CTYPE html PUBLIC “-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN” “http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd”>
Бътерфлай клапите са по-леки, по-малки и по-леки от други видове контролни вентили, което ги прави най-добрият избор за регулиране на потока в много приложения. Стандартните дроселни клапи традиционно се използват за автоматично отваряне/затваряне и са много подходящи за тази роля. Въпреки това, когато става въпрос за регулиране на потока в затворена система, някои инженери ги смятат за неприемливи.
Бътерфлай клапата използва въртящ се диск, за да контролира потока през тръбата. Дисковете обикновено могат да се управляват на 90 градуса, така че понякога се наричат клапани с четвърт оборот. Обикновено те се използват, когато се има предвид икономията. Когато се изисква плътно затваряне, могат да се използват дроселови клапи с меки еластични уплътнения и/или дискове с покритие, за да се осигури необходимата производителност. Високоефективната дроселна клапа (HPBV) или двойна офсетна клапа сега е индустриален стандарт за дроселна клапа и се използва широко за управление на дроселиране. Те се представят добре за приложения с относително постоянен спад на налягането или бавни вериги на процеса.
Предимствата на HPBV включват директен път на потока, висок капацитет и възможност за лесно преминаване на твърди и вискозни среди. Цената им за монтаж обикновено е най-ниската от всички типове вентили, особено клапани NPS 12 и по-големи. В сравнение с други видове клапани, тяхното предимство в цената се увеличава значително, когато размерът надвишава 12 инча.
Те могат да осигурят добра производителност при затваряне в широк температурен диапазон и да осигурят различни конструкции на тялото на клапана, включително тип пластина, тип накрайник и двоен фланец. Те са много по-леки от другите видове вентили и са по-компактни. Например, 12-инчов ANSI Class 150 сегментиран сферичен кран с двоен фланец тежи 350 паунда и има размер лице в лице от 13,31 инча, докато еквивалентният 12-инчов бътерфлай вентил с уши тежи само 200 паунда и лице в лице размер на лицето от 3 инча.
Бътерфлай клапите имат някои ограничения, които ги правят неподходящи за контрол на потока в определени приложения. Те включват ограничени възможности за спад на налягането в сравнение със сферичните кранове, с по-голям потенциал за кавитация или мигане.
Тъй като голямата повърхност на диска действа като лост за прилагане на динамичната сила на течащата среда към задвижващия вал, стандартните дроселни клапи обикновено не се използват за приложения с високо налягане. Ако е така, размерът и изборът на задвижващия механизъм стават критични.
Понякога се случва дроселната клапа да е с големи размери, което ще има отрицателно въздействие върху производителността на процеса. Това може да се дължи на използването на клапани с размер на тръбопровод, особено дроселни клапи с голям капацитет. Може да увеличи променливостта на процеса по два начина. На първо място, големият размер носи твърде много печалба на вентила и следователно липсва гъвкавост при регулиране на контролера. Второ, извънгабаритните клапани могат да работят по-често при по-ниски отвори на клапаните, докато уплътняващото триене на дроселните клапи може да е по-голямо. Тъй като за дадено увеличение на хода на клапана, прекалено голям клапан ще доведе до непропорционално големи промени в потока. Това явление значително ще преувеличи променливостта на процеса, свързана с мъртвата зона поради триене.
Създателите на кодове понякога използват дроселни клапи по икономически причини или за да се адаптират към даден размер на тръбопровода, независимо от техните ограничения. Съществува тенденция бътерфлай клапата да се увеличава, за да се избегне притискане на тръбата, което може да доведе до лош контрол на процеса.
Най-голямото ограничение е, че идеалният обхват на управление на дроселирането не е толкова широк, колкото спирателен вентил или сегментиран сферичен кран. Бътерфлай клапите обикновено не се представят добре извън контролния диапазон на отваряне от приблизително 30% до 50%.
Обикновено, когато контролният контур работи по линеен начин и усилването на процеса е близо до 1, контурът е най-лесен за управление. Следователно усилване на процеса от 1,0 се превръща в цел за добър контрол на веригата, а приемливият диапазон е 0,5 до 2,0 (диапазон 4:1).
Производителността е най-добра, когато по-голямата част от усилването на веригата идва от контролера. Обърнете внимание, че в кривата на усилването на фигура 1 усилването на процеса става доста високо в областта под около 25% от хода на клапана.
Печалбата на процеса определя връзката между изхода на процеса и промените на входа. Ходът, при който коефициентът на усилване на процеса се поддържа между 0,5 и 2,0, е оптималният диапазон на управление на клапана. Когато коефициентът на усилване на процеса не е в диапазона от 0,5 до 2,0, може да възникне лоша динамична производителност и нестабилност на веригата.
Когато вентилът е затворен, за да се отвори, дизайнът на диска на дроселната клапа оказва значително влияние върху потока на клапана. Дискът с присъщи равнопроцентни характеристики може по-добре да компенсира спада на налягането, който се променя с дебита. Вътрешните елементи с равен процент ще осигурят линейни монтажни характеристики за промяна на спада на налягането, което е идеално. Резултатът е по-точна промяна едно към едно между дебита и хода на клапана.
Напоследък дроселните клапи могат да използват дискове с присъщи еднакви процентни характеристики на потока. Това осигурява функция за инсталиране, която води до усилване на процеса на инсталиране в рамките на необходимия диапазон от 0,5 до 2,0 за по-широк диапазон на движение. Това значително ще подобри контрола на дроселирането, особено в долния диапазон на движение.
Този дизайн осигурява добър контрол, с приемливо усилване от 0,5 до 2,0 от приблизително 11% отваряне до 70%, а диапазонът на управление е почти три пъти по-висок от този на типична високоефективна дроселна клапа (HPBV) със същия размер. Следователно дисковете с равен процент осигуряват като цяло по-ниска променливост на процеса.
Бътерфлай клапите с присъщи равнопроцентни характеристики, като управляващи дискови вентили, са идеални за процеси, които изискват прецизно управление на дроселирането. Независимо от смущенията в процеса, те могат да се контролират по-близо до целевата зададена точка, като по този начин се намалява променливостта на процеса.
Ако дроселната клапа не работи добре, просто сменете клапата с правилния размер, за да разрешите проблема. Например, компания за производство на хартия използва две извънгабаритни дроселови клапи, за да контролира отстраняването на влагата от целулозата. Двата клапана работят при по-малко от 20% от хода, което води до промяна на процеса съответно от 3,5% и 8,0%. По-голямата част от експлоатационния им живот преминава в ръчен режим.
Бяха монтирани две дроселови клапи с подходящ размер NPS 4 Fisher Control-Disk с цифрови контролери на клапите. Сега контурът работи в автоматичен режим, променливостта на процеса на първия клапан се е увеличила от 3,5% на 1,6%, а променливостта на процеса на втория клапан се е увеличила от 8% на 3,0%, без никакви специални настройки на контура.
Лошото водно налягане и контрол на потока на охладителната система в завода за стомана доведе до несъответствия в крайния продукт. HPBV, инсталиран в Jiutai, не може ефективно да контролира водния поток, както се изисква.
Заводът се надява да инсталира клапани, които могат да контролират по-добре процеса и трябва да минимизира разходите за монтаж. Фабриката ще похарчи 10 000 долара за подмяна на тръбите на всеки клапан, за да премине от HPBV към сегментирани сферични кранове. Вместо това Emerson препоръчва неговата дроселна клапа Control-Disk да отговаря на текущия HPBV размер лице в лице.
Клапан Control-Disk беше тестван заедно с един от деветте съществуващи HPBV и неговата работа отговаряше на определените изисквания. Фабриката замени останалите 8 HPBV в рамките на една година и всеки HPBV беше оборудван с Control-Disk клапан. Това елиминира необходимостта от замяна на тръбопроводи на стойност $90 000 за сегментирани сферични кранове, а цената на сферичните кранове се увеличи с приблизително 25% в сравнение с дроселните кранове.
Вентилите Control-Disk осигуряват прецизен контрол и спомагат за елиминирането на променливостта в крайния продукт. Стоманодобивният завод изчислява, че инсталирането на девет клапана Control-Disk може да спести приблизително 1 милион щатски долара годишно.
В сравнение с повечето други типове вентили, HPBV с цифров позиционер има по-ниски първоначални разходи за инсталиране и може да осигури адекватен обхват на управление, когато размерът е подходящ. Те имат голям капацитет и минимални ограничения на потока. Бътерфлай клапата с присъщ равен процент вътрешни части дава възможност за разширяване на обхвата на управление, подобно на сферична клапа или сферичен кран, и заема само пространството на HPBV.
Когато избирате клапи, особено HPBV, уверете се, че са с правилния размер, в противен случай може да се управляват ръчно от контролната зала. Също така е важно да се вземе предвид типът на вентила, присъщите му характеристики и размерът на вентила, които осигуряват най-широк диапазон на управление за приложението.
Марк Наймайер е глобален мениджър маркетингови комуникации за контрол на потока в Emerson Automation Solutions.
Това не е платена стена. Това е свободна стена. Не искаме да попречим на целта ви да дойдете тук, така че това ще отнеме само няколко секунди.
Време на публикуване: 11 октомври 2021 г
