CTYPE html PUBLIC “-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN” “http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd”>
Klapkové ventily sú ľahšie, menšie a ľahšie ako iné typy regulačných ventilov, čo z nich robí najlepšiu voľbu na reguláciu prietoku v mnohých aplikáciách. Štandardné škrtiace klapky sa tradične používajú na automatické otváranie/zatváranie a na túto úlohu sa dobre hodia. Pokiaľ však ide o reguláciu prietoku v systéme s uzavretou slučkou, niektorí inžinieri ich považujú za neprijateľné.
Škrtiaca klapka používa otočný kotúč na reguláciu prietoku potrubím. Kotúče sa zvyčajne dajú ovládať o 90 stupňov, preto sa niekedy označujú ako štvrťotáčkové ventily. Zvyčajne sa používajú pri zvažovaní hospodárnosti. Keď sa vyžaduje tesné uzavretie, na zabezpečenie požadovaného výkonu možno použiť škrtiace ventily s mäkkými elastickými tesneniami a/alebo potiahnutými kotúčmi. Vysokovýkonný škrtiaci ventil (HPBV) - alebo dvojitý ofsetový ventil - je teraz priemyselným štandardom pre škrtiace ventily a je široko používaný na ovládanie škrtenia. Dobre fungujú pre aplikácie s relatívne konštantným poklesom tlaku alebo pomalými procesnými slučkami.
Medzi výhody HPBV patrí priama dráha toku, vysoká kapacita a schopnosť ľahko prechádzať pevnými a viskóznymi médiami. Náklady na ich inštaláciu sú zvyčajne najnižšie zo všetkých typov ventilov, najmä ventilov NPS 12 a väčších. V porovnaní s inými typmi ventilov sa ich cenová výhoda výrazne zvyšuje, keď veľkosť presahuje 12 palcov.
Môžu poskytnúť dobrý uzatvárací výkon v širokom rozsahu teplôt a poskytnúť rôzne konštrukcie telesa ventilu, vrátane typu plátku, typu oka a dvojitej príruby. Sú oveľa ľahšie ako iné typy ventilov a sú kompaktnejšie. Napríklad 12-palcový segmentovaný guľový ventil ANSI Class 150 s dvojitou prírubou váži 350 libier a má čelný rozmer 13,31 palca, zatiaľ čo ekvivalentný 12-palcový klzný ventil s výstupkom váži iba 200 libier a čelný rozmer tváre 3 palce.
Klapkové ventily majú určité obmedzenia, ktoré ich robia nevhodnými na reguláciu prietoku v určitých aplikáciách. Tieto zahŕňajú obmedzené možnosti poklesu tlaku v porovnaní s guľovými ventilmi s väčším potenciálom kavitácie alebo blikania.
Pretože veľká plocha disku pôsobí ako páka na aplikáciu dynamickej sily prúdiaceho média na hnací hriadeľ, štandardné škrtiace klapky sa zvyčajne nepoužívajú pre vysokotlakové aplikácie. Ak áno, veľkosť a výber pohonu sa stávajú kritickými.
Niekedy sa stáva, že škrtiaca klapka je predimenzovaná, čo bude mať negatívny vplyv na výkonnosť procesu. Môže to byť spôsobené použitím ventilov veľkosti potrubia, najmä veľkokapacitných klapiek. Môže zvýšiť variabilitu procesov dvoma spôsobmi. Predovšetkým nadmerná veľkosť prináša ventilu príliš veľký zisk, a preto chýba flexibilita pri nastavovaní regulátora. Po druhé, predimenzované ventily môžu pracovať častejšie pri nižších otvoroch ventilov, zatiaľ čo tesniace trenie klapiek môže byť väčšie. Pretože pri danom prírastku zdvihu ventilu nadmerne veľký ventil spôsobí neúmerne veľké zmeny prietoku. Tento jav značne zveličuje variabilitu procesu spojenú s mŕtvou zónou v dôsledku trenia.
Tvorcovia kódov niekedy používajú škrtiace klapky z ekonomických dôvodov alebo na prispôsobenie sa danej veľkosti potrubia, bez ohľadu na ich obmedzenia. Existuje trend predimenzovania škrtiacej klapky, aby sa zabránilo stlačeniu potrubia, čo môže viesť k zlému riadeniu procesu.
Najväčším obmedzením je, že ideálny rozsah regulácie škrtenia nie je taký široký ako uzatvárací ventil alebo segmentový guľový ventil. Klapkové ventily vo všeobecnosti nefungujú dobre mimo rozsahu ovládania otvorenia približne 30 % až 50 %.
Vo všeobecnosti, keď regulačná slučka pracuje lineárnym spôsobom a zisk procesu je blízko 1, regulácia slučky je najjednoduchšia. Preto sa zisk procesu 1,0 stáva cieľom pre dobré riadenie slučky a prijateľný rozsah je 0,5 až 2,0 (rozsah 4:1).
Výkon je najlepší, keď väčšina zosilnenia slučky pochádza z ovládača. Všimnite si, že na krivke zosilnenia na obrázku 1 je zosilnenie procesu dosť vysoké v oblasti pod približne 25 % zdvihu ventilu.
Zisk procesu definuje vzťah medzi výstupom procesu a zmenami vstupu. Zdvih, pri ktorom je zosilnenie procesu udržiavané medzi 0,5 a 2,0 je optimálny regulačný rozsah ventilu. Keď zosilnenie procesu nie je v rozsahu 0,5 až 2,0, môže sa vyskytnúť slabý dynamický výkon a nestabilita slučky.
Keď je ventil zatvorený, aby sa otvoril, konštrukcia kotúča škrtiacej klapky má významný vplyv na prietok ventilom. Disk s inherentnými rovnopercentnými charakteristikami môže lepšie kompenzovať pokles tlaku, ktorý sa mení s prietokom. Rovnaké percento vnútorných častí poskytne lineárne charakteristiky inštalácie na zmenu poklesu tlaku, čo je ideálne. Výsledkom je presnejšia zmena jedna k jednej medzi prietokom a zdvihom ventilu.
V súčasnosti môžu škrtiace ventily používať disky s inherentnými rovnopercentnými prietokovými charakteristikami. To poskytuje inštalačnú funkciu, ktorá vedie k zvýšeniu inštalačného procesu v požadovanom rozsahu 0,5 až 2,0 pri širšom rozsahu pohybu. To výrazne zlepší ovládanie plynu, najmä v dolnom rozsahu jazdy.
Táto konštrukcia poskytuje dobrú kontrolu s prijateľným ziskom 0,5 až 2,0 od približne 11 % otvorenia do 70 % a rozsah ovládania je takmer trikrát vyšší ako u typického vysokovýkonného škrtiaceho ventilu (HPBV) rovnakej veľkosti. Rovnopercentné disky preto poskytujú celkovo nižšiu variabilitu procesu.
Klapkové ventily s inherentnými rovnopercentnými charakteristikami, ako sú regulačné kotúčové ventily, sú ideálne pre procesy, ktoré vyžadujú presné ovládanie škrtenia. Bez ohľadu na procesné poruchy môžu byť riadené bližšie k cieľovej nastavenej hodnote, čím sa znižuje variabilita procesu.
Ak klapka nefunguje dobre, stačí vymeniť ventil za správnu veľkosť, aby ste problém vyriešili. Napríklad papierenský podnik používa dva nadrozmerné škrtiace ventily na riadenie odstraňovania vlhkosti z buničiny. Dva ventily fungujú pri menej ako 20 % zdvihu, čo vedie k odchýlke procesu 3,5 % a 8,0 %. Väčšinu svojej životnosti strávia v manuálnom režime.
Boli nainštalované dva vhodne dimenzované škrtiace klapky NPS 4 Fisher Control-Disk s digitálnymi ovládačmi ventilov. Slučka teraz beží v automatickom režime, procesná variabilita prvého ventilu sa zvýšila z 3,5 % na 1,6 % a procesná variabilita druhého ventilu sa zvýšila z 8 % na 3,0 %, bez akýchkoľvek špeciálnych úprav slučky.
Zlá kontrola tlaku vody a prietoku chladiaceho systému v oceliarni viedla k nezrovnalostiam v konečnom produkte. HPBV inštalované v Jiutai nedokázalo efektívne regulovať prietok vody, ako bolo potrebné.
Závod dúfa, že nainštaluje ventily, ktoré dokážu lepšie riadiť proces a musia minimalizovať náklady na inštaláciu. Továreň vynaloží 10 000 dolárov na výmenu potrubí každého ventilu, aby sa prešlo z HPBV na segmentované guľové ventily. Namiesto toho Emerson odporúča, aby jeho škrtiaci ventil Control-Disk vyhovoval aktuálnej veľkosti HPBV.
Ventil Control-Disk bol testovaný spolu s jedným z deviatich existujúcich HPBV a jeho výkon spĺňal špecifikované požiadavky. Továreň vymenila zvyšných 8 HPBV do roka a každé HPBV bolo vybavené ventilom Control-Disk. Tým sa eliminovala potreba výmeny potrubí za 90 000 USD za segmentové guľové ventily a náklady na guľové ventily sa zvýšili približne o 25 % v porovnaní s klapkovými ventilmi.
Ventily Control-Disk poskytujú presné ovládanie a pomáhajú eliminovať variabilitu finálneho produktu. Oceliareň odhaduje, že inštalácia deviatich ventilov Control-Disk môže ušetriť približne 1 milión USD ročne.
V porovnaní s väčšinou ostatných typov ventilov má HPBV s digitálnym polohovadlom nižšie počiatočné náklady na inštaláciu a môže poskytnúť primeraný rozsah ovládania, keď je veľkosť správna. Majú vysokú kapacitu a minimálne obmedzenia prietoku. Škrtiaca klapka s inherentným rovnakým percentom vnútorných častí poskytuje možnosť rozšíriť rozsah ovládania, podobne ako guľový ventil alebo guľový ventil, a zaberá iba priestor HPBV.
Pri výbere ventilov, najmä HPBV, sa uistite, že majú správnu veľkosť, inak môžu byť ručne ovládané z riadiacej miestnosti. Je tiež dôležité zvážiť typ ventilu, základné charakteristiky a veľkosť ventilu, ktoré poskytujú najširší rozsah ovládania pre danú aplikáciu.
Mark Nymeyer je globálny manažér marketingovej komunikácie pre riadenie toku v spoločnosti Emerson Automation Solutions.
Toto nie je paywall. Toto je voľná stena. Nechceme vám brániť v tom, aby ste sem prišli, takže to zaberie len pár sekúnd.
Čas odoslania: 11. október 2021
