CTYPE html PUBLIC “-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN” “http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd”>
As válvulas de bolboreta son máis lixeiras, máis pequenas e máis lixeiras que outros tipos de válvulas de control, polo que son a mellor opción para regular o fluxo en moitas aplicacións. As válvulas de bolboreta estándar utilízanse tradicionalmente para aplicacións de apertura/peche automático, e son moi adecuadas para este papel. Non obstante, cando se trata de regular o fluxo nun sistema de bucle pechado, algúns enxeñeiros considéranos inaceptables.
A válvula de bolboreta usa un disco xiratorio para controlar o fluxo a través do tubo. Os discos normalmente poden funcionar a través de 90 graos, polo que ás veces denomínanse válvulas de cuarto de volta. Normalmente, úsanse cando se considera a economía. Cando se require un peche hermético, pódense usar válvulas de bolboreta con selos elásticos suaves e/ou discos revestidos para proporcionar o rendemento necesario. A válvula de bolboreta de alto rendemento (HPBV) ou válvula de compensación dobre é agora o estándar da industria para as válvulas de control de bolboreta e úsase amplamente para o control de estrangulamento. Funcionan ben para aplicacións con caída de presión relativamente constante ou ciclos de proceso lentos.
As vantaxes do HPBV inclúen o camiño de fluxo directo, a alta capacidade e a capacidade de pasar facilmente medios sólidos e viscosos. O seu custo de instalación adoita ser o máis baixo de todos os tipos de válvulas, especialmente as válvulas NPS 12 e maiores. En comparación con outros tipos de válvulas, a súa vantaxe de custos aumenta significativamente cando o tamaño supera as 12 polgadas.
Poden proporcionar un bo rendemento de peche nun amplo intervalo de temperatura e proporcionar diferentes deseños de corpo de válvulas, incluíndo o tipo de oblea, o tipo de lengüeta e o dobre brida. Son moito máis lixeiros que outros tipos de válvulas e son máis compactos. Por exemplo, unha válvula de bola segmentada de dobre brida ANSI Clase 150 de 12 polgadas pesa 350 libras e ten unha dimensión cara a cara de 13,31 polgadas, mentres que a válvula de bolboreta de 12 polgadas equivalente pesa só 200 libras e unha válvula cara a cara. dimensión da cara de 3 polgadas.
As válvulas de bolboreta teñen algunhas limitacións que as fan inadecuadas para o control de fluxo en determinadas aplicacións. Estes inclúen capacidades de caída de presión limitadas en comparación coas válvulas de bola, con maior cavitación ou potencial de parpadeo.
Debido a que a gran superficie do disco actúa como unha panca para aplicar a forza dinámica do medio fluído ao eixe de transmisión, as válvulas de bolboreta estándar non adoitan usarse para aplicacións de alta presión. Se é así, o tamaño e selección do actuador vólvese crítico.
Ás veces ocorre que a válvula de control de bolboreta está sobredimensionada, o que terá un impacto negativo no rendemento do proceso. Isto pode deberse ao uso de válvulas do tamaño dunha canalización, especialmente válvulas de bolboreta de gran capacidade. Pode aumentar a variabilidade do proceso de dous xeitos. En primeiro lugar, o exceso de tamaño trae demasiada ganancia á válvula e, polo tanto, carece de flexibilidade para axustar o controlador. En segundo lugar, as válvulas de gran tamaño poden funcionar con máis frecuencia nas aberturas de válvulas máis baixas, mentres que a fricción de selado das válvulas de bolboreta pode ser maior. Porque para un incremento da carreira da válvula, unha válvula excesivamente grande producirá cambios de caudal desproporcionadamente grandes. Este fenómeno esaxerará moito a variabilidade do proceso asociada á zona morta debido á fricción.
Os codificadores ás veces usan válvulas de bolboreta por razóns económicas ou para adaptarse a un determinado tamaño de canalización, independentemente das súas limitacións. Hai unha tendencia a sobredimensionar a válvula de bolboreta para evitar espremer o tubo, o que pode levar a un mal control do proceso.
A maior limitación é que o rango ideal de control de estrangulamento non é tan amplo como unha válvula de parada ou unha válvula de bola segmentada. As válvulas de bolboreta xeralmente non funcionan ben fóra do rango de control de apertura de aproximadamente 30% a 50%.
Xeralmente, cando o lazo de control funciona de forma lineal e a ganancia do proceso é próxima a 1, o lazo é máis fácil de controlar. Polo tanto, unha ganancia de proceso de 1,0 convértese no obxectivo para un bo control do bucle e o intervalo aceptable é de 0,5 a 2,0 (rango 4:1).
O rendemento é mellor cando a maior parte da ganancia do bucle provén do controlador. Teña en conta que na curva de ganancia da Figura 1, a ganancia do proceso faise bastante alta na rexión por debaixo do 25% da carreira da válvula.
A ganancia do proceso define a relación entre a saída do proceso e os cambios de entrada. A carreira onde a ganancia do proceso se mantén entre 0,5 e 2,0 é o rango de control óptimo da válvula. Cando a ganancia do proceso non está no rango de 0,5 a 2,0, pode producirse un rendemento dinámico deficiente e unha inestabilidade do bucle.
Cando a chave está pechada para abrir, o deseño do disco da válvula de bolboreta ten un impacto significativo no fluxo da chave. O disco con características de porcentaxe iguais inherentes pode compensar mellor a caída de presión que cambia co caudal. A mesma porcentaxe de internos proporcionará características de instalación lineais para cambiar a caída de presión, o que é ideal. O resultado é un cambio un a un máis preciso entre o caudal e a carreira da válvula.
Recentemente, as válvulas de bolboreta poden usar discos con características de fluxo porcentuais inherentes. Isto proporciona unha función de instalación que resulta na ganancia do proceso de instalación dentro do intervalo necesario de 0,5 a 2,0 nun intervalo máis amplo de viaxes. Isto mellorará significativamente o control da aceleración, especialmente no rango inferior de viaxe.
Este deseño proporciona un bo control, cunha ganancia aceptable de 0,5 a 2,0 desde aproximadamente o 11% de apertura ata o 70%, e o rango de control é case tres veces maior que o dunha válvula de bolboreta de alto rendemento (HPBV) típica do mesmo tamaño. Polo tanto, os discos en porcentaxe iguais proporcionan unha menor variabilidade do proceso en xeral.
As válvulas de bolboreta con características de porcentaxe iguais inherentes, como as válvulas de disco de control, son ideais para procesos que requiren un rendemento preciso de control de estrangulamento. Independentemente das perturbacións do proceso, pódense controlar máis preto do punto de referencia obxectivo, reducindo así a variabilidade do proceso.
Se a válvula de bolboreta non funciona ben, só tes que substituír a válvula polo tamaño adecuado para resolver o problema. Por exemplo, unha empresa de papel utiliza dúas válvulas de bolboreta de gran tamaño para controlar a eliminación da humidade da pasta. As dúas válvulas funcionan a menos do 20% da carreira, o que resulta nunha variación do proceso do 3,5% e do 8,0%, respectivamente. A maior parte da súa vida útil pásase en modo manual.
Instaláronse dúas válvulas de bolboreta NPS 4 Fisher Control-Disk de tamaño adecuado con controladores de válvulas dixitais. O bucle agora está funcionando en modo automático, a variabilidade do proceso da primeira válvula aumentou do 3,5% ao 1,6% e a variabilidade do proceso da segunda válvula aumentou do 8% ao 3,0%, sen ningún axuste especial do bucle.
A mala presión da auga e o control do fluxo do sistema de refrixeración da acería provocaron inconsistencias no produto final. O HPBV instalado en Jiutai non puido controlar eficazmente o fluxo de auga como era necesario.
A planta espera instalar válvulas que poidan controlar mellor o proceso e necesitan minimizar os custos de instalación. A fábrica gastará 10.000 dólares para substituír os tubos de cada válvula para cambiar de HPBV a válvulas de bola segmentadas. En cambio, Emerson recomenda que a súa válvula de bolboreta Control-Disk se axuste ao tamaño actual de HPBV cara a cara.
Probouse unha válvula de disco de control xunto cun dos nove HPBV existentes e o seu rendemento cumpriu os requisitos especificados. A fábrica substituíu os 8 HPBV restantes nun ano, e cada HPBV estaba equipado cunha válvula de disco de control. Isto eliminou a necesidade de substituír canalizacións de 90.000 dólares por válvulas de bola segmentadas e o custo das válvulas de bola aumentou aproximadamente un 25% en comparación coas válvulas de bolboreta.
As válvulas de disco de control proporcionan un control preciso e axudan a eliminar a variabilidade no produto final. A planta siderúrxica estima que a instalación de nove válvulas Control-Disk pode aforrar aproximadamente 1 millón de dólares ao ano.
En comparación coa maioría dos outros tipos de válvulas, o HPBV cun posicionador dixital ten un custo de instalación inicial máis baixo e pode proporcionar un rango de control adecuado cando o tamaño é correcto. Teñen alta capacidade e restricións de caudal mínimas. A válvula de bolboreta con porcentaxe igual inherente de partes internas ofrece a oportunidade de ampliar o rango de control, semellante a unha válvula de globo ou unha válvula de bola, e só ocupa o espazo do HPBV.
Ao seleccionar válvulas, especialmente HPBV, asegúrese de que teñan o tamaño correcto, se non, poden ser controladas manualmente pola sala de control. Tamén é importante ter en conta o tipo de válvula, as características inherentes e o tamaño da válvula que proporcionan o rango de control máis amplo para a aplicación.
Mark Nymeyer é o xestor global de comunicacións de mercadotecnia para o control de fluxo de Emerson Automation Solutions.
Este non é un paywall. Este é un muro libre. Non queremos obstaculizar o teu propósito de vir aquí, polo que só tardarás uns segundos.
Hora de publicación: 11-Oct-2021
