كيفية حساب وتحديد قطر صمام التحكم واختياره

We need to determine the flow rate, differential pressure, and flow capacity when calculating the regulating valve diameter. At the same time, we also need to select the valve’s flow capacity, check the calculation, and the control valve bore. Today, we share the knowledge about the selection of control valves took

1. صمام التحكم اختيار العيار

1.1 تحديد معدل التدفق المحسوب

The calculated flow rate is the maximum flow rate through the control valve. Flow rate value should be based on the production capacity of the process equipment, object load changes, changes in operating conditions and the system’s control quality, other factors to consider, and then reasonable provisions.

1.1.1 ملاحظات حول حساب معدلات التدفق

أولاً، نأخذ في الاعتبار الهامش أكثر من اللازم، بحيث يتم اختيار عيار الصمام بشكل كبير جدًا، الأمر الذي لا يتسبب فقط في إهدار اقتصادي. فغالبًا ما يجعل الصمام في درجة فتح صغيرة يعمل بحيث يتم تقليل النسبة القابلة للتحكم ويصبح أداء التحكم سيئًا. وفي الحالات الشديدة، سيؤدي ذلك إلى التذبذب، مما يقلل بشكل كبير من عمر الصمام المنظم.

ثانيًا، نأخذ بعين الاعتبار الإنتاج الفوري فقط، والتركيز من جانب واحد على جودة التحكم. لذلك عندما تزداد الإنتاجية قليلاً، لا يمكن لصمام التحكم أن يتكيف ويضطر إلى استبداله.

يمكن أيضًا تحديد معدلات التدفق المحسوبة بالرجوع إلى سعة آلات نقل السوائل مثل المضخات والضواغط. وفي بعض الأحيان، يتم استخدام مجموعة من الطرق لتحديد ذلك.

1.2 سعة التدفق

سعة التدفق هي الأساس الأساسي لاختيار قطر صمام التنظيم. لحساب سعة التدفق بشكل صحيح، يجب تحديد معدل التدفق والضغط التفاضلي للصمام المنظم بشكل معقول. ولذلك، نشير عادةً إلى معدل التدفق والضغط التفاضلي على أنهما الضغط المحسوب والضغط التفاضلي عند استبدالهما في معادلة حساب سعة التدفق.

1.3 حساب تحديد الضغط التفاضلي

الضغط التفاضلي المحسوب هو الفتحة الكاملة لصمام الصمام المنظم. ولذلك، سيكون للصمام المنظم ضغط تفاضلي عندما يكون معدل التدفق الأقصى.

عندما نحدد الضغط التفاضلي المحسوب، يجب أن نأخذ في الاعتبار كلاً من أداء التحكم واستهلاك الطاقة. كلما زادت نسبة الضغط التفاضلي عبر الصمام إلى الضغط التفاضلي عبر النظام. كلما قل تشوه خصائص التدفق لصمام التحكم، كلما كان أداء التحكم مضمونًا. ومع ذلك، كلما زاد فرق الضغط بين مقدمة الصمام ومؤخرته، زاد استهلاك الطاقة.

1.4 خطوات حساب الضغط التفاضلي

يعتمد حساب الضغط التفاضلي بشكل أساسي على أنابيب المعالجة والمعدات والمكونات الأخرى لحجم فرق ضغط النظام وتغيراته. الخطوات هي كما يلي.

1.4.1 نضع صمام التنظيم قبل وبعد أقرب مسافة، وضغط الثبات الأساسي للجهازين كنظام نطاق حسابي.

1.4.2 في حالة معدل التدفق الأقصى، احسب فقدان الضغط △PF الناجم عن كل مقاومة محلية في النظام (باستثناء صمام التنظيم) ثم أوجد مجموعها Σ△PF

1.4.3 We choose the S value. S value should be the regulating valve fully open, the control valve on the differential pressure △ PV, and the total system pressure loss ratio, S = △ PV ÷ (△ PV + Σ △ PF). We usually choose S = 0.3 – 0.5.

ومع ذلك، حتى عندما تكون قيمة S أقل من 0.3، لا يزال من الممكن تلبية متطلبات أداء التحكم لبعض الأنظمة. بالنسبة لأنظمة الضغط العالي، يمكن أيضًا تقليل استهلاك الطاقة إلى S = 0.15. ويمثل فرق الضغط على صمام التنظيم مكونًا أكثر أهمية بالنسبة لوسائط الغاز لأن فقدان المقاومة يكون أكثر طفيفة. لذلك، تكون القيمة العامة لـ S أكثر أهمية من 0.5. ومع ذلك، في أنظمة الضغط المنخفض وأنظمة التفريغ، لا يزال S مناسبًا عند 0.3-0.5 بسبب فقدان الضغط الطفيف المسموح به.

1.4.4 We have worked out the Σ△PF and selected the S value. Using the formula S = △PV ÷ (△PV + Σ△PF) can be obtained from the regulating valve to calculate the differential pressure △PV = S Σ△PF ÷ (1 – S).

1.5 تأثير العوامل الأخرى على الحساب

نعتبر أن الضغط الساكن في معدات النظام غالبًا ما يتذبذب. سيؤثر ذلك على تغير الضغط التفاضلي على الصمام بحيث تنخفض قيمة S أكثر.

كما هو الحال في نظام التحكم في مياه تغذية الغلاية، يجب زيادة الضغط التفاضلي المحسوب بمقدار 5%-10% من الضغط الساكن لمعدات النظام (اضبط الضغط الساكن المقدر للغلاية على أنه P)، أي ΔPV=SΣPFPF÷(1-S)+0.0521P.

مما لا شك فيه أن زيادة الضغط التفاضلي على صمام التحكم مفيد للتحكم، ولكن الضغط التفاضلي الهائل جدًا قد يسبب تجويف صمام التحكم. ولذلك، يجب علينا أيضًا مراعاة عدم حدوث تجويف عند تحديد الضغط التفاضلي المحسوب.

2- فتح صمام التعديل ونسبة التحكم في حساب الاختبار

بعد تحديد معدل التدفق المحسوب والضغط التفاضلي، يجب أن نحسب فتحة صمام التنظيم والنسبة القابلة للتحكم.

2.1 فتح صمام التنظيم

The available maximum flow rate of the regulating valve opening should be about 90%, and the minimum flow rate of the regulating valve opening is not less than 10%. Therefore, when the opening degree is calculated, we must consider the ideal flow characteristics of the regulating valve and working conditions. In the following, we will give two common flow characteristics of the regulating valve in the opening verification formula’s operating conditions (series piping).

فتحة صمام ضبط الخصائص المميزة في الخط

حيث k هو فتحة الصمام عند التدفق qi، qi هو معدل التدفق عند الفتحة المتحقق منها: m3/ساعة.

2.2 نسبة التحكم في الحساب

In China’s unified design of control valves, the ideal controllable ratio R is generally 30. Still, in use, the valve by the maximum opening and minimum opening restrictions, we will generally make the controllable ratio down to about 10.

في حالة الأنابيب المتسلسلة، فإن النسبة الفعلية القابلة للتحكم Rc = R√S. لذلك، وفقًا للصيغة التالية Rc = 10√S لحساب النسبة القابلة للتحكم، إذا كانت Rc > الحد الأقصى/الدقيقة، فإن صمام التحكم المحدد يلبي المتطلبات. خلاف ذلك، يجب علينا تغيير قيمة S لصمام التنظيم. يمكننا أيضًا زيادة ضغط النظام أو استخدام صمامين للتحكم (لتقليل قيمة S)، طريقة التحكم المنفصل لتلبية متطلبات النسبة القابلة للتحكم.

3- الخاتمة

باختصار، فإن خطوات تحديد قطر الصمام المنظم وفقًا للبيانات المقدمة من العملية هي

3.1 تحديد معدل التدفق المحسوب

تحدد السعة الإنتاجية وحمل المعدات وظروف الوسائط معدل التدفق المحسوب الأقصى والأدنى.

3.2 تحديد الضغط التفاضلي المحسوب

تقوم خصائص التدفق والنظام المحددة بتعيين قيم S ومن ثم تحديد الضغط التفاضلي المحسوب.

3.3 حساب سعة التدفق

أوجد أقصى معدل للتدفق عندما تكون سعة التدفق Cmax وفقًا لمعدل التدفق المحسوب المقرر والضغط التفاضلي.

3.4 اختيار سعة التدفق C

تم الحصول على قيمة Cmax في السلسلة القياسية لنوع المنتج المحدد، وتم اختيارها أكبر من Cmax والأقرب إلى قيمة الكتلة C.

3.5 الحساب

حساب فتح صمام التحكم والنسبة القابلة للتحكم.

3.6 تحديد قطر صمام التحكم

After passing the test, according to the flow capacity, the C value determines the control valve’s nominal diameter and seat diameter.