CTYPE html PUBLIC “-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN” “http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd”>
Sommerfugleventiler er lettere, mindre og lettere end andre typer kontrolventiler, hvilket gør dem til det bedste valg til regulering af flow i mange applikationer. Standard sommerfugleventiler bruges traditionelt til automatisk åbning/lukning, og de er velegnede til denne rolle. Men når det kommer til at regulere flow i et lukket kredsløb, anser nogle ingeniører dem for uacceptable.
Sommerfugleventilen bruger en roterende skive til at styre flowet gennem røret. Diske kan normalt betjenes gennem 90 grader, så de omtales nogle gange som kvart-omdrejningsventiler. Normalt bruges de, når man overvejer økonomi. Når tæt lukning er påkrævet, kan spjældventiler med bløde elastiske tætninger og/eller coatede skiver bruges til at give den nødvendige ydeevne. Den højtydende sommerfugleventil (HPBV) - eller dobbelt offset-ventil - er nu industristandarden for sommerfuglereguleringsventiler og er meget udbredt til drosling. De fungerer godt til applikationer med relativt konstant trykfald eller langsomme procesløkker.
Fordelene ved HPBV inkluderer lige gennemstrømningsveje, høj kapacitet og evnen til let at passere faste og viskøse medier. Deres installationsomkostninger er normalt den laveste af alle ventiltyper, især NPS 12 og større ventiler. Sammenlignet med andre typer ventiler stiger deres omkostningsfordele betydeligt, når størrelsen overstiger 12 tommer.
De kan give god lukkeevne i et bredt temperaturområde og give forskellige ventilhusdesigns, herunder wafer-type, lug-type og dobbeltflange. De er meget lettere end andre typer ventiler og er mere kompakte. For eksempel vejer en 12-tommer ANSI Class 150 dobbeltflange segmenteret kugleventil 350 pund og har en face-to-face dimension på 13,31 tommer, mens den tilsvarende 12-tommer lug butterflyventil vejer kun 200 pund og en face-to-face-dimension. ansigtsmål på 3 tommer.
Sommerfugleventiler har nogle begrænsninger, der gør dem uegnede til flowkontrol i visse applikationer. Disse omfatter begrænsede trykfaldsevner sammenlignet med kugleventiler med større kavitation eller blinkpotentiale.
Fordi det store overfladeareal af skiven fungerer som en løftestang til at påføre den dynamiske kraft af det strømmende medium på drivakslen, bruges standard butterflyventiler normalt ikke til højtryksanvendelser. Hvis det er tilfældet, bliver størrelsen og valget af aktuatoren kritisk.
Nogle gange sker det, at sommerfuglereguleringsventilen er overdimensioneret, hvilket vil have en negativ indvirkning på procesydelsen. Dette kan skyldes brugen af ventiler på størrelse med rørledninger, især sommerfugleventiler med stor kapacitet. Det kan øge procesvariabiliteten på to måder. Først og fremmest bringer overstørrelse for meget gevinst til ventilen og mangler dermed fleksibilitet i justering af controlleren. For det andet kan overdimensionerede ventiler fungere hyppigere ved lavere ventilåbninger, mens tætningsfriktionen af sommerfugleventiler kan være større. For for en given ventilslagtilvækst vil en for stor ventil producere uforholdsmæssigt store flowændringer. Dette fænomen vil i høj grad overdrive procesvariabiliteten forbundet med den døde zone på grund af friktion.
Kodesættere bruger nogle gange sommerfugleventiler af økonomiske årsager eller for at tilpasse sig en given rørledningsstørrelse, uanset deres begrænsninger. Der er en tendens til at overdimensionere sommerfugleventilen for at undgå at klemme røret, hvilket kan føre til dårlig proceskontrol.
Den største begrænsning er, at det ideelle gasreguleringsområde ikke er så bredt som en stopventil eller en segmenteret kugleventil. Sommerfugleventiler fungerer generelt ikke godt uden for åbningskontrolområdet på ca. 30 % til 50 %.
Generelt, når kontrolsløjfen fungerer på en lineær måde, og procesforstærkningen er tæt på 1, er sløjfen nemmest at styre. Derfor bliver en procesforstærkning på 1,0 målet for god sløjfestyring, og det acceptable område er 0,5 til 2,0 (område 4:1).
Ydeevnen er bedst, når det meste af sløjfeforstærkningen kommer fra controlleren. Bemærk, at i forstærkningskurven i figur 1 bliver procesforstærkningen ret høj i området under ca. 25 % af ventilslaget.
Procesforstærkning definerer forholdet mellem procesoutput og inputændringer. Det slag, hvor procesforstærkningen holdes mellem 0,5 og 2,0, er det optimale kontrolområde for ventilen. Når procesforstærkningen ikke er i intervallet 0,5 til 2,0, kan der forekomme dårlig dynamisk ydeevne og sløjfe-ustabilitet.
Når ventilen lukkes for at åbne, har sommerfugleventilskivens design en betydelig indflydelse på ventilflowet. Skiven med iboende lige procentegenskaber kan bedre kompensere for det tryktab, der ændrer sig med flowhastigheden. Lige procentdel indre vil give lineære installationskarakteristika for at ændre trykfaldet, hvilket er ideelt. Resultatet er en mere nøjagtig en-til-en ændring mellem flowhastighed og ventilslag.
For nylig kan sommerfugleventiler bruge skiver med iboende samme procentuelle strømningsegenskaber. Dette giver en installationsfunktion, der resulterer i, at installationsprocessen vinder inden for det krævede område på 0,5 til 2,0 over et bredere vandringsområde. Dette vil forbedre gasreguleringen betydeligt, især i det lavere kørselsområde.
Dette design giver god kontrol med en acceptabel forstærkning på 0,5 til 2,0 fra ca. 11 % åbning til 70 %, og kontrolområdet er næsten tre gange højere end for en typisk højtydende sommerfugleventil (HPBV) af samme størrelse. Derfor giver lige procent af skiver samlet lavere procesvariabilitet.
Sommerfugleventiler med iboende lige procent-karakteristika, såsom styreskiveventiler, er ideelle til processer, der kræver præcis drosselkontrolydelse. Uanset procesforstyrrelser kan de styres tættere på målsetpunktet og derved reducere procesvariabiliteten.
Hvis butterflyventilen ikke fungerer godt, skal du blot udskifte ventilen med den rigtige størrelse for at løse problemet. For eksempel bruger en papirvirksomhed to overdimensionerede sommerfugleventiler til at kontrollere fjernelse af fugt fra papirmassen. De to ventiler arbejder ved mindre end 20 % af slaget, hvilket resulterer i procesvariation på henholdsvis 3,5 % og 8,0 %. Det meste af deres levetid bruges i manuel tilstand.
To passende størrelse NPS 4 Fisher Control-Disk sommerfugleventiler med digitale ventilstyringer blev installeret. Sløjfen kører nu i automatisk tilstand, procesvariabiliteten for den første ventil er steget fra 3,5 % til 1,6 %, og procesvariabiliteten af den anden ventil er steget fra 8 % til 3,0 % uden nogen særlige sløjfejusteringer.
Det dårlige vandtryk og flowstyring af kølesystemet i stålværket førte til uoverensstemmelser i slutproduktet. HPBV'en installeret i Jiutai kunne ikke effektivt kontrollere vandstrømmen efter behov.
Anlægget håber at installere ventiler, der bedre kan styre processen og skal minimere installationsomkostningerne. Fabrikken vil bruge $10.000 til at udskifte rørene i hver ventil for at skifte fra HPBV til segmenterede kugleventiler. Emerson anbefaler i stedet, at dens Control-Disk sommerfugleventil passer til den aktuelle HPBV face-to-face størrelse.
En Control-Disk ventil blev testet sammen med en af ni eksisterende HPBV'er, og dens ydeevne opfyldte de specificerede krav. Fabrikken udskiftede de resterende 8 HPBV'er inden for et år, og hver HPBV var udstyret med en Control-Disk ventil. Dette eliminerede behovet for at erstatte $90.000-rørledninger til segmenterede kugleventiler, og prisen på kugleventiler steg med cirka 25% sammenlignet med butterflyventiler.
Control-Disk ventiler giver præcis kontrol og hjælper med at eliminere variabilitet i det endelige produkt. Stålværket anslår, at installation af ni Control-Disk-ventiler kan spare cirka 1 million USD om året.
Sammenlignet med de fleste andre ventiltyper har HPBV med en digital positioner en lavere initial installationsomkostning og kan give tilstrækkeligt kontrolområde, når størrelsen er den rigtige. De har høj kapacitet og minimale flowbegrænsninger. Butterflyventilen med iboende lige stor procentdel af interne dele giver mulighed for at udvide kontrolområdet, svarende til en kugleventil eller en kugleventil, og optager kun HPBV'ens plads.
Når du vælger ventiler, især HPBV, skal du sørge for, at de har den rigtige størrelse, ellers kan de blive manuelt styret af kontrolrummet. Det er også vigtigt at overveje den ventiltype, iboende egenskaber og ventilstørrelse, der giver det bredeste kontrolområde til applikationen.
Mark Nymeyer er den globale marketingkommunikationschef for flowkontrol hos Emerson Automation Solutions.
Dette er ikke en betalingsmur. Dette er en gratis væg. Vi ønsker ikke at forhindre dit formål med at komme her, så det vil kun tage et par sekunder.
Indlægstid: 11. oktober 2021
