自控工程设计中控制阀流量特性的选用问题

自控工程设计中掌握阀流量特性的选用问题作者：管丰年徐森摘要：分析了掌握阀的抱负流量特性到工作流量特性的畸变缘由及其畸变过程，介绍了流量特性的选择步骤及方法，并就如何提高掌握阀的适应性和掌握阀选用中应留意的问题进展了探讨。关键字：掌握阀流量特性压降比掌握系统1问题的提出掌握阀作为过程掌握的终端元件，已广泛应用于生产过程中，其技术和使用条件比较成熟，但由于生产中不确定因并且掌握阀的性能指标如何又直接影响到过程掌握的质量好坏，尤其是流量特性确实定。在此，就掌握阀抱负流量特性的选择问题进展探讨。2掌握阀的流量特性掌握阀出厂时所标明的都是抱负流量特性，是按阀两端1[1]4l/L示相对开度，qV/qVmax但实际应用过程中，由于多种因素的影响，如管道内壁压降、管件局部阻力压降等的存在和变化，使得掌握阀在不同开度下的压降发生变化，抱负的流量特性会畸变为工作流其工作特性一般也是不一样的。通常用压降比S特性的畸变程度。式中ΔpVΔps生产过程中，由于掌握阀通常串联在管路系统中，阀门开度的变化自然会引起流量的变化。依据流体力学原理，管道中流体压力的损失与流速的平方成正比。因此，掌握阀的开度一旦转变，流量就会变化，管路系统各处的压力降也都相2[2]ΔpViΔpV，开度l/L降比S式中qVmax--qV--l/LS响的。在S=1在掌握阀上，实际的工作流量特性与抱负流量特性全都。但S值变小，不仅掌握阀全开时的流量削减，曲线下移，而且流量特性也发生了很大畸变，抱负的直线特性畸变为快开工作特性，抱负的对数特性畸变为直3[3]掌握阀抱负流量特性的选择方法依据一般对象的特性，掌握阀流量特性的选择问题，实际上就是如何选择直线型和对数型流量特性的问题。应首先依据工艺过程状况确定工作特性，然后依据工作特性和管路系统的配置等状况选择适宜的掌握阀抱负流量特性。确定掌握阀的工作流量特性关于工作特性确实定，应满足在整个调整过程中，对象特性的变化能通过掌握阀的特性变化得到补偿，使调整系统中广义对象的特性尽可能稳定，保证调整质量。假设无视对象动态特性的变化，则掌握阀的工作特性确定应能使广义对象总的放大系数为恒定值，即适中选择阀的特性，以阀的放大系数的变化来补偿对象放大系数的变化，从而保持广义对象的静特性呈线性。假设对象的动态特性不能无视，则不仅要考虑放大系数的补偿，还需要考虑动态特性的补偿，即还要考虑用阀的放大系数的变化来补偿系统动态特性的变化，以维持系统应有的稳定性。如对象的滞后、时间常数随着负荷的增大而减小时，系统的稳定性就会降低，此时掌握阀的放大系数应随之变小才能使系统的稳定性得到恢复。实际应用过程中，主要是依据对象的静态特性确定掌握4当对象的工作点比较稳定、掌握阀两端的压差也比较稳定时，阀门的开度根本上保持在一个固定的位置上，阀门的KVKo种状况下，不管是线性特性还是对数特性都可以。〕掌握阀两端的压差是主要的干扰时，要确保工作点的稳定，则必需通过转变阀门开度来维持调整介质的流量稳KV对于线性阀，它的流量特性方程：式中k--ΔqVmax变化。因此，KV对于对数阀，流量特性方程是式中k′--常数。由于qVKV有变化。因此，当阀两端的压差是主要干扰时，应中选用工作特性为对数型的阀门。〕当用于随动系统时，即给定值是主要作用时，应比较Ko41，2，3点。假设KoKo值是随调整介质流量的增加而下降的，则选对数工作特性，否则选快开特性。〕当用于定值系统，且负荷是主要干扰时，应比较在同一被调变量测量值但是不同负荷下的对象放大系数Ko41，4，5的状况一样。由于实际状况简单，影响因素多，掌握阀选择时应抓住主要冲突，考虑最主要的外来作用。依据理论分析，结合实际11掌握阀的工作流量特性确定表依据配管状况和工作特性推断阀的抱负流量特性当S=0.6~1.0需要什么样的工作特性就选择什么样的抱负流量特性。当S=0.3~0.6工作特性应选择对数的抱负特性；对数的工作特性则仍旧选择对数的抱负特性。当S<0.3性对于保证调整性能已不适宜。但可以通过以下方法进展处理。〕修正阀芯曲面，使其抱负特性曲线弯曲的更甚，以满足低S承受串级掌握系统，用1个流量调整的副回路代替阀的流量特性对于主被控变量的调整不再产生明显的影响。实际工作过程中，在对系统的调整性能要求不是很高的状况下，也可以直接依据被控变量与过程状态选择掌握阀的2[1]表2掌握阀抱负特性选用表3.2依据配管状况和工作特性推断阀的抱负流量特性当S=0.6~1.0需要什么样的工作特性就选择什么样的抱负流量特性。当S=0.3~0.6工作特性应选择对数的抱负特性；对数的工作特性则仍旧选择对数的抱负特性。当S<0.3性对于保证调整性能已不适宜。但可以通过以下方法进展处理。〕修正阀芯曲面，使其抱负特性曲线弯曲的更甚，以满足低S承受串级掌握系统，用1个流量调整的副回路代替阀的流量特性对于主被控变量的调整不再产生明显的影响。实际工作过程中，在对系统的调整性能要求不是很高的状况下，也可以直接依据被控变量与过程状态选择掌握阀的2[1]2掌握阀抱负特性选用表特性选择时应留意的问题[2，4]1〕由于可供选择的掌握阀的抱负流量特性的形式有限，因此，对象特性的变化很难到达完全补偿，这时可以考虑通过阀门定位器的反响凸轮进展改善。〕对于操作参数不能准确确定的设计工艺装置，或掌握阀的计算数据过于保守时，最好选用对数抱负特性的掌握阀。由于对数特性的阀门具有很强的适应性。〕当掌握阀常常工作在小开度时，应选用对数特性的阀；当掌握阀的使用寿命是主要考虑的因素时，应选用抱负特性为直线的掌握阀。〕有时，由于流体输送机械的力量有限，掌握阀必需s〕由于构造上的缘由，阀门两端的压降不能超过肯定的极限值，由于高压差下的减压阀很简洁破损。这时往往允许加限流孔板，适当进展分压，此时S近年来，节能问题越来越受到重视，减小S值有利于节约能耗。如对于高压系统，考虑到节约动力，允许S=0.15完毕语掌握阀的流量特性与生产中过程的状态亲热相关，合理地选用其抱负特性，对于提高