【文章內(nèi)容簡介】 量的氣體及含有固體懸浮物的介質(zhì)，通常流量特性與等百分比相似。 隔膜閥 用于強腐蝕性粘度高帶懸浮物或帶纖維的介質(zhì)，但不耐高溫和高壓。 三通閥 分三通合流閥和三通分流閥，適用于介質(zhì)三個方向的流通。對于三個系統(tǒng)的分合流控制非常有效。 32 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 控制閥開閉 (作用 )形式的選擇 控制閥的開 (信號增大時閥開大 )閉 (信號壓力增大閥關(guān)小 )形式選擇主要基于以下幾點考慮： ?安全角度： 出現(xiàn)意外，保證人員、設(shè)備安全； ?質(zhì)量角度：出現(xiàn)意外事故，考慮產(chǎn)品質(zhì)量； ?消耗角度：原料、成品及動力； ?介質(zhì)特點：特殊介質(zhì)，考慮結(jié)晶、蒸發(fā)等因素 ?控制閥作用方式的選擇要和控制器作用方式的選擇匹配以滿足控制通道作用方向的要求。 33 正 正 反 反 p0 p0 正 反 反 正 p0 p0 氣關(guān)閥 氣開閥 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 控制閥開閉選擇之安全原則 控制閥開閉形式的選擇主要從生產(chǎn)安全角度考慮，一般在控制閥氣 /電源中斷時，應(yīng)切斷進入被控設(shè)備的原料或熱源，停止向設(shè)備外輸出產(chǎn)品： ?進料 /出料閥 (控制原料 /熱源 ) ? 氣開； ?回流閥 (如精餾罐回流 ) ? 氣關(guān) ?串級控制時如閥的開閉形式可任選，為使主控與串級切換方便，選 KV與主對象放大系數(shù)符號相同的 (氣開時 KV為正，氣關(guān)為負 )。 例如：加熱爐的燃料油控制應(yīng)采用氣開閥， 放熱反應(yīng)罐冷卻水控制應(yīng)采用氣關(guān)閥。 34 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 例： 加熱爐溫度控制系統(tǒng)的控制閥應(yīng)采用何種開閉（正反）形式？ 35 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 控制閥口徑計算 調(diào)節(jié)閥的口徑選擇是由調(diào)節(jié)閥流量系數(shù) C(或稱流通能力C)決定的 。 調(diào)節(jié)閥口徑的選擇實質(zhì)上就是根據(jù)特定的工藝條件(即給定的介質(zhì)流量與物性參數(shù)及閥前后的壓差等 )進行 Cmax值的計算 ， 然后按調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品目錄 ， 選出相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥口徑 ， 使得通過調(diào)節(jié)閥的流量滿足工藝要求的最大流量且留有一定的裕度 ， 但裕度不宜過大 。 【 流通能力定義 】 在給定的行程下，當閥兩端壓差為 100kPa，流體密度為 1g/cm3時，流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流體流量 (以 m3/h表示 )。 36 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 控制閥口徑計算計算方法 在新裝置的設(shè)計時 ， 通常按流通能力 C值確定閥門口徑 ，常用方法有兩種： ?根據(jù)實際最大流量 Qmax， 算出相應(yīng)的流通能力 Cmax（ 計算方法見教材表 113） ， 然后從產(chǎn)品系列中選取稍大于 Cmax的 C值及相應(yīng)的閥門口徑 ， 選取時應(yīng)留必要的余地 。 最后對實際最大流量 Qmax及實際最小流量 Qmin時的閥門開度進行驗算：在Qmax時應(yīng)不大于 90%,在 Qmin時不小于 10%。 ?按常用流量算出相應(yīng)的流通能力 Cvc。 選用閥門 C值應(yīng)使Cvc/C在 ~ ， 即按常用流量乘以 4~ 。 一般Cvc/C= ， 當工作特性為對數(shù)型時可更小些 。 37 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 控制閥口徑計算計算步驟 ① 根據(jù)工藝專業(yè)委托的條件，初選閥的型式、流向及流量特性，并決定流量系數(shù) C值的計算方法。 ②確定計算 C值的各項參數(shù)值，如閥前、后壓力，最大、常用、最小流量，閥前后壓差，密度以及其他輔助修正系數(shù)。 ③判別工況是阻塞流還是非阻塞流，如為阻塞流工況，且流量較大，則應(yīng)進行噪聲預(yù)估計算，如為非阻塞流，一般可不進行噪聲預(yù)估計算。 ④選定合適的 C值計算公式，計算最大流量下閥的 Cmax值，并圓整之。 ⑤按圓整的 Cmax值在所選閥型的標準系列中，找與 C≥ Cmax/近的額定 C值，其對應(yīng)的閥徑即為所選調(diào)節(jié)閥的閥徑。 ⑥進行壓力、壓差、開度 (10%l/L90%)以及可調(diào)比 (RrQmax/Qmin)校驗，以驗證所選調(diào)節(jié)閥口徑的正確性。 38 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 例：某一蒸汽加熱器 ， 飽和水蒸氣的正常用量是 450kg/h， 蒸汽閥前壓力為 ， 閥后設(shè)計壓力為 。 試確定直通雙座閥的口徑 。 解 : 閥前絕對壓力 p1=+= 閥后絕對壓力 p2=+= 因 p2/p1， 故應(yīng)用表 113(不同介質(zhì)流通能力 C的實用計算公式 )中蒸汽 C的公式： 蒸汽 C=Ms/( 104 p1) 即 Cvc=Ms /( 104 p1)= Cvc 4=43 Cvc = 根據(jù)計算和表 123可知 ， 公稱通徑 Dg為 40mm的直通雙座閥可以適用 。 39 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 位式 P PI PD PID 特 點 ?簡單 ?控制質(zhì)量低，有 振蕩 ?控制 速度快 ?有靜差 ?控制不及時 ?無靜差 ?超前控制，減小動態(tài)偏差 ?有 靜差 兼顧動態(tài)與靜態(tài)，整定較麻煩 適用場合 對象容量大，負荷變動小?？刂瀑|(zhì)量要求不高，容許振蕩 對象容量大，負荷變動小，純滯后小。允許靜差存在 對象滯后大，負荷變動大但緩慢。不允許靜差存在 對象滯后大，負荷變動不大，被控量變化不頻繁。允許靜差存在 對象滯后大，負荷變動較大但不頻繁?？刂瀑|(zhì)量要求高 40 控制器的控制律及作用方式選擇 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 方式 的選擇 41 正作用： 當設(shè)定值不變，測量值增加時控制器輸出也增加；或者當測量值不變，設(shè)定值減少時控制器輸出增加。 反作用： 測量值增加控制器輸出減少。 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 42 ?原則 ： 控制閥：氣開式為 “ ＋ ” ，氣關(guān)式為 “ ”； 控制器：正作用為 “ ＋ ” ，反作用為 “ ”； 被控對象：物料或能量增加時，被控參數(shù)隨之增加為 “ ＋ ” ，隨之減少為 “ ”； 變送器：一般為 “ ＋ ” ； 控制器正、反作用選擇的判別式： (控制器 “ 177。 ”)*(控制閥 “ 177。 ”)*(對象 “ 177。 ”)=“— ” 控制器正、反作用的選擇 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 例：請判定圖示溫度控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥和調(diào)節(jié)器的作用型式。 1當物料為溫度過低時易析出結(jié)晶顆粒的介 質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為過熱蒸汽時； （氣關(guān)調(diào)節(jié)閥，正作用調(diào)節(jié)器；） 2當物料為溫度過高時易結(jié)焦或分解的介質(zhì)， 調(diào)節(jié)介質(zhì)為過熱蒸汽時； （氣開調(diào)節(jié)閥，反作用調(diào)節(jié)器；） 3當物料為溫度過低時易析出結(jié)晶顆粒的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為待加熱的 軟化水時； 4當物料為溫度過高時易結(jié)焦或分解的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為待加熱的軟 化水時； 43 （氣開調(diào)節(jié)閥，正作用調(diào)節(jié)器；） （氣關(guān)調(diào)節(jié)閥，反作用調(diào)節(jié)器；） (控制器 “ 177。 ”)*(控制閥 “ 177。 ”)*(對象 “ 177。 ”)=“— ” 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 例：下圖中，控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器應(yīng)該選用正作用方式，還是反作用方式？ 正作用 正作用 反作用 正作用 反作用 44 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 例：圖中的液面調(diào)節(jié)回路，工藝要求故障情況下送出的氣體