En el control automático de las plantas modernas, las válvulas de control son fundamentales. Aceptan señales de control de la unidad de control y modifican así parámetros del proceso como el caudal, la presión, la temperatura y el nivel del medio. Las válvulas de control son la última compuerta del bucle del proceso. Por lo tanto, ¿cómo elegir la válvula de control correcta para conseguir el mejor efecto de control? Se trata de una cuestión crítica.
La selección de las válvulas de control debe basarse en las características del sistema de control, la fuente de perturbación y el valor S (relación de resistencia de la válvula).
1.Características de flujo inherentes a las válvulas de control
1.1 Selección general
1.1.1 La presión diferencial en la válvula se hace más pequeña, el valor dado se hace más pequeño. Por lo tanto, la variable primaria del proceso también se hace más pequeño, y S> 0,75 objetos de control, debemos elegir las características de flujo lineal.
1.1.2 Proceso de producción lento, cuando S > 0,4, debemos elegir características de flujo lineal.
1.1.3 Requiere un amplio rango ajustable, la pérdida de presión del sistema de tuberías, los cambios de apertura, y los cambios de presión diferencial en la válvula relativamente grandes ocasiones, debemos elegir características de flujo de igual porcentaje.
1.1.4 Para procesos de producción rápidos, cuando no conocemos mucho el proceso dinámico del sistema, deberíamos elegir la característica de flujo de igual porcentaje.
1.1.5 De acuerdo con la experiencia previa, también puede seleccionarse según las características de flujo de la tabla siguiente.
Nota: △Pn:Indica la presión diferencial en ambos extremos de la válvula a caudal normal.
△PQun1 - indica la presión diferencial en ambos extremos de la válvula con la válvula cerrada.
1.1.6 característica de apertura rápida: es adecuada para aplicaciones con acción en dos posiciones. También es ideal para situaciones en las que la capacidad máxima de caudal de la válvula reguladora se obtiene rápidamente. Además, cuando el regulador debe ajustarse en una banda proporcional amplia, la característica de apertura rápida también puede utilizarse para la válvula reguladora.
1.2 Selección del tipo de válvula
1.2.1 Variables del proceso
Temperatura, presión, caída de presión y caudal, etc.
1.2.2 Características de los fluidos
Viscosidad, corrosividad, toxicidad, presencia de materias o fibras en suspensión, etc.
1.2.3 Los requisitos del sistema de regulación
Relación ajustable, fugas, ruido, etc. La forma de conexión de la tubería de la válvula de regulación para elegir un tipo de válvula de regulación integral.
1.2.4 En general, damos prioridad al tamaño pequeño, la capacidad de paso considerable, la tecnología avanzada, las válvulas de control de paso recto de asiento simple y doble y las válvulas de manguito estándar. También puede elegir válvulas de ahorro de energía de bajo valor S y válvulas de regulación pequeñas.
1.2.5 Podemos utilizar las siguientes válvulas de control según las diferentes ocasiones.
① Aplicación de las válvulas de control
Es generalmente aplicable a los requisitos del proceso de pequeña fuga, pequeño flujo, la válvula antes y después de la diferencia de presión es pequeña ocasiones. Sin embargo, si su diámetro interior es inferior a 20 mm, también puede ser ampliamente utilizado para ocasiones más significativas de presión diferencial. Del mismo modo, también es adecuado para alta viscosidad o que contienen partículas en suspensión en los eventos de fluidos.
②Válvula de doble asiento
En general, es aplicable a los requisitos de fugas no son estrictos, el caudal es significativo, y la diferencia de presión entre la parte delantera y trasera de la válvula es ocasiones importantes. Sin embargo, no es adecuada para fluidos de alta viscosidad o que contengan partículas en suspensión.
③Válvula de manguito
Generalmente es adecuada para aplicaciones en las que el fluido está limpio y no contiene partículas sólidas. Tiene un diferencial de presión significativo entre la parte delantera y trasera de la válvula y donde el fluido puede destellar o cavitar.
Es adecuado para fluidos de alta viscosidad, que contienen fibras granulares y sucias.
El sistema de ajuste requiere una amplia gama de ocasiones ajustables (R hasta 200:1; 300:1).
Cuando la junta del asiento de la válvula es de material blando, requiere un sellado hermético.
La válvula de bola tipo “O” se aplica generalmente con ocasión de un corte de dos posiciones.
“La válvula de bola tipo ”V" es generalmente aplicable a sistemas de ajuste continuo. Sus características de caudal se aproximan al porcentaje igual.
⑤Válvula angular
En general, es adecuado para las siguientes aplicaciones.
Fluidos de alta viscosidad o en suspensión (si es necesario, pueden conectarse a la tubería de líquido de lavado).
Fluidos en fase mixta gas-líquido o propensos al vapor flash.
Las tuberías requieren ocasiones en ángulo recto.
⑥Válvula de ángulo de alta presión
Es adecuada para ocasiones de presión diferencial significativa de alta presión estática. Sin embargo, el material y la estructura de las partes internas de la válvula deben seleccionarse razonablemente para prolongar la vida útil.
⑦Tipo de separación del cuerpo válvula de control
Es adecuada para fluidos de alta viscosidad, que contienen partículas, cristales y fibras. Cuando se utiliza para ácido fuerte, álcali fuerte o fluidos corrosivos fuertes, el cuerpo de la válvula debe seleccionarse con revestimiento resistente a la corrosión, la tapa de la válvula, el carrete y el asiento de la válvula deben utilizarse almohadilla de presión resistente a la corrosión o los materiales resistentes a la corrosión correspondientes. Sus características de flujo son mejores que las de las válvulas de diafragma.
⑧Válvula rotativa excéntrica
Es adecuado para la capacidad de flujo grande, relación ajustable de ancho (R hasta 50:1 o 100:1), y la presión diferencial considerable, ocasiones sello hermético.
Es adecuado para grandes perforaciones, grandes caudales y ocasiones de baja presión diferencial.
También es adecuado para fluidos turbios espesos y fluidos que contengan partículas en suspensión.
Requiere ocasiones de sellado hermético. Debemos utilizar una estructura de sellado suave de caucho o PTFE; para fluidos corrosivos es necesario utilizar el correspondiente revestimiento resistente a la corrosión.
⑩Válvula de tres vías
Es adecuado para la desviación y la fusión cuando la temperatura del fluido es inferior a 300°C. También se utiliza para el ajuste proporcional simple. La diferencia de temperatura entre los dos fluidos no debe ser superior a 150℃.
⑪ La aplicación de las válvulas
Es adecuado para la corrosión de sólidos, de alta viscosidad. También es ideal para fluidos que contengan partículas en suspensión, así como fibras. También para ocasiones en las que no se requieren estrictamente características de flujo. Sin embargo, debido a las limitaciones del revestimiento de membrana, sólo podemos utilizarlo para aplicaciones en las que la presión sea inferior o igual a 1MPa y la temperatura de trabajo inferior a 150°C.
⑫Válvula de fuelle
Es adecuado para líquidos altamente tóxicos, volátiles, raros y valiosos para sistemas de vacío y fluidos.
⑬Baja temperatura válvula de control
Es adecuado para condiciones de trabajo a baja temperatura y ocasiones de congelación profunda.
Es la temperatura media a -100 ~ 40 ℃. Podemos elegir el disipador de calor (aquí para la absorción de calor) más una válvula de empaquetadura de grafito flexible. Si la temperatura media es a -200 ~ -100℃, debemos elegir la válvula de baja temperatura de tipo de cuello largo.
⑭Válvula reguladora de bajo valor S que ahorra energía
Es adecuado para los cambios de carga del proceso o cuando el valor S es inferior a 0,3.
⑮Válvula de bajo ruido
Es adecuado para la intermitencia del líquido, la cavitación y el gas que fluye en la superficie de contracción de la válvula a una velocidad más significativa que la velocidad del sonido y el ruido previsto supera los 95 dB (A).
⑯Válvula de cierre rápido
Es adecuada para un sistema de regulación de dos posiciones y fallo de proceso. Necesitamos la válvula de emergencia abrir o cerrar la ocasión.
⑰Válvula de regulación automática
Es adecuado para pequeños cambios en el flujo, y los requisitos de precisión de regulación no son altos o dificultades de suministro de gas de instrumentación de vez en cuando.
En el proceso de producción única, debemos elegir una válvula reguladora especial de acuerdo con la experiencia.
2.Materiales de las válvulas de control
2.1 Selección general
2.1.1 La presión nominal, el rango de temperatura y la resistencia a la corrosión del cuerpo y los materiales de la válvula no deberán ser inferiores a los exigidos para los materiales de las tuberías de conexión al proceso. Hay que dar prioridad al producto final del fabricante. La situación general elegir acero fundido o cuerpo de la válvula de acero forjado.
2.1.2 El vapor de agua o gas húmedo que contenga más agua y fluido inflamable no debe elegir cuerpo de válvula de hierro fundido.
2.1.3 La temperatura ambiente por debajo de -20 ℃ no debe ser seleccionado cuerpo de la válvula de hierro fundido.
2.1.4 Las piezas de la válvula deben ser resistentes a la corrosión, a la erosión del fluido y a los daños causados por la cavitación repentina de las piezas de la válvula.
2.2 Selección del material de las piezas internas de la válvula
2.2.1 Los fluidos no corrosivos eligen generalmente 1Crl8Ni9, 1Crl8Ni9Ti u otro acero inoxidable.
2.2.2 Los fluidos corrosivos deben basarse en el tipo de fluido, la concentración, la temperatura y la presión de los diferentes fluidos y fluidos que contienen oxidantes el caudal de la otra elección de materiales adecuados resistentes a la corrosión.
Solemos utilizar materiales resistentes a la corrosión, como 1Crl8Ni9Ti, 0Crl8Nil2M02Ti, aleación 20#, Hastelloy y acero al titanio.
2.2.3 Para el caudal significativo, las condiciones severas de lavado deben seleccionarse para materiales resistentes al desgaste. Tales 9Crl8 tratado térmicamente y 17-7PH, capa de óxido apretado, resistente y resistencia a la fatiga de acero al cromo-molibdeno, G6X, y otros materiales.
2.2.4 Selección de materiales para situaciones de desgaste extremo
Cuando hay destello, cavitación y partículas que contienen fluido, la superficie del carrete y el asiento deben endurecerse.
Cuando la temperatura del fluido es demasiado alta, y la diferencia de presión es demasiado significativa, el asiento de la válvula de carrete debe ser el tratamiento de endurecimiento superficial, por ejemplo, la superficie de la aleación esteárica soldada.
3.Válvula de control de fugas y caudal
De acuerdo con los requisitos del proceso sobre la cantidad de fuga para elegir diferentes niveles de fuga del tipo de válvula.La fuga de una válvula de asiento simple de paso recto general debe ser menor o igual a 0,01% del valor C nominal, y la fuga de una válvula de doble asiento debe ser menor o igual a 0,1% del valor C nominal.
3.1 Selección del sentido de circulación
3.1.1 Las válvulas de bola y las válvulas de mariposa estándar no tienen ningún requisito en cuanto al sentido del flujo y pueden seleccionarse en cualquier sentido del flujo.
3.1.2 Las válvulas de tres vías, las válvulas de ángulo venturi, las válvulas de manguito de doble sellado con orificios de equilibrado se han especificado en una dirección de flujo específica generalmente no se pueden cambiar.
3.1.3 Las válvulas de asiento simple, las válvulas de ángulo, las válvulas de alta presión, las válvulas de manguito de sellado simple sin orificios de compensación, las válvulas de control de pequeño caudal, etc., deben basarse en diferentes condiciones de trabajo para elegir la dirección de flujo de la válvula de control.
①Para DN ≤ 20 válvula de alta presión, debido a la alta presión estática, la diferencia de presión, la erosión de cavitación es significativa, debemos optar por utilizar el flujo de tipo cerrado; cuando DN> 20, debemos elegir la estabilidad de buenas condiciones para determinar el flujo.
②Válvula de tipo angular para alta viscosidad, partículas sólidas que contienen los requisitos de los medios de comunicación “auto-limpieza” de rendimiento, debemos optar por utilizar el flujo de tipo cerrado.
③Válvulas de un solo asiento, las válvulas de control de pequeño caudal se utilizan generalmente para abrir el tipo de flujo; cuando la socavación severa, podemos optar por cerrar el tipo de flujo.
④La válvula de manguito de cierre simple se utiliza generalmente para abrir el tipo de flujo; cuando hay un requisito de “autolimpieza”, podemos optar por cerrar el tipo de flujo.
⑤Válvula de control de dos posiciones (válvula de asiento único, válvula de ángulo, válvula de manguito, características de flujo de apertura rápida), debemos optar por utilizar el tipo de flujo cerrado; cuando hay un golpe de agua sibilante, debemos cambiar al tipo de flujo abierto.
⑥Cuando elegimos el tipo de flujo cerrado y ds < d (ds - diámetro del vástago; d - diámetro del asiento), la válvula tiene poca estabilidad, debemos prestar atención a los siguientes puntos.
Apertura mínima de trabajo más significativa de 20% a 30% o más.
La selección de muelles de gran rigidez.
Selección de características de caudal de igual porcentaje
4.Selección de los accesorios de la válvula de control
4.1 Posicionadores de válvulas para aplicaciones
4.1.1. posicionador de la válvula puede superar la fricción. También puede mejorar la velocidad de regulación de la válvula de acción ocasiones.
4.1.2. Para válvulas de control y control de rango dividido que necesitan cambiar la forma de apertura y cierre del aire.
4.1.3. Cuando el posicionador de la válvula necesite cambiar las características de caudal de la regulación.
4.1.4. La banda proporcional del regulador es amplia pero requiere que la válvula responda a pequeñas ocasiones de señal.
4.1.5. Ocasiones en las que se requiere un actuador sin muelles o de pistón para conseguir una acción proporcional.
4.1.6. Utilizamos una señal estándar y accionamos un actuador de resorte no estándar (rango de resorte distinto de 20 a 100 kPa).
5. Instalación de válvulas de control
5.1 Requisitos básicos
5.1.1. La válvula de control debe instalarse verticalmente y en posición vertical en la tubería horizontal. Diámetro nominal DN ≥ 80mm válvula de control, su válvula antes y después del canal debe estar equipado con soporte permanente.
5.1.2 Cuando instalamos una válvula de control, hay que colocarla de forma que sea fácil de manejar y mantener. Si es necesario, debemos instalar una plataforma.
5.1.3 Los juegos de válvulas de control deben tener una combinación compacta de tuberías para facilitar la operación, el mantenimiento y el drenaje.
5.1.4 Las partes superior e inferior de la válvula de control deben dejar espacio suficiente para desmontar el actuador y los componentes internos de la válvula durante el mantenimiento, así como la brida inferior y el obturador de la válvula.
5.1.5 La válvula de control para fluidos de alta viscosidad, fácil cristalización, fácil vaporización y baja temperatura debe adoptar medidas de aislamiento y anticongelación.
5.1.6 La temperatura ambiente de la válvula de control no suele ser superior a 60℃ ni inferior a -40℃.
5.1.7. Cuando la válvula se instala en una ocasión de vibración, debemos considerar medidas antivibración.
5.1.8 El posicionador de la válvula no está instalado en la válvula reguladora. Tenemos que instalar un pequeño manómetro en la cabeza del diafragma para indicar la señal de control.
5.1.9 La válvula de control que contenga materias en suspensión y fluido de alta viscosidad debe estar equipada con una tubería de lavado.
5.1.10. Cuando instalemos la válvula de control, debemos prestar atención a que el medio fluya en la dirección de la flecha marcada en el cuerpo de la válvula.
5.1.11. Las válvulas de control deben comprobarse y calibrarse primero e instalarse después de purgar la tubería.
5.2 Derivaciones de las válvulas de control
5.2.1 Deberán preverse derivaciones para lo siguiente.
① Fluidos corrosivos.
② Cuando hay un desgaste severo en los internos de la válvula.
③ Otras aplicaciones esenciales, como las válvulas reguladoras de agua de alimentación de calderas.
5.2.2 Las derivaciones no podrán realizarse en los siguientes casos.
① Líquidos limpios.
② Diámetro nominal DN>80mm.
③ Cuando la válvula de control está averiada o revisada. El proceso no permite o no puede ser operado utilizando la válvula de derivación. Por ejemplo, válvula de venteo de enclavamiento de emergencia y lodos, fluido fácil de cristalizar, etc.
5.2.3 La forma de conexión de la válvula de control debe estar en consonancia con la descripción del producto del fabricante con las disposiciones del libro.
5.2.4. Válvula de control se expande (encogimiento) tubo, concéntrico y excéntrico gradualmente expandir (encoger) línea, debemos elegir anormal lentamente desarrollar (encoger) tubo.
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