Principper til valg af kontrolventiler i kemiske planter

KontrolventilerSpil en afgørende rolle i reguleringen af ​​væskestrøm, tryk og temperatur i kemiske planter. Korrekt valg forbedrer ikke kun systemeffektivitet, men minimerer også driftsomkostninger og forhindrer unødvendige energitab. Denne artikel giver en detaljeret oversigt over principperne for valg af kontrolventiler, herunder ydelseskrav og beregning af CV -værdier.

1. Grundlæggende principper for valg afKontrolventiler

1. Krav til opfyldelse af processen
   Kontrolventilerskal vælges på baggrund af specifikke procesparametre, såsom egenskaberne ved mediet, driftstryk, temperaturområde og strømningskrav for at sikre, at ventilen opfylder processkravene.
2. Valg af de relevante flowegenskaber
   Kontrolventils kommer med forskellige flowegenskaber (f.eks. Lineær, lige procentdel, hurtig åbning):
   • Lineær: Velegnet til processer med små belastningsvariationer.
   • Lige procentdel: Ideel til applikationer med store belastningsvariationer og krav til høj nøjagtighed.
   • Hurtig åbning: Ofte brugt til on-off kontrol.
3. Økonomi og holdbarhed
   Ventilmaterialet og strukturen skal være passende for at undgå overkonstruktion og sikre langvarig stabilitet i miljøer med høje temperaturer eller ætsende medier.
4. Kompatibilitet med aktuatorer
   DeKontrolventilSkal være kompatibel med aktuatorens responshastighed og justeringsnøjagtighed for at opnå stabil automatisk kontrol.
5. Brugervenlighed og vedligeholdelse
   Vælg ventildesign, der er lette at installere og vedligeholde, hvilket reducerer den operationelle arbejdsbyrde.

2. Beregning og valg af CV -værdi (flowkoefficient)

1. Definition af CV -værdi
CV -værdien angiver strømningshastigheden (i gallon pr. Minut) vand, der passerer gennem ventilen, når den er helt åben under et trykfald på 1 psi. Det er en kritisk parameter til valg af kontrolventiler for at sikre, at de opfylder faktiske strømningskrav.

2. CV -værdi Beregning Formler
Formlen til beregning af CV -værdi varierer baseret på typen af ​​medium:

• Til flydende medier:

• Hvor:
  • $QQ$

    Q: Flowhastighed (m³/h eller GPM)

  • $\Delta P\; \backslash \; Delta\; p$

    ΔP: trykfald over ventilen (bar eller psi)

  • $GG$

    G: Relativ tæthed af mediet (baseret på vand, der har en densitet på 1)

• For gasformige medier:

• Hvor:
  • $QQ$

    Q: Flowhastighed (standard kubikmeter i timen)

  • $\Delta P\; \backslash \; Delta\; p$

    ΔP: trykfald over ventilen (bar eller psi)

  • $TT$

    T: Absolutt temperatur på mediet (℃)

  • $ZZ$

    Z: Kompressibilitetsfaktor (ca. 1 for ideelle gasser)

  • $P1P\_1$

    P1: Absolut indløbstryk (bar eller PSI)

• Til dampmedier:

• Hvor:
  • $QQ$

    Q: Steam Mass Flow Rate (kg/h)

  • $VV$

    V: Specifikt volumen damp (m³/kg)

3. CV Value Selection Principles

• Designmargin: Typisk føjes en margin på 10% -20% til den beregnede CV-værdi for at rumme udsving.
• Arbejdsområde: Kontrolventiler fungerer bedst inden for 30% -70% af deres helt åbne CV-værdi, hvilket sikrer præcis og følsom regulering.

3. Valg af ventilmaterialer og strukturer

1. Materialeudvælgelse
Materialet skal vælges baseret på mediets egenskaber og procesforhold:

• Kulstofstål: Velegnet til normal temperatur og ikke-ætsende medier.
• Rustfrit stål: Passende til mildt surt, alkalisk eller ætsende medier.
• Legeringsmaterialer: Designet til høj-temperatur, højtryk og stærkt ætsende miljøer.
• PTFE/gummi: Brugt til lavtemperatur eller svagt ætsende medier.

2. strukturel udvælgelse

• Kontrolventiler med enkelt sæder: Til lavt trykfald og små strømningsapplikationer, der tilbyder minimal lækage.
• Kontrolventiler med dobbelt sæde: Til højtryksfald og stor strømning, dog med lidt højere lækage.
• Cage-guidede kontrolventiler: Kombination af fordelene ved enkelt- og dobbelt sæde ventiler, der er egnet til højtryksfald og stor strømning.
• Kugleventiler: Ideel til medier med højt tryk eller partikelholdige.
• Sommerfuglventiler: Velegnet til applikationer med stor diametre og applikationer med lavt tryk.

4. Installations- og idriftsættelsesovervejelser

1. Position og orientering
   • Kontrolventiler skal installeres på vandrette rørsektioner, hvor ventilkropsorienteringen matcher den angivne strømningsretning.
   • Undgå installation i områder med høj vibration for at forhindre reduceret ventil levetid.
2. Bypass rørledningsdesign
   • For kritiske kontrolsløjfer skal der installeres en bypass -pipeline for at muliggøre systemdrift under ventilvedligeholdelse eller udskiftning.
3. Idriftsættelse og kalibrering
   • Under idriftsættelse skal du justere aktuatorens responshastighed og kontrolområde for at sikre, at ventilen reagerer hurtigt og nøjagtigt på at kontrollere signaler.

5. Praktisk eksempel

I et kemisk anlæg transporteres et flydende medium med en strømningshastighed på 30 m³/h. Det opstrøms tryk er 5 bar, og nedstrømstrykket er 3 bar. Mediet er vand (relativ densitet = 1).

Beregn den krævede CV -værdi: