Prinsip untuk Memilih Katup Kontrol dalam Tanaman Kimia

Katup KontrolMainkan peran penting dalam mengatur aliran fluida, tekanan, dan suhu pada tanaman kimia. Seleksi yang tepat tidak hanya meningkatkan efisiensi sistem tetapi juga meminimalkan biaya operasional dan mencegah kerugian energi yang tidak perlu. Artikel ini memberikan gambaran terperinci tentang prinsip -prinsip untuk memilih katup kontrol, termasuk persyaratan kinerja dan perhitungan nilai CV.

1. Prinsip dasar untuk memilihKatup Kontrol

1. Persyaratan proses memenuhi
   Katup Kontrolharus dipilih berdasarkan parameter proses spesifik seperti karakteristik media, tekanan operasi, kisaran suhu, dan persyaratan aliran untuk memastikan katup memenuhi permintaan proses.
2. Memilih karakteristik aliran yang sesuai
   Katup kontrolS datang dengan berbagai karakteristik aliran (misalnya, linier, persentase yang sama, pembukaan cepat):
   • Linear: Cocok untuk proses dengan variasi beban kecil.
   • Persentase yang sama: Ideal untuk aplikasi dengan variasi beban besar dan persyaratan akurasi tinggi.
   • Pembukaan cepat: Biasa digunakan untuk kontrol on-off.
3. Ekonomi dan daya tahan
   Bahan dan struktur katup harus sesuai untuk menghindari rekayasa berlebihan dan memastikan stabilitas jangka panjang di lingkungan dengan suhu tinggi atau media korosif.
4. Kompatibilitas dengan aktuator
   Itukatup kontrolHarus kompatibel dengan kecepatan respons aktuator dan akurasi penyesuaian untuk mencapai kontrol otomatis yang stabil.
5. Kemudahan operasi dan pemeliharaan
   Pilih desain katup yang mudah dipasang dan dipelihara, mengurangi beban kerja operasional.

2. Perhitungan dan pemilihan nilai CV (koefisien aliran)

1. Definisi nilai CV
Nilai CV menunjukkan laju aliran (dalam galon per menit) air yang melewati katup ketika sepenuhnya terbuka di bawah penurunan tekanan 1 psi. Ini adalah parameter penting untuk memilih katup kontrol untuk memastikan mereka memenuhi persyaratan aliran aktual.

2. Rumus Perhitungan Nilai CV
Rumus untuk menghitung nilai CV bervariasi berdasarkan jenis media:

• Untuk media cair:

• Di mana:
  • $QQ$

    T: Laju aliran (m³/jam atau gpm)

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

    ΔP: Penurunan tekanan melintasi katup (batang atau psi)

  • $GG$

    G: Kepadatan relatif medium (berdasarkan air, yang memiliki kepadatan 1)

• Untuk media gas:

• Di mana:
  • $QQ$

    T: Laju aliran (meter kubik standar per jam)

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

    ΔP: Penurunan tekanan melintasi katup (batang atau psi)

  • $TT$

    T: Suhu absolut medium (℃)

  • $ZZ$

    Z: Faktor kompresibilitas (sekitar 1 untuk gas ideal)

  • $P1P\_1$

    P1: Tekanan saluran masuk absolut (bar atau psi)

• Untuk media uap:

• Di mana:
  • $QQ$

    T: Laju aliran massa uap (kg/jam)

  • $VV$

    V: Volume spesifik uap (m³/kg)

3. Prinsip -prinsip Seleksi Nilai CV

• Margin desain: Biasanya, margin 10% -20% ditambahkan ke nilai CV yang dihitung untuk mengakomodasi fluktuasi.
• Rentang kerja: Katup kontrol beroperasi paling baik dalam 30% -70% dari nilai CV mereka yang sepenuhnya terbuka, memastikan regulasi yang tepat dan sensitif.

3. Pemilihan bahan dan struktur katup

1. Pemilihan materi
Bahan harus dipilih berdasarkan karakteristik medium dan kondisi proses:

• Baja karbon: Cocok untuk suhu normal dan media non-korosif.
• Baja tahan karat: Sesuai untuk media yang sedikit asam, basa, atau korosif.
• Bahan paduan: Dirancang untuk lingkungan suhu tinggi, bertekanan tinggi, dan sangat korosif.
• Ptfe/karet: Digunakan untuk media suhu rendah atau korosif lemah.

2. Seleksi Struktural

• Katup kontrol satu kursi: Untuk penurunan tekanan rendah dan aplikasi aliran kecil, menawarkan kebocoran minimal.
• Katup kontrol double-liat: Untuk penurunan tekanan tinggi dan aliran besar, meskipun dengan kebocoran yang sedikit lebih tinggi.
• Katup kontrol yang dipandu kandang: Menggabungkan manfaat dari katup tunggal dan kursi ganda, cocok untuk penurunan tekanan tinggi dan aliran besar.
• Katup bola: Ideal untuk media bertekanan tinggi atau yang mengandung partikel.
• Katup kupu -kupu: Cocok untuk diameter besar dan aplikasi bertekanan rendah.

4. Pertimbangan instalasi dan commissioning

1. Posisi dan orientasi
   • Katup kontrol harus dipasang pada bagian pipa horizontal, dengan orientasi bodi katup yang sesuai dengan arah aliran yang ditunjukkan.
   • Hindari pemasangan di area dengan getaran tinggi untuk mencegah pengurangan umur katup.
2. Bypass Design Pipeline
   • Untuk loop kontrol kritis, pipa bypass harus dipasang untuk memungkinkan operasi sistem selama pemeliharaan atau penggantian katup.
3. Commissioning dan kalibrasi
   • Selama commissioning, sesuaikan kecepatan respons dan rentang kontrol aktuator untuk memastikan katup merespons dengan cepat dan akurat untuk mengendalikan sinyal.

5. Contoh praktis

Di pabrik kimia, media cair diangkut pada laju aliran 30 m³/jam. Tekanan hulu adalah 5 bar, dan tekanan hilir adalah 3 bar. Media adalah air (kepadatan relatif = 1).

Hitung nilai CV yang diperlukan: