Принципы выбора контрольных клапанов в химических растениях

Управляющие клапаныИграйте решающую роль в регулировании потока жидкости, давления и температуры в химических растениях. Правильный выбор не только повышает эффективность системы, но и сводит к минимуму эксплуатационные затраты и предотвращает ненужные потери энергии. В этой статье содержится подробный обзор принципов выбора управляющих клапанов, включая требования к производительности и расчет значений CV.

1. Основные принципы выбораУправляющие клапаны

1. Требования к процессу собрания
   Управляющие клапаныследует выбрать на основе конкретных параметров процесса, таких как характеристики среды, рабочее давление, диапазон температуры и требования к потоку, чтобы обеспечить удовлетворение требований к процессу клапана.
2. Выбор соответствующих характеристик потока
   Управляющий клапанS поставляется с различными характеристиками потока (например, линейный, равный процент, быстрое открытие):
   • Линейный: Подходит для процессов с небольшими изменениями нагрузки.
   • Равный процент: Идеально подходит для приложений с большими изменениями нагрузки и высокими требованиями точности.
   • Быстрое открытие: Обычно используется для контроля.
3. Экономика и долговечность
   Материал и структура клапана должны быть подходящими, чтобы избежать чрезмерного инженера и обеспечения долгосрочной стабильности в средах с высокими температурами или коррозионными средами.
4. Совместимость с приводами
   Ауправляющий клапанДолжен быть совместим с скоростью отклика привода и точностью регулировки для достижения стабильного автоматического управления.
5. Простота работы и технического обслуживания
   Выберите конструкции клапанов, которые просты в установке и обслуживании, уменьшая рабочую нагрузку.

2. Расчет и выбор значения CV (коэффициент потока)

1. Определение значения CV
Значение CV указывает на скорость потока (в галлонах в минуту) воды, проходящей через клапан при полном открытии при падении давления на 1 фунт / кв. Дюйм. Это критический параметр для выбора управляющих клапанов, чтобы убедиться, что они соответствуют фактическим требованиям потока.

2. Формулы расчета значения CV
Формула для расчета значения CV варьируется в зависимости от типа среды:

• Для жидких сред:

• Где:
  • $QQ$

    Q: Скорость потока (м³/ч или грипм)

  • $\Delta p\; \backslash \; delta\; p$

    ΔP: падение давления на клапане (стержень или PSI)

  • $GG$

    G: Относительная плотность среды (на основе воды, которая имеет плотность 1)

• Для газообразных сред:

• Где:
  • $QQ$

    В: Скорость потока (стандартные кубические метры в час)

  • $\Delta p\; \backslash \; delta\; p$

    ΔP: падение давления на клапане (стержень или PSI)

  • $TT$

    T: абсолютная температура среды (℃)

  • $ZZ$

    Z: коэффициент сжатия (приблизительно 1 для идеальных газов)

  • $P1P\_1$

    P1: абсолютное давление на входе (бар или PSI)

• Для Steam Media:

• Где:
  • $QQ$

    Q: скорость массового расхода пара (кг/ч)

  • $VV$

    V: Конкретный объем пара (м³/кг)

3. Принципы выбора значений CV

• Дизайн Маржа: Как правило, к расчетному значению резюме добавляется маржа 10% -20% для размещения колебаний.
• Рабочий диапазон: Контрольные клапаны работают лучше всего в пределах 30-70% от их полностью открытого значения CV, обеспечивая точное и чувствительное регулирование.

3. Выбор материалов и конструкций клапана

1. Выбор материала
Материал должен быть выбран на основе характеристик и условий процесса среды:

• Углеродистая сталь: Подходит для нормальной температуры и некоррозийных сред.
• Нержавеющая сталь: Подходит для слегка кислых, щелочных или коррозионных сред.
• Сплавные материалы: Предназначен для высокотемпературного, высокого давления и сильно коррозийных сред.
• PTFE/Rubber: Используется для низкотемпературных или слабо коррозийных сред.

2. Структурный отбор

• Одноместные управляющие клапаны: Для падения низкого давления и применения небольшого потока, предлагая минимальную утечку.
• Управляющие клапаны с двойным сиденьем: Для падения высокого давления и большого потока, хотя с немного более высокой утечкой.
• Клетные управляющие клапаны: Объединение преимуществ однократных и двухместных клапанов, подходящих для падения высокого давления и большого потока.
• Шаровые клапаны: Идеально подходит для среды высокого давления или частицы.
• Клапаны бабочек: Подходит для больших диаметров и применений низкого давления.

4. Соображения по установке и вводу в эксплуатацию

1. Положение и ориентация
   • Клапаны управления должны быть установлены на горизонтальных участках труб, а ориентация корпуса клапана соответствует указанному направлению потока.
   • Избегайте установки в областях с высокой вибрацией, чтобы предотвратить снижение срока службы клапана.
2. Производитель проекта трубопровода
   • Для критических петель управления должен быть установлен обходной трубопровод, чтобы разрешить работу системы во время обслуживания или замены клапана.
3. Ввод в эксплуатацию и калибровка
   • Во время ввода в эксплуатацию отрегулируйте скорость отклика и диапазона управления приводом, чтобы гарантировать, что клапан реагирует быстро и точно для контроля сигналов.

5. Практический пример

На химической установке жидкая среда транспортируется со скоростью потока 30 м³/ч. Давление вверх по течению составляет 5 бар, а давление вниз по течению составляет 3 бар. Среда - это вода (относительная плотность = 1).

Рассчитайте необходимое значение CV: