等しいパーセンテージとリニア制御バルブは、一定の圧力降下における制御バルブの固有の流量特性を表します。バルブ全体で得られる圧力降下はシステム流量によって変化するため、設置された特性は異なる場合があります。制御変数だけからではなく、完全なプロセス システム、必要な流量範囲、バルブ圧力降下比、および予測される移動量から特性を選択します。バルブレンジアビリティはテストされたバルブ特性であり、アプリケーションターンダウンは設置されたプロセスが実際に制御する必要がある流量範囲です。
2 つの制御バルブは、同じ公称サイズ、圧力クラス、定格 Cv を持っていても、非常に異なるプロセス動作を生成することがあります。
1 つのバルブは、実験室の能力テスト中にステムの移動量にほぼ比例して反応する場合があります。別の方法では、低移動量では容量がゆっくりと増加し、ストロークの上端付近ではより急速に容量が増加します。ただし、設置後は、ポンプ曲線、配管損失、機器の抵抗、バルブ全体の圧力降下の変化によって、両方の応答が再形成される可能性があります。
これが、 等パーセンテージ vs リニア制御バルブ これは、特定のアプリケーションに伝統的に関連付けられている特性を選択するだけの問題ではありません。エンジニアは、固有の特性と取り付けられた特性を区別し、選択したバルブが最小動作流量から最大動作流量まで有効な移動量と安定したプロセスゲインを提供するかどうかを確認する必要があります。
等しいパーセンテージとリニア制御バルブ - 1 つの表での決定
| 選択条件 | 線形特性を考慮することもできます | 等パーセント特性を考慮することもできます |
|---|---|---|
| バルブ圧力降下 | 必要な流量範囲全体にわたって比較的安定した状態を維持 | システム流量が増加すると大幅に低下 |
| 必要流量範囲 | 予測可能なプロセス応答を備えた中程度の範囲 | 低負荷・高負荷制御による広い動作範囲 |
| 低トラベル応答性 | 旅行に応じて容量がより直接的に増加します | より低い移動量では容量が徐々に増加します |
| アッパートラベル応答 | 容量は同様の固有の速度で増加し続けます | 移動量が増えると容量がより急速に増加します |
この表は出発点であり、インストールされているサイジングを置き換えるものではありません。正しい特性は、実際の最小、通常、および最大のプロセスケースを使用してチェックする必要があります。
固有の流量特性: バルブ自体がテストされる
固有流量特性は、テストバルブ全体の圧力降下が一定値に維持される場合のバルブトラベルと流量係数の間の関係です。
容量を変更するためにバルブとトリムがどのように設計されているかについて説明します。接続されたプロセスシステムの変化する抵抗は含まれません。
線形固有の特性
理想的な線形固有の特性により、バルブの圧力降下が一定のまま、バルブの移動量が等しい増分によって流量係数がほぼ等しい増分を生成します。
等しいパーセンテージの固有の特性
理想的な等パーセンテージ特性では、移動量の等しい増分により、既存の流量係数にほぼ等しいパーセンテージの変化が生じます。
したがって、容量はストロークの下部では比較的ゆっくりと増加し、ストロークの上部に向かってより急速に増加します。これにより、フルトラベル付近でより高い容量を維持しながら、低負荷の制御性をサポートできます。
クイックオープン特性
クイックオープン特性により、ストロークの初期段階で定格容量の大部分が得られます。これは通常、正確な連続変調ではなく、オンオフ、リリーフ、または特別なシーケンスの義務に関連付けられています。
インストールされた特性: プロセスが実際に認識するもの
設置流量特性は、バルブがシステム全体に設置された後のバルブの移動量とプロセス流量との関係です。
バルブ全体で利用可能な圧力降下は通常、流量に応じて変化するため、固有の特性とは異なる場合があります。
システムの総圧力は、配管、継手、熱交換器、フィルター、ノズル、静的上昇、およびその他のプロセス機器によって消費されます。ポンプ駆動システムでは、利用可能な差圧もポンプ曲線と動作点に応じて変化する可能性があります。
「線形」とラベル付けされたトリムは、アクチュエータ信号と設置されたプロセスフローの間の線形関係を保証するものではありません。同様に、等しいパーセンテージのトリムは、設置されたシステムが同じパーセンテージのままであることを保証しません。
バルブ権限と圧力降下シェア
バルブがシステム圧力降下の実質的かつ比較的安定した部分を保持している場合、その取り付けられた特性は本来の特性に近いままになります。
高流量時にバルブがシステム全体の圧力降下の一部しか受けない場合、取り付けられた特性が大きく歪む可能性があります。
3 つのプロセス シナリオ
シナリオ A: 比較的一定のバルブ圧力降下
バルブの圧力降下がほぼ一定で、プロセスゲインが予測可能な場合、線形トリムは有用な設置応答を提供する可能性があります。
シナリオ B: 配管損失が増加する揚水システム
水や化学薬品の再循環システムでは、流量が増加するにつれて配管や機器の損失が大幅に増加する可能性があります。等パーセンテージ特性は、この圧力降下の減衰を補償する可能性があります。
シナリオ C: 広い負荷範囲
蒸気、燃料ガス、給水、冷却水、およびプロセスユーティリティシステムは、幅広い負荷範囲で動作する可能性があります。等しいパーセンテージが評価されることがよくありますが、バルブ本体のスタイル、削減されたトリム、スプリットレンジ戦略、またはパラレルバルブが特性単独よりも重要な場合があります。
レンジアビリティはプロセスのターンダウンと同じではない
バルブレンジアビリティ
固有のレンジアビリティは、定義されたバルブ試験条件下での制御可能な流量係数の最大値と最小値の比を表します。
50:1、100:1、または 300:1 などの公表された範囲は、設置されたプロセスが同じ流量比を正確に制御できることを保証するものではありません。
アプリケーションのターンダウン
アプリケーションのターンダウンは、設置された制御ループが確実に制御する必要がある最高プロセス フローと最低プロセス フローの比率です。
実際のターンダウンは、制御可能な最小バルブトラベル、サイジング、設置ゲイン、シートとパッキンの摩擦、アクチュエーターとポジショナーの分解能、流量計の精度、センサーノイズ、コントローラーの調整、漏れ、キャビテーション、フラッシング、チョークフローによって制限される可能性があります。
流量特性がバルブの移動に与える影響
選択した特性とトリムカーブに応じて、同じ必要な Cv が異なるバルブトラベルに対応できます。
常にメーカーの正確な容量対移動量曲線と設置されたサイジング結果を使用してください。完全なサイジング手順については、を参照してください。 コントロールバルブのサイズを決める方法.
アプリケーション別の等しいパーセンテージとリニア
| アプリケーション | 出発点 | 確認しなければならないこと |
|---|---|---|
| 安定した圧力での圧力降下 | 線形は評価できる | 圧力変動、チョーク流、騒音、アクチュエータ推力 |
| 汲み上げられた水または化学ループ | 等しいパーセンテージが評価されることが多い | ポンプ曲線、配管損失、最小流量、バルブ権限 |
| 蒸気負荷制御 | 一般的には等しいパーセンテージが考慮されます | 負荷範囲、圧力、チョーク流量、騒音 |
| タンクレベル制御 | プロセス形状と制御戦略に依存 | 静的揚程、ポンプの動作、およびプロセスゲイン |
特性選択では間違ったバルブを修正できない
線形から等パーセンテージに変更しても、すべての制御問題が修正されるわけではありません。
- 特大のバルブ本体
- 最大 Cv が不十分です
- バルブの形式が間違っている
- トリムの詰まりまたは浸食
- キャビテーション、フラッシング、または激しい空力ノイズ
- アクチュエータの推力またはトルクが不足している
- ポジショナーのデッドバンド、摩擦または機械的バックラッシュ
を参照してください。 コントロールバルブセレクションガイド 特性レビューにより、ボディ、トリム、またはアクチュエーターのコンセプトを変更する必要があることが示された場合。
ポジショナーの特性評価が普遍的な代替手段ではない理由
デジタル ポジショナと制御システムは、コマンド信号とバルブの移動量の関係を変更できますが、バルブの最大定格 Cv、物理的なトリム形状、機械的分解能、厳しい使用限界、またはアクチュエータの力を変更することはできません。
購入者の特性選択ワークシート
- 制御目標を定義します。
- 対応する圧力と温度で最小、通常、最大流量を提供します。
- 設置されたCvまたはKvを計算します。
- 動作範囲全体でのバルブの圧力降下シェアを比較します。
- すべての運用ケースで予測される移動量を確認します。
- 必要なアプリケーションのターンダウンを定義します。
- バルブ本体とトリムの適合性を確認してください。
- キャビテーション、フラッシング、チョークフロー、ノイズ、速度、エロージョンをチェックします。
- アクチュエータの推力またはトルク、フェイルアクション、およびポジショナの分解能を確認します。
- 選択したトリムの正確な容量対トラベル曲線をリクエストしてください。
サプライヤーが提供すべきもの
- 選択したバルブ本体とトリムの指定
- 固有の特性
- 定格 Cv または Kv
- 正確に選択されたトリムに対する公開された固有のレンジアビリティ
- すべてのプロセスケースに必要な Cv または Kv
- 最小、通常、最大流量での予測移動量
- インストールされた特性または必要に応じてレビューを取得
- キャビテーション、フラッシング、チョークフロー、ノイズ、速度の結果
- アクチュエータのサイジングと最小ユーティリティの仮定
- ポジショナーの構成と信号の特性評価
流量特性のレビューをリクエストする
Vcore Valve に、最小、通常、最大流量ケース、対応する圧力、流体特性、必要なターンダウン、バルブ タイプ、アクチュエーター信号、および故障位置を送信します。
関連する技術リソース
- コントロールバルブのサイズを決める方法
- コントロールバルブセレクションガイド
- 工業用制御弁製品
- キャビテーションとノイズを低減するためのコントロールバルブトリムオプション
- バルブアクチュエータセレクションガイド
よくある質問
リニア制御弁と等パーセント制御弁の違いは何ですか?
線形の固有特性により、一定のバルブ圧力降下下での等しい移動量の増加に対して、ほぼ等しい流量係数の増加が得られます。等しいパーセンテージは、既存の流量係数のほぼ等しいパーセンテージの変化を提供します。
取り付けられたコントロールバルブの特性は何ですか?
これは、バルブが配管システムに取り付けられた後のバルブの移動量とプロセス流量の間の実際の関係です。
等率制御弁はどのような場合に選択すればよいですか?
多くの場合、必要な流量範囲が広い場合、または流量が増加するにつれてバルブ全体で利用可能な圧力降下が大幅に減少する場合に評価されます。
リニアコントロールバルブはどのような場合に選択すべきですか?
バルブ全体の圧力降下が比較的安定しており、プロセスが移動量と容量の間のより直接的な関係をサポートしている場合に考慮される可能性があります。
バルブのレンジアビリティはプロセスのターンダウンと同じですか?
いいえ、固有のレンジアビリティはテスト済みのバルブ特性です。アプリケーションのターンダウンは、設置されたループが制御する必要がある実際の最大対最小のプロセス流量比です。
デジタルポジショナーはリニアバルブを同じパーセンテージに変更できますか?
コマンド信号と移動量の関係を変更することはできますが、物理的なトリム、定格 Cv、アクチュエータの力、または厳しい使用限界を変更することはできません。
