關(guān)于控制閥水處理中的應(yīng)用

2013-06-21 禹慧鵬 大慶石化建設(shè)公司

  控制閥在工業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用,用于各種介質(zhì)的流量、壓力和液位的調(diào)節(jié)和緊急開(kāi)關(guān)控制。控制閥是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的一種儀表控制閥門(mén)。調(diào)節(jié)閥應(yīng)用的好壞,除產(chǎn)品自身質(zhì)量、用戶(hù)是否正確安裝、使用、維護(hù)外、正確地計(jì)算、選型十分重要。

1、控制閥在水處理中的發(fā)展方向的目的和意義

  控制閥廣泛應(yīng)用于制造業(yè)領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)優(yōu)化生產(chǎn)和降低成本的目的。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,控制閥市場(chǎng)會(huì)保持適度的增長(zhǎng)。水處理中一般采用流量控制閥,流量控制閥是一種采用高精度先導(dǎo)方式控制流量的多功能閥門(mén)。適用于配水管需控制流量和壓力的管路中,保持預(yù)定流量不變,將過(guò)大流量限制在一個(gè)預(yù)定值,并將上游高壓適當(dāng)減低,即使主閥上游的壓力發(fā)生變化,也不會(huì)影響主閥下游的流量。在調(diào)節(jié)器的低能量級(jí)和執(zhí)行流動(dòng)流體控制所需的高能級(jí)功能之間,最終控制元件完成了必要的功率放大作用,控制閥是最終控制元件的最廣泛使用的型式。

2、控制閥在水處理中的發(fā)展方向在國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀

  從控制閥應(yīng)用看,發(fā)展方向如下:(1)小型執(zhí)行機(jī)構(gòu):可降低成本,提高流通能力。(2)套筒導(dǎo)向:采用套筒導(dǎo)向,有利于對(duì)中,有利于降低摩擦,有利于降噪,有利于流量特性的互換。(3)平衡式閥芯:為降低執(zhí)行機(jī)構(gòu)推力或推力矩,采用平衡式閥芯是重要的,它對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能也有改善。(4)一體化閥芯和閥座:為克服雙座閥密封性差的缺點(diǎn),采用相同材質(zhì)的一體化閥芯和閥座組成閥內(nèi)件,將泄漏量和不平衡力同時(shí)減到最小。(5)簡(jiǎn)單流路:流路簡(jiǎn)單,流阻減小,不僅可使閥兩端壓損下降,而且可降低成本。(6)密封和摩擦:密封性能和摩擦性能是矛盾的兩方面,控制閥設(shè)計(jì)中不僅要解決密封問(wèn)題,對(duì)摩擦和壽命等性能指標(biāo)也必須重視因此,近年來(lái),填料函和填料結(jié)構(gòu)的研究得到重視,旋轉(zhuǎn)型控制閥得到較廣泛應(yīng)用。(7)降低噪聲:采用多種方式降低控制閥噪聲,例如,采用降噪套筒和閥芯,采用多級(jí)閥芯,采用降噪限流板,采用擴(kuò)展器等。(8)采用與管道同直徑的控制閥和限制流通能力的閥內(nèi)件:利于降低閥入口壓力和出口流體流速,不需安裝異徑管等附加管件,有利于降低成本,通過(guò)更換流通能力大的閥內(nèi)件,可擴(kuò)展流通能力,通過(guò)選用限制流通能力閥內(nèi)件可糾正計(jì)算口徑過(guò)大的錯(cuò)誤。(9)在數(shù)字化信息化時(shí)代,將較多采用智能閥門(mén)定位器或通過(guò)數(shù)字控制器等實(shí)現(xiàn)非線(xiàn)性規(guī)律,補(bǔ)償被控對(duì)象非線(xiàn)性,將較少選用控制閥流量特性來(lái)補(bǔ)償被控對(duì)象非線(xiàn)性。(10)閥內(nèi)件的材料隨溫度變化,因此,應(yīng)考慮不同溫度下熱膨脹造成的影響,也要考慮在高溫下耐壓等級(jí)的變化等,應(yīng)考慮材料的耐腐蝕性、抗疲勞性等性能。

3、控制閥在水處理中的發(fā)展方向采用的路線(xiàn)和原理及安裝注意事項(xiàng)

3.1、原理

  控制閥用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力和液位。根據(jù)調(diào)節(jié)部位信號(hào),自動(dòng)控制閥門(mén)的開(kāi)度,從而達(dá)到介質(zhì)流量、壓力和液位的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)閥分電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)閥門(mén)調(diào)節(jié)閥和液動(dòng)調(diào)節(jié)閥等。

  安裝注意事項(xiàng):(1)宜垂直、正立安裝在水平管道上公稱(chēng)通徑DN>50mm的控制閥其閥前后管道上最好有永久性支架。(2)控制閥配管應(yīng)組合緊湊,上、下部分應(yīng)留有足夠的空間,必要時(shí)應(yīng)設(shè)置平臺(tái),便于操作、維修和排液,配管通徑盡量與閥通徑一致。連接形式應(yīng)符合制造廠(chǎng)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的規(guī)定。(3)控制閥用于高粘度、易結(jié)晶、易汽化以及低溫流體時(shí)應(yīng)采取保溫和防凍措施。使用環(huán)境溫度一般不高于60℃,不低于-30℃,未安裝閥門(mén)定位器的調(diào)節(jié)閥,當(dāng)閥安裝在有振動(dòng)場(chǎng)合時(shí),應(yīng)考慮防振措施。(4)未安裝閥門(mén)定位器的控制閥,膜頭上最好安裝指示控制信號(hào)的小型壓力表。(5)安裝前應(yīng)先對(duì)閥檢查校驗(yàn)并在管道吹掃后安裝。用于懸浮物、高粘度介質(zhì)時(shí)應(yīng)配沖洗管線(xiàn)。(6)入口管段長(zhǎng)度應(yīng)盡量長(zhǎng),對(duì)于小通徑閥門(mén),應(yīng)大于10倍管道通徑,控制閥出口直管段應(yīng)有3~5倍管道通徑?刂崎y進(jìn)出口取壓點(diǎn)位置,閥前為2倍管道通徑處,閥后為3倍管道通徑處。(7)對(duì)小流量控制閥前應(yīng)安裝過(guò)濾裝置。(8)務(wù)必按流動(dòng)方向箭頭安裝,安裝時(shí)應(yīng)避免過(guò)大的應(yīng)力。環(huán)境塵埃較多時(shí),應(yīng)采取保護(hù)閥桿的措施,避免磨損或卡死。

3.2、控制閥的發(fā)展方向主要為智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、精小化、旋轉(zhuǎn)化和安全化

  (1)智能化和標(biāo)準(zhǔn)化:①控制閥的自診斷,運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程通信等智能功能,使控制閥的管理方便,故障診斷變得容易,也降低了對(duì)維護(hù)人員的技能要求。②減少產(chǎn)品類(lèi)型,簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程。③數(shù)字通信。④智能閥門(mén)定位器。(2)精小化為降低控制閥的重量,便于運(yùn)輸、安裝和維護(hù)。(3)旋轉(zhuǎn)化:有相對(duì)體積較小、流路阻力較小、可調(diào)比較大、密封性較好、防堵性能較好、流通能力較大等優(yōu)點(diǎn),(4)安全化:①對(duì)控制閥故障信息診斷和處理要求提高。②對(duì)用于緊急停車(chē)系統(tǒng)或安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的控制閥,提出及時(shí)、可靠、安全動(dòng)作的要求。③對(duì)用于危險(xiǎn)場(chǎng)所的控制閥,應(yīng)簡(jiǎn)化認(rèn)證程序。④對(duì)控制閥的安全性,可采用隔爆技術(shù)、防火技術(shù)等;對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)儀表,還可采用實(shí)體概念、FISCO概念和非易燃概念等。(5)節(jié)能:①采用低壓降比的控制閥。②采用自力式控制閥。③采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制閥。④采用壓電控制閥。(6)保護(hù)環(huán)境:①降低控制閥噪聲。②降低控制閥的大氣污染。

4、控制閥在水處理中的發(fā)展方向的重點(diǎn)和難點(diǎn)

4.1、重點(diǎn)

  控制閥在水處理中的主要重點(diǎn)在于流量的控制,如:一改常規(guī)節(jié)流閥使用孔板或純機(jī)械的減小流域面積的原理,利用相關(guān)導(dǎo)閥,最大限度地減小能量在節(jié)流過(guò)程中的損失;控制靈敏度高,安全可靠,調(diào)試簡(jiǎn)便,延長(zhǎng)使用壽命。

4.2、難點(diǎn)

  一般來(lái)說(shuō),改變控制閥閥芯與閥座間的流通截面積,便可控制流量。但實(shí)際上還有許多因素影響,例如在調(diào)節(jié)面積改變的同時(shí)還發(fā)生閥前后壓差的變化,而這又將引起流量的變化。因此控制閥在水處理中的發(fā)展方向的難點(diǎn)就在于如何有效的優(yōu)化控制閥的開(kāi)度從而控制流量,實(shí)現(xiàn)優(yōu)化生產(chǎn)和降低成本的目的,怎樣能夠更好的鎖定流經(jīng)閥門(mén)的水量,而不是針對(duì)阻力的平衡,解決系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)失調(diào)問(wèn)題

5、結(jié)束語(yǔ)

  盡管控制閥得到廣泛的使用,調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的其它單元大概都沒(méi)有像它那樣少的維護(hù)工作量。在許多系統(tǒng)中,控制閥經(jīng)受的工作條件如溫度、壓力、腐蝕和污染都要比其它部件更為嚴(yán)重,然而,當(dāng)它控制工藝流體的流動(dòng)時(shí),它必須令人滿(mǎn)意地運(yùn)行及最少的維修量。控制閥既有靜態(tài)特性,又有動(dòng)態(tài)特性,因而它影響整個(gè)控制回路成敗。靜態(tài)特性或增益項(xiàng)是閥的流量特性,它取決于閥門(mén)的尺寸、閥芯和閥座的組合結(jié)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類(lèi)型、閥門(mén)定位器、閥前和閥后的壓力以及流體的性質(zhì)。控制閥通常分為直通單座式調(diào)節(jié)閥和直通雙座式調(diào)節(jié)閥兩種,后者具有流通能力大、不平衡辦小和操作穩(wěn)定的特點(diǎn),所以通常特別適用于大流量、高壓降和泄漏少的場(chǎng)合。