制御弁選定のポイントは動特性の評価

制御弁選定のポイントは動特性の評価

水道網は水道局からの水道水を数千世帯に配水するため、水道網は市内の隅々にまで広がり、その長さは数百キロメートル、場合によっては数千キロメートルに及ぶこともあります。

水のかけがえのなさと人々の生存の必要性は、水道網の安全な運用の重要性を左右します。 しかし、主観的および客観的な理由により、パイプラインにはいくつかの障害が発生することが多く、パイプネットワークは常に更新する必要があり、水の利用者は頻繁に増減する必要があるため、局所的なパイプセグメントの断水現象を解決することは困難です。避ける。 断水の範囲を減らすためには、制御弁を配管網に適切に取り付ける必要があります。 したがって、都市の水道網には何千ものバルブがあり、街路の下にランダムに配置されています。

給水ネットワークのバルブ操作は頻繁ではなく、長期間スタンバイし、必要に応じてバルブがすぐに閉じ、信頼性の高い遮断ができる必要があります。 通常、バルブはパイプセクションの損失水頭を減らすために所定の位置で開く必要があるため、バルブは「軍隊を1000日間維持し、しばらくの間軍隊を使用する」制御装置の一種です。 バルブの完全性率は、バルブの選択、バルブの製造、パイプラインの設計、バルブの組み立て、バルブの開閉、バルブの管理に関連します。もちろん、主な理由はバルブの品質です。

給水ネットワーク内のバルブは多数、広範囲に分布し、大きな役割を果たします。 このため、バルブの選定、検査、性能、管理などに多くの問題を抱えています。

まずはバルブの選定

バルブにはバタフライバルブ、ゲートバルブ、ボールバルブ、プラグバルブなど数種類があり、給水ネットワークで使用される範囲は異なります。 土のかぶり深さを浅くするため、大口径配管の場合はバタフライバルブをオプションとなります。 土壌の深さへの影響が少ない場合は、ゲートバルブを選択してください。 ボールバルブとプラグバルブは鋳造と加工が難しく、価格が高価であるため、一般に中小口径のパイプラインに適しています。 近年、鋳造技術の向上により、レジンサンドキャスト法による機械加工の回避または削減によるコストダウンが可能となり、大口径パイプライン用ボールバルブの実現可能性が検討される価値があります。 口径の境界線については、各地区において個別の事情に応じて検討する必要がある。

バタフライ バルブの主な欠点は、バタフライ プレートが一定の水断面積を占め、一定の水頭損失が増加することです。 ゲートバルブにはそのような問題はありませんが、大口径縦型ゲートバルブの高さはパイプラインの土の深さに影響し、大口径横型ゲートバルブの長さはパイプラインが占める水平面積を増加させ、パイプラインの土の深さに影響を与えます。他のパイプラインの配置。 ボールバルブとプラグバルブは、ゲートバルブを単一に保ち、流れ抵抗が小さく、信頼性の高いシール、柔軟な動作、便利な操作とメンテナンスを維持します。 プラグバルブにも同様の利点がありますが、水の断面は円形ではありません。

近年、国内の多くのバルブメーカーがソフトシールゲートバルブを開発しています。 従来の Qieer またはパラレル ダブル ゲート バルブと比較して、これらのゲート バルブには次の特徴があります。

1. ソフトシールゲートバルブ本体、バルブカバーは精密鋳造鋳造、成形を使用しており、機械加工は不要で、密封された銅リングは使用せず、非鉄金属を節約します。

2.ソフトシールゲートバルブ底部にピットがなく、残留物の蓄積がなく、ゲートバルブの開閉の故障率が低い。

3. ソフトシールゴムライニングバルブプレートサイズ均一、強力な互換性。

したがって、ソフトシールゲートバルブはゲートバルブの開発の方向性になりますが、水道業界もバルブの使用に前向きです。 ソフトシールゲートバルブを開閉するときは、シール効果が達成できる限り、閉めすぎないでください。そうしないと、開いたりライニングが剥がれたりするのが簡単ではありません。

水道業界で使用されるバタフライ バルブのほとんどはソフトシール バタフライ バルブです。 バタフライバルブは取付工程においてゴムリングが傷つきやすく、シール性に影響を与えます。 多くのメーカーがゴムリングシールバタフライバルブの代わりにメタルシールバタフライバルブを導入しています。 メタルシールバタフライバルブはシールの弾性が小さいため、一般的に偏心構造、特に三次元偏心構造を使用する方が合理的です。

2、バルブの性能とテスト

バルブの特殊性により、信頼できる品質と優れた性能が求められます。 バルブの性能評価や性能試験を行う際には、次の点に注意してください。

1. バルブは柔軟で軽く、使用水圧下で開閉できます。 使用水圧下での開トルクをトルクレンチで検出します。

2. バルブはしっかりと閉じられており、使用水圧の1.1倍以下で漏れがないか、漏れが標準要件を満たしています（金属シールバタフライバルブ）。これには、バルブの両側がそれぞれ交互に圧力を受ける必要があり、複数の開口部が必要です。同じ効果を達成するために閉じます。 さまざまな直径、さまざまなタイプのバルブの要件はメーカーにあり、負荷開閉寿命テストで認定ユニットをテストする必要があります。 このテストには、バルブ シャフト シールの有効性の評価も含まれます。

3. バルブのオーバーフロー能力が強く、特にバタフライバルブ、バタフライプレートのオーバーフロー抵抗が小さく、オーバーフロー有効面積が大きくなります。 これにはさまざまな直径が必要であり、さまざまなタイプのバルブで流れ抵抗係数を決定する必要があります。

4. バルブ本体の水圧に耐える能力はパイプラインと一致している必要があります。つまり、バルブは開いた状態でパイプラインのテスト圧力の要件に耐えることができます。

三、バルブのライニングと外部防食

バルブは飲料水を運ぶための装置です。 バルブ本体のライニングは、流れ抵抗が可能な限り小さくなるように、無毒、耐腐食性、耐摩耗性があり、清潔でなければなりません。 バルブプレッシャープレート、ボルト、バタフライなどの材質が異なり、電気化学腐食しやすく、発生した腐食錆がシール面にまで及び、バルブシール効果の影響、ボアホール内に別のバルブを設置し、水に浸かってしまうと、腐食を防ぐことが重要であるため、ライニングを改善して、錆が引き起こす水の二次汚染を防ぐためにカバーすることを目的としています。

バルブの外部防食は、研磨と砂の洗浄後に非毒性のエポキシ樹脂防食を静電スプレーした後に行うことができます。または、最初に鉛鉛塗料を 1 ～ 2 回ブラシで塗布し、次に防食を 2 回ブラシで塗布することもできます。錆び塗装。

四、バルブ管理の操作

バルブの開閉が適切であるかどうか、バルブの選択が適切かどうか、製品の品質が良いかどうか、慎重な施工と設置だけでなく、「数千日、一時的な」効果を発揮するためには思慮深い管理も必要です。 適切な運用管理は次の 3 つの側面に反映されます。

1. 技術データが入手可能です

バルブ工場の指示、バルブ購入後の検査シート、バルブアセンブリおよび位置カード、バルブメンテナンス記録を含むバルブ技術データ。 道路の変更に応じて、バルブカードを適時に更新し、GIS 管理システムの確立に努める必要があります。

2. バルブ動作の適切な管理

バルブの動作管理の品質要件には、バルブがしっかりと閉まっていること、バルブシャフトシールのパッキンが漏れていないこと、バルブの開閉が軽いこと、表示が良好であることが含まれます。 バルブ動作管理の日常業務には、バルブ開閉動作リストの承認記録や動作記録の改善、バルブ定期検査の開閉記録などが含まれます。 長期間動作しなかったバルブについては、口径の大きさに応じて、異なる検出周期を決定する必要があります。 発見された故障については、メンテナンス計画を立て、タイムリーな治療を行う必要があります。特にバルブを閉じた後は開けられなくなり、パイプの破裂を緊急修理する必要があります。

3. バルブは良好な状態にあります

バルブウェルの状態には、バルブウェルの石積みが業界標準および設計仕様に準拠していること、ウェルカバーと路面との接続が無傷であること、バルブの穴の位置が正確であること、ウェル内に破片や下水がないことが含まれます。バルブ表面に錆はありません。 条件が許せば、大口径のバルブウェルにおける長期の空気対流の技術的対策を考慮する必要があります。 バルブウェルを定期的に検査し、ウェルカバーの紛失や損傷に適時に対処する必要があります。
制御弁選定のポイントは動特性の評価
いくつかの伝統的な要素は依然として重要ですが、それらはバルブの「静的」性能に焦点を当てる傾向があります。 これらは実際には「ベンチ」で測定されますが、このような結果からはバルブが実際の動作条件でどのように機能するかを判断するのは困難です。 従来の理論では、静的要因を注意深く調整すると、バルブ (ひいては回路全体) の性能が向上すると考えられています。 しかし今、私たちはこれが常に当てはまるわけではないことを認識しています。
研究者やメーカーが実施した数千件の性能チェックにより、使用されているバルブの 50% もの多くが従来の考慮事項に基づいて選択されており、制御ループの性能を最適化するのに効果的ではないことが実証されました。 その後の研究では、バルブの動的特性が流量変動の低減に重要な役割を果たしていることが示されています。 多くの重要なプロセスでは、バルブを変えることでプロセスのばらつきが 1% 減少するだけでも、生産性が大幅に向上し、無駄が削減され、結果として 100 万ドルを超える経済的メリットが得られます。 明らかに、このような経済的利点により、バルブの最初の購入価格にのみ基づいて購入するかどうかを決定するという従来の慣行を完全に否定することができます。
第二に、プロセス最適化の改善は常に制御室の制御機器のアップグレードによってもたらされるというのが従来の通念です。 ただし、テストデータは、バルブの動的特性が同じ制御計器の下でループのパフォーマンスに大きな影響を与える可能性があることを示しています。 制御弁の精度が5%しかない場合、多額の費用をかけて制御精度0.5%の高度な制御機器システムを構築しても意味がありません。
バルブの種類
使用に適したバルブを探すには、まず、ケージボールバルブ、ロータリーフロートボールバルブ、偏心バルブ、バタフライバルブの 4 つの基本タイプの絞り制御バルブを検討する必要があります。
ケージボールバルブはさまざまなディスク形式で入手できるため、ほとんどの用途のニーズを満たしており、バルブの中で優先されています。 ケージボールバルブ調整ピースには、バランス調整ピース、アンバランス調整ピース、弾性シート調整ピース、拘束調整ピース、フルサイズ調整ピースなど、多くの種類があります。 多くの場合、本体のさまざまな調整シート構成は交換可能です。
ケージ型ボールバルブにもいくつかの欠点があります。 バルブのサイズには制限があります (通常は 16 インチ)。 第二に、同じ仕様のラインオブサイトバルブ（フロートボールバルブやバタフライバルブなど）と比較して、その容量が比較的小さいです。 第三に、特に大口径ケージボールバルブの価格が高くなります。 しかし、プロセスのばらつきを低減するケージ型ボールバルブの優れた性能は、多くの場合、これらの欠点を補って余りあるものです。
ロータリーフロートボールバルブは同口径のケージボールバルブに比べて流量が大きくなります。 ロータリーフロートボールバルブの制御範囲はケージボールバルブよりも広いですが、それでも他のほとんどのタイプのバルブよりも優れています。 ロータリーフロートボールバルブの許容圧力降下および許容温度範囲はケージボールバルブに比べて小さくなります。 通常、最大圧力損失は 7.0x105kg/m2 で、398 °C 以下の温度での使用に適しています。フロート ボール バルブはキャビテーションが発生しやすい液体には適しておらず、次のような気体に使用すると大きな騒音が発生する場合があります。高い圧力降下。
偏心バルブはフロートバルブに比べて摩擦が少なく、価格も安価です。 独自の構造設計により、流量変動の制御がより正確になります。 これはフィッシャーの新製品 BV500 で明らかです。 なお、偏心バルブとフロートボールバルブのメリット・デメリットはあまり変わりません。
測定するバルブの性能に応じて、バタフライバルブは低級バルブに属します。 バタフライ バルブは大流量、低価格で、さまざまな口径が用意されています。 ただし、バタフライ バルブには等しい比率の特性曲線が 1 つしかないため、バタフライ バルブがプロセスのばらつきを低減する能力が制限されます。 このため、バタフライバルブは負荷が固定されている場合にのみ使用してください。 バタフライ バルブにはさまざまな直径があり、ほとんどの鋳造合金で製造できますが、バタフライ バルブは面間寸法に関する ANSI 要件を満たしておらず、真空状態の流体や騒音のある環境での使用は意図されていません。