图1所示。212压降比S对串联、并联管路调节阀的影在众多的化工自动控制过程中,就是因响调节阀质量不
3、过关,流量特性差,渗漏大,动21211压降比S作不可靠而使自动控制过程失去了高品质调调节阀的压降比定义为该调节阀可控制节,或者调节品质差,有甚者失去了调节作的最大流量所对应阀门前后的差压△Pmin和用,而给生产带来了重大的经济损失,增加了系统总差压△P之比:劳动强度。调节阀的选择与应用越来越被人们所重视。S=△Pmin(2)△P21212S对串联管路中调节阀的影响当调节阀用于串联管路时,实际的可调比为:Rt=R·S,如图2、图3所示。图2调节阀串联图1典型过渡过程控制曲线2气动调节阀的流量特性收稿日期1996208222。·46·化工自
4、动化及仪表第24卷量qc,另一路是旁路流量qB,qt=qc+qB。实际上,由于旁路流量的分流,调节阀的实际可调比下降了,旁路阀门开得越大,调节阀的控制能力越小。旁路程度恰好说明了这个问题。旁路程度x为调节阀全开时流过调节阀的流量x=系统总管的最大流量×100à≤1(3)调节阀在并联管路中实际可调比随着旁路程度x值的减小而迅速降低,在使用中应尽量图3S对串联管路可调比影响不开旁路门。如图6,图7所示。图4、图5为直线阀和等百分比阀在串联管路中随S畸变特性。图5等百分比特性随S畸变特性图4直线阀随S畸变特性图7x对实际可调比的影响旁路程度图
5、6调节阀并联作用21213S对并联管路中调节阀的影响图8、图9为关联管路中直线阀、等百分当调节阀用于并联管路时,该并联管路比阀随x畸变特性。总管流量qt分为两路:一路是调节阀控制流第1期高进.化工自动控制过程中气动调节阀的选择与应用·47·图8x对直线阀畸变特性图9x对等百分比阀畸变特性213调节阀的流量特性21312调节阀的工作流量特性21311调节阀的理想流量特性在实际生产中管道系统除了调节阀外还调节阀的理想流量特性是指被调介质流有其它的串联或并联管道。因此,在生产中调过调节阀相对流量与阀门相对开度之间的关节阀前后的差压通常是变化的
6、,在这种情况系。在调节阀前后压差不变的条件下,其流量下相对流量与相对开度之间的关系称为工作特性是理想流量特性。常用的调节阀的理想流量特性,如表1所示。流量特性有直线、等百分比、快开特性和抛物线四种特性,如图10所示。q相对流量:qC=×100à(4)qmaxl相对开度:LC=×100à(5)L其中:q——在某一开度时刻通过调节阀的流量;qmax——阀全开时通过阀门的流量;l——阀门某一开度下的行程(mm);L—阀门的全行程(mm)。图10四种调节阀理想流量特性表1调节阀特性线性阀等百分比阀抛物线阀(1)每改变单位行程引起的流量(1)其特
7、性介于线性和等百分比(1)在小开度时流量变化大,而变化的百分率是相等的。特性之间,即是一条抛物线,大开度流量变化小。(2)使用等百分比调节阀在全行即流量与行程的平方成正(2)小负荷时调节性能过于灵敏程范围内工作都比较平稳,比。而产生振荡,大负荷时,调节尤其在大开度时,放大倍数(2)调节性能较为理想,但阀芯迟缓而不及时。也大,工作更为灵敏有效。加工制作比较困难。(3)适用性较小。(3)应用广泛,适应性强。3调节阀的流通能力全开时,单位时间内通过调节阀的流体体积所谓调节阀的流通能力C是指调节阀和质量,它反映了调节阀的流量特性。C值在·48·
8、化工自动化及仪表第24卷一定的条件下可定义为:在调节阀前后差压下,每小时通过阀门水的立方米数。部分国产3为100KPa,水的密度为1000kgöm的条件调节阀流通能力C值如表2所示。表2调节阀的流通能力C值
