Диапазон регулирования регулирующего клапана и диапазон регулирования процесса взаимосвязаны, но не взаимозаменяемы. Присущая диапазону регулирования описывает характеристику расхода клапана в определенных условиях испытаний, а динамический диапазон процесса описывает соотношение между требуемым максимальным и минимальным рабочим расходом. Установленный регулируемый диапазон может быть уже, поскольку падение давления на клапане меняется в зависимости от нагрузки, нормальный ход слишком мал, разрешение привода или позиционера недостаточно, трение создает мертвую зону или измерение процесса не может определить минимальный расход. Покупатели должны проверить полный рабочий диапазон, используя минимальные, нормальные и максимальные технологические сценарии, а не принимать один коэффициент диапазона регулирования по каталогу в качестве доказательства производительности установки.
Аудит операционных показателей
Диапазон регулирования регулирующего клапана в зависимости от диапазона регулирования процесса
Для процесса требуется 100 единиц расхода при пиковой нагрузке и 5 единиц при минимальной нагрузке. Динамика процесса составляет 20:1. Поставщик предлагает клапан с заявленным диапазоном регулирования 50:1. Доказывает ли это, что клапан может контролировать процесс от 5 до 100 единиц? Нет. Проект еще должен подтвердить установленные гидравлические, механические и измерительные пределы.
Четыре термина, которые нельзя смешивать вместе
СРОК 01
Отключение процесса
Требуемый максимальный рабочий расход, разделенный на требуемый минимальный рабочий расход.
СРОК 02
Неотъемлемая возможность изменения диапазона
Характеристический член клапана, установленный в определенных условиях испытаний, обычно выражаемый как соотношение между наибольшим и наименьшим регулируемым коэффициентом расхода в установленных пределах характеристики.
СРОК 03
Установленный диапазон
Часть реального рабочего диапазона системы, в которой установленный клапан, привод, позиционер, измерения и процесс могут поддерживать приемлемый контроль.
ТЕРМИН 04
Полезное окно путешествия
Учитываются фактическая область хода клапана, доступная для стабильной модуляции после приближения к седлу, ограничение полного открытия, зона нечувствительности, ограничения трения и суровых условий эксплуатации.
Указанный коэффициент изменения диапазона всегда должен быть привязан к определенной конструкции клапана, триму, характеристике, основе испытаний и допустимому отклонению. Его не следует рассматривать как универсальную гарантию работоспособности установленной системы.
Конверт управления имеет четыре границы
Клапан пригоден только тогда, когда все четыре границы приемлемы одновременно.
ГРАНИЦА А
Максимальная емкость
При максимальной нагрузке клапан должен пропускать требуемый расход, не зависящий от невозможного хода, отсутствия перепада давления или неприемлемых условий дросселирования потока.
Доказательства: Случай максимального расхода, P1, P2, свойства жидкости, требуемое Cv/Kv и прогнозируемое перемещение.
ГРАНИЦА Б
Минимальный контролируемый поток
При минимальной нагрузке клапан должен обеспечивать достаточный ход и разрешение расхода, не работая в области, где доминируют эффекты седла, трение или чрезмерное усиление.
Доказательства: Минимальный расход, прогнозируемое перемещение, наименьшее повторяемое движение и разрешение измерения процесса.
ГРАНИЦА С
Механическое разрешение
Привод и позиционер должны преодолевать трение и перемещать триммер небольшими, повторяемыми шагами в обоих направлениях.
Доказательства: Командный и фактический ход, зона нечувствительности, гистерезис, залипание, усилие привода и характеристики обратной связи.
ГРАНИЦА Д
Установленное гидравлическое поведение
Падение давления на клапане изменяется по мере изменения нагрузки на систему. Это может изменить установленную характеристику потока и коэффициент усиления, доступный в различных положениях хода.
Доказательства: Распределение потерь давления в системе, авторитет клапана, поведение насоса или компрессора и обзор характеристик установки.
Почему коэффициента диапазонности каталога недостаточно
Собственный диапазон регулирования связан с собственными характеристиками расхода клапана в определенных условиях. Установленное обслуживание добавляет потери в трубопроводах, потери в оборудовании, изменение напора насоса или компрессора, изменение давления на выходе, ограничения измерений и поведение привода.
Таким образом, установленный клапан может потерять полезный диапазон регулирования, даже если сам трим имеет высокий заявленный диапазон регулирования.
Высокое передаточное число все равно может выйти из строя при минимальном расходе
Если размер клапана слишком велик, минимальный и нормальный расход может возникнуть очень близко к седлу. Теоретическая характеристика подстройки может быть ниже, но фактическое управление может быть ограничено контактом седла, трением, люфтом, утечкой, технологическим шумом или плохим разрешением измерения.
Высокое передаточное число все равно может выйти из строя при максимальном расходе
Если система не обеспечивает предполагаемое падение давления на клапане, клапан может достичь полного хода, не обеспечивая требуемый максимальный расход. Увеличение заявленного диапазона не компенсирует недостающую мощность.
Аудит минимального, нормального и максимального случаев отдельно
ДЕЛО 01
Минимальный расход
Главный вопрос: Может ли последний элемент управления внести небольшое, повторяемое изменение, которое можно будет измерить в процессе?
- Прогнозируемый ход клапана
- Поведение седла и утечки
- Прилипание и мертвая зона
- Разрешение обратной связи по положению
- Диапазон и точность расходомера
- Минимально стабильное состояние насоса или технологического процесса
ДЕЛО 02
Нормальный поток
Главный вопрос: Сохраняется ли нормальная работа в стабильном, полезном для путешествия регионе с приемлемым усилением?
- Нормальное прогнозируемое путешествие
- Установленная характеристика
- Усиление контура управления
- Распределение перепада давления
- Риск шума, кавитации или эрозии
- Ожидаемая продолжительность работы
ДЕЛО 03
Максимальный поток
Главный вопрос: Может ли клапан удовлетворить спрос с достаточным запасом и приемлемыми условиями давления, скорости и шума?
- Требуемый максимальный Cv/Kv
- Прогнозируемый максимальный ход
- Доступное падение давления на клапане
- Пределы дросселированного потока
- Сила привода или крутящий момент
- Максимальная скорость и шум на выходе
Для полного рабочего процесса гидравлических расчетов используйте Как подобрать размер регулирующего клапана. Диапазон регулирования не заменяет определение размеров Cv/Kv.
Семь факторов, снижающих установленную управляемую дальность
1. Увеличение размеров
Нормальный поток возникает при малом ходе, концентрируя управление в небольшом диапазоне движений возле сиденья.
2. Изменение падения давления на клапане
По мере изменения потерь в системе установленная характеристика может значительно отличаться от собственной характеристики подстройки.
3. Прилипание и зона нечувствительности
Заданное изменение может быть меньшим, чем движение, необходимое для преодоления трения или потери движения.
4. Ограничения привода или позиционера
Недостаточная сила, нестабильный воздух, плохая геометрия обратной связи или неподходящая настройка могут снизить разрешение хода.
5. Пределы измерений
Клапан не может обеспечить эффективное управление процессом ниже диапазона, который могут надежно определять датчик и расходомер.
6. Эффекты утечки и седла
При очень низком потреблении утечка через седло или переход от седла могут стать значительными по сравнению с контролируемым потоком.
7. Серьезные ограничения на обслуживание
Кавитация, вспышка, аэродинамический шум, вибрация, эрозия или закупорка могут сделать часть теоретического диапазона хода непригодной для использования.
Три сценария проекта
СЦЕНАРИЙ А · КАЧЕСТВО ПАРОВОЙ НАГРУЗКИ
Один паровой клапан должен обслуживать запуск и полную производительность
Высокая максимальная потребность в пару может заставить выбрать большую настройку, в то время как потребность при запуске может составлять лишь небольшую часть полной нагрузки. В ходе аудита необходимо сравнить минимальный контролируемый расход, степень давления пара, шум, ход, поведение седла и определить, является ли пусковой байпас, уменьшенный триммер или параллельная конструкция клапана более надежными, чем один клапан увеличенного размера.
СЦЕНАРИЙ B · ПОРИЧЕСКОЕ ДОЗИРОВАНИЕ ХИМИКАТОВ
Точность при низком расходе важнее, чем пиковая производительность
Критической границей может быть минимальная повторяемая доза, а не максимальный поток. Проверьте шкалу настройки, разрешение привода и позиционера, трение уплотнения, диапазон расходомера, свойства жидкости и риск кристаллизации или закупорки. Может потребоваться микропоточная или специально разработанная триммер.
СЦЕНАРИЙ C · СИСТЕМА ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ВОДЫ
Распределение давления в системе меняется в зависимости от нагрузки
Клапан может обладать достаточным диапазоном регулирования, но плохим поведением при установке, поскольку напор насоса, сопротивление ответвления и потеря давления в оборудовании изменяются по мере открытия и закрытия других пользователей. Решение может потребовать другой характеристики, улучшенного авторитета клапана, балансировки системы или пересмотренной архитектуры управления, а не более высокого каталожного коэффициента.
Пять ярлыков выбора, которые следует отклонить
| Ярлык | Почему это не удается | Требуемое доказательство |
|---|---|---|
| «Для этого процесса требуется соотношение 20:1, поэтому клапан 50:1 автоматически приемлем». | Для этих двух коэффициентов могут использоваться разные определения и условия. | Минимальный, нормальный и максимальный установленные корпуса с прогнозируемым ходом. |
| «Клапан большего размера дает больший диапазон». | Увеличение размера часто уменьшает полезный ход при низком расходе и увеличивает установленный коэффициент усиления. | Проверка размеров и нормальный рабочий ход. |
| «Равный процент всегда решает проблему большого отклонения». | Установленная реакция по-прежнему зависит от потерь давления в системе и авторитета клапана. | Установлен характерный обзор. |
| «Умный позиционер гарантирует точный контроль». | Он не может устранить неправильный размер, эффекты седла, сильное залипание или плохое разрешение измерений. | Реакция на команду движения и механический осмотр. |
| «Полный ход подтверждает максимальную производительность процесса». | Имеющийся перепад давления, дросселирование потока и потери в линии могут по-прежнему ограничивать поток. | Гидравлический расчет с использованием фактических данных P1, P2 и жидкости. |
Что изменить, если один клапан не может покрыть необходимый конверт
Уменьшите установленную мощность
Используйте уменьшенный триммер, корпус меньшего размера, если это механически целесообразно, или элемент с меньшей производительностью, чтобы нормальная работа была удалена от седла.
Изменение архитектуры клапана
Рассмотрите шаровую, угловую, сегментированную шаровую, эксцентриковую или микропоточную конструкцию, лучше подходящую для требуемой жидкости, производительности и режима управления.
Разделить рабочий диапазон
Используйте параллельные малые и большие клапаны, пусковой байпас или ступенчатую схему, где один клапан не может обеспечить приемлемое управление во всем диапазоне потребностей.
Изменить систему
Улучшите надежность клапана, пересмотрите распределение перепада давления, измените управление насосом, переместите измерение или исправьте ограничения взаимодействующего процесса.
Полный путь принятия решения о корпусе, триме и приводе описан в Руководство по выбору регулирующего клапана.
ВОРОТА ДАННЫХ ПРОЕКТА
Информация, необходимая для проверки рабочего диапазона
Обработка дел
Минимальный, нормальный и максимальный расход с P1, P2, температурой и свойствами жидкости для каждого случая.
Требование к управлению
Требуемый диапазон регулирования, допустимое отклонение регулирования, требования к реагированию и критический режим минимального расхода.
Пакет клапанов
Тип корпуса, отделка, характеристики, номинальные значения Cv/Kv, привод, позиционер, действие при отказе и условия питания.
Поведение системы
Кривая насоса или компрессора, фиксированные и переменные потери давления, изменения давления на выходе и параллельные пользователи.
Попросите поставщика предоставить прогнозируемые значения Cv/Kv и ход для каждого рабочего случая, указанную основу для диапазона регулирования, любое минимальное контролируемое ограничение хода и рекомендуемые альтернативы, если один клапан не может покрыть требуемый диапазон.
Сопутствующие технические ресурсы
- Как подобрать размер регулирующего клапана
- Равнопроцентный и линейный регулирующий клапан
- Руководство по выбору регулирующего клапана
- Поиск и устранение неисправностей регулирующего клапана
- Варианты трима регулирующего клапана для снижения кавитации и шума
- Продукция промышленных регулирующих клапанов
Технические ссылки
Часто задаваемые вопросы
Что такое диапазон регулирования регулирующего клапана?
Диапазон регулирования регулирующего клапана обычно описывает диапазон, в котором клапан следует заданной характеристике расхода в определенных пределах. Присущая возможность регулирования диапазона связана с контролируемыми условиями испытаний; Установленная управляемость также зависит от технологической системы, привода, позиционера и измерения.
Что такое отключение процесса?
Диапазон регулирования процесса — это соотношение между требуемым максимальным и минимальным рабочим расходом. Например, процесс, который должен работать со 100 единицами до 5 единиц, имеет требуемый динамический диапазон 20:1.
Гарантирует ли клапан с диапазоном регулирования 50:1 диапазон регулирования 50:1?
Нет. Установленный диапазон регулирования может быть уменьшен из-за увеличения размера клапана, изменения перепада давления, трения, зоны нечувствительности, разрешения привода, пределов измерения, утечек, последствий тяжелых условий эксплуатации и нестабильности процесса.
Как увеличение размера уменьшает полезный диапазон?
Клапан увеличенного размера может пропускать минимальный и нормальный поток при очень малом ходе. Небольшие изменения вблизи седла могут привести к большим изменениям расхода, в то время как эффекты трения, утечки и седла поглощают часть доступного диапазона регулирования.
Всегда ли равнопроцентная подстройка лучше всего подходит для высокого динамического диапазона?
Нет. Равнопроцентная триммера часто полезна, когда падение давления на клапане меняется в зависимости от нагрузки, но окончательная пригодность зависит от характеристик установленной системы, авторитета клапана, требуемых вариантов расхода, типа клапана и поведения контура управления.
Какие данные следует запросить у поставщика арматуры?
Запросите основу заявленного диапазона регулирования, требуемого Cv или Kv и прогнозируемого хода при минимальном, нормальном и максимальном расходе, предполагаемого падения давления на клапане, собственных характеристик, конфигурации привода и позиционера, а также любого минимального ограничения управляемого хода.
