โกลบวาล์วในเครื่องระเหย MVR: คู่มือการควบคุมการไหลและกระบวนการ

ก.คืออะไรโกลบวาล์วและมันควบคุมการไหลอย่างไร?

การแนะนำ

ในระบบของไหลทางอุตสาหกรรม โกลปวาล์วเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการปรับการไหลและความดัน การเคลื่อนที่เชิงเส้นและความสามารถในการควบคุมที่ค่อนข้างดีทำให้สิ่งเหล่านี้พบได้ทั่วไปในวงจรควบคุมกระบวนการทั่วทั้งระบบเคมี น้ำมันและก๊าซ พลังงาน การบำบัดน้ำ และระบบระเหย ในขณะเดียวกันเครื่องระเหย MVR (เครื่องระเหยแบบบีบอัดไอเชิงกล) ได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้นในโรงระเหยและความเข้มข้นที่ประหยัดพลังงาน- ในเครื่องระเหย MVR การควบคุมการไหลที่แม่นยำ (การป้อนของเหลว การหมุนเวียน การปล่อยไอ ฯลฯ) เป็นสิ่งสำคัญ - และโกลบวาล์วมักจะมีบทบาทสำคัญในวงจรควบคุมเหล่านั้น ในบทความนี้ เราจะสำรวจเชิงลึกว่าโกลปวาล์วคืออะไร ควบคุมการไหลอย่างไร และรวมเข้ากับระบบเครื่องระเหย MVR อย่างไร (ภายใต้การพิจารณาของกระบวนการและการควบคุม)

โกลบวาล์วคืออะไร? - คำจำกัดความ โครงสร้าง ประเภท

ความหมายและหลักการพื้นฐาน

โกลบวาล์วเป็นวาล์วควบคุมการเคลื่อนที่เชิงเส้นชนิดหนึ่งที่ใช้ควบคุมการไหลของของไหลผ่านท่อ วาล์วทำงานโดยการเคลื่อนจานหรือปลั๊ก (ติดกับก้าน) ในแนวตั้งฉากไปทางหรือออกจากที่นั่งที่อยู่กับที่ ซึ่งจะเป็นการปรับพื้นที่หน้าตัดของการไหล- ชื่อ "ลูกโลก" มีต้นกำเนิดในอดีตเมื่อวาล์วดังกล่าวจำนวนมากมีตัวทรงกลม แต่การออกแบบสมัยใหม่อาจไม่เป็นทรงกลมอย่างเคร่งครัด

ในคำศัพท์เฉพาะด้านการควบคุมกระบวนการ โกลบวาล์วมักถูกจัดประเภทเป็นวาล์วควบคุมก้านเลื่อน- (ตรงข้ามกับโรตารีวาล์ว) ตามคู่มือวาล์วควบคุม วาล์วควบคุม (รวมถึงลูกโลก) ควบคุมการไหลของของไหลโดยการเปลี่ยนขนาดของทางไหล (เช่น ปาก) ตามที่กำหนดโดยสัญญาณควบคุม ดังนั้นจะควบคุมอัตราการไหลและตัวแปรกระบวนการปลายน้ำ (Emerson, คู่มือวาล์วควบคุม)

คู่มือวาล์วของ Skousen อธิบายว่าโกลบวาล์วเป็นหนึ่งในประเภทวาล์วควบคุมหลัก เหมาะอย่างยิ่งสำหรับบริการควบคุมปริมาณเนื่องจากความสามารถในการควบคุมการไหลแบบก้าวหน้า (Skousen, 1997)

จากวาล์วควบคุมกระบวนการทางอุตสาหกรรม (Arca/Artes) มักมุ่งเน้นไปที่โกลบวาล์วเนื่องจากมีพฤติกรรมการควบคุมที่เชื่อถือได้และคุณลักษณะการไหลที่คาดเดาได้ค่อนข้างมากในลูปทางอุตสาหกรรม (Arca/Artes, คู่มือวาล์วควบคุมกระบวนการ)

ดังนั้นโกลปวาล์วจึงเป็นทั้งส่วนประกอบเชิงโครงสร้างและเชิงหน้าที่: ตัววาล์ว ชิ้นส่วนภายใน และกลไกการควบคุม (ก้าน + แอคทูเอเตอร์) ที่ช่วยให้สามารถปรับได้

โครงสร้างภายในและส่วนประกอบ

โกลปวาล์วมาตรฐานประกอบด้วยส่วนประกอบหลักต่อไปนี้ (โดยมีคำศัพท์เฉพาะที่สอดคล้องกับ-ตำราวาล์วควบคุม):

• ตัวเครื่อง/เคส: แรงกดดันหลัก-ที่ประกอบด้วยเปลือก; เป็นที่เก็บชิ้นส่วนภายในและเชื่อมต่อกับหน้าแปลนท่อหรือรอยเชื่อม
• ฝากระโปรง: การปิดบนตัวเครื่องที่มีการบรรจุก้านและนำทางก้าน มันถูกยึดหรือขันเข้ากับร่างกาย
• ก้าน: แกนเชิงเส้นตรงที่ขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ของปลั๊ก/ดิสก์ มันขยายผ่านฝากระโปรง ปิดผนึกด้วยการบรรจุ เข้าไปในช่องวาล์ว
• ปลั๊ก / ดิสก์ (หรือองค์ประกอบเสียบวาล์ว): ส่วนประกอบที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ติดกับก้าน; มันจะเคลื่อนไปทางหรือออกจากที่นั่งเพื่อจำกัดการไหล
• วงแหวนรองนั่ง/เบาะนั่ง: พื้นผิวที่อยู่นิ่งกับที่ปลั๊กซีลอยู่ในตำแหน่งปิด
• กรงหรือโครงสร้างนำทาง: โกลปวาล์วสมัยใหม่หลายตัวมีกรงหรือไกด์ล้อมรอบปลั๊กเพื่อกำหนดทิศทางการไหล ลดความปั่นป่วน และกำหนดลักษณะการไหล
• การบรรจุและต่อม: ซีลรอบก้านเพื่อป้องกันการรั่วซึม
• แอคทูเอเตอร์ / พวงมาลัย / กลไกของผู้ปฏิบัติงาน: พวงมาลัยแบบแมนนวลในวาล์วธรรมดา แอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติก ไฮดรอลิก หรือไฟฟ้าในวาล์วควบคุมอัตโนมัติ
• เครื่องประดับ: ตัวกำหนดตำแหน่ง, ลิมิตสวิตช์, ตัวเพิ่มระดับเสียง, ตัวลดเสียง ฯลฯ

โดยทั่วไปปลั๊กจะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงตามแนวแกนของก้าน โดยผ่านกรงหรือไกด์ ช่องเปิดในกรงจะค่อยๆ เผยให้เห็นส่วนตัดขวางมากขึ้นหรือน้อยลงในขณะที่ปลั๊กขยับ ทำให้มีการควบคุมการไหล

การตัดสินใจออกแบบภายในที่สำคัญคือ ตัด - รูปร่างและการจัดเรียงของปลั๊ก ที่นั่ง รูกรง และโครงสร้างนำทาง - ซึ่งกำหนดลักษณะการไหล ความเป็นเส้นตรง และพฤติกรรมของโพรงอากาศ/เสียงรบกวน

ประเภทและรุ่นของโกลบวาล์ว

โกลปวาล์วมีหลายรุ่น ออกแบบมาเพื่อบริการที่แตกต่างกัน:

• โกลปวาล์วแบบตรง-ผ่าน (ใน-)- ทางเข้าและทางออกอยู่ในแนวเดียวกัน (การวางแนว 180 องศา)
• วาล์วลูกโลกมุม- เส้นทางการไหลโค้งงอ โดยปกติแล้วจะเป็น 90 องศา ดังนั้นทางเข้าและทางออกจึงตั้งฉากกัน สิ่งนี้มีประโยชน์ในกรณีที่รูปแบบการวางท่อจำเป็นต้องเปลี่ยนทิศทางหรือเพื่อระบายตัววาล์ว
• วาล์วรูปแบบ Y- (หรือ Y- ลูกโลก)- ลำตัวเอียง (รูปร่าง Y-) เพื่อให้ก้านเอียงและเส้นทางการไหลคดเคี้ยวน้อยลง ซึ่งจะช่วยลดแรงดันตกและการสึกหรอ
• โกลปวาล์วปลั๊กแบบบาลานซ์- ปลั๊กถูกเจาะหรือบาลานซ์เพื่อลดแรงลัพธ์และปรับปรุงความสามารถในการควบคุมใน-แรงดันตกที่สูง
• โกลบวาล์วป้องกัน-คาวิเทชั่นหรือ-หลายขั้นขอบภายในแบบพิเศษ - ออกแบบมาเพื่อลดการเกิดโพรงอากาศ เสียง และการกัดเซาะภายใต้สภาวะ ΔP สูง
• โกลปวาล์วแบบไครโอเจนิก อุณหภูมิสูง- หรือวัสดุพิเศษ- ตัวแปรสำหรับเงื่อนไขการบริการที่รุนแรง

แต่ละรุ่นมีข้อเสีย-ในเรื่องแรงดันตก ความง่ายในการควบคุม ต้นทุน การปิดผนึก และการบำรุงรักษา

ข้อดีและข้อเสีย

ข้อดีของโกลบวาล์ว:

• การควบคุมปริมาณที่ดี: เนื่องจากพื้นที่การไหลเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป จึงมีความสามารถในการมอดูเลชั่นแบบละเอียด
• ลักษณะการไหลที่คาดการณ์ได้: ง่ายต่อการจำลองและปรับแต่งลูปควบคุม
• การปิดผนึกที่ดีในการปิด: รูปทรงของปลั๊ก-สามารถปิดได้อย่างแน่นหนา
• ทนทานต่อการสึกหรอของเบาะนั่ง: การออกแบบนี้เหมาะสำหรับการใช้งานบ่อยครั้ง
• ยืดหยุ่นสำหรับการติดตั้งเพิ่มเติม: มีหลายขนาดและการตกแต่งให้เลือก
• ความเสี่ยงด้านเสียงและการเกิดโพรงอากาศลดลง (สัมพันธ์กับโรตารีวาล์วบางรุ่น) เนื่องจากคุณลักษณะการนำแรงดันกลับคืนที่ดีขึ้น (โกลบวาล์วมีปัจจัยการนำกลับคืนของแรงดันที่สูงกว่าวาล์วโรตารี ซึ่งหมายความว่าพลังงานกลับคืนมาน้อยกว่า แต่ยังหมายถึงความเสี่ยงต่อการเกิดโพรงอากาศที่ลดลงด้วย) (Baumann, กลศาสตร์ของไหลของวาล์วควบคุม)
• ความคล่องตัว: สามารถใช้กับของเหลว แก๊ส ไอน้ำ สารละลาย ขึ้นอยู่กับวัสดุ

ข้อเสีย:

• แรงดันตกคร่อมที่สูงขึ้น: เนื่องจากเส้นทางการไหลไม่คล่องตัว จึงมีความต้านทานมากขึ้น
• ขนาดใหญ่กว่า หนักกว่า: เมื่อเปรียบเทียบกับบอลวาล์วหรือวาล์วปีกผีเสื้อที่มีขนาดระบุเท่ากัน
• ต้นทุนต่อหน่วยการไหล (Cv) ที่สูงขึ้นสำหรับระบบขนาดใหญ่
• ความเสี่ยงต่อการรั่วของการบรรจุก้านเมื่อเวลาผ่านไป
• ต้องมีการบำรุงรักษามากขึ้น (โดยเฉพาะขอบรถและเบาะนั่ง)
• ความไวต่อการไหล-แรงเหนี่ยวนำและความไม่แน่นอนที่อาจเกิดขึ้นในกระแส-ที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว

โดยรวมแล้ว นักออกแบบเลือกโกลปวาล์วที่การควบคุมความแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญและจุดที่แรงดันตกคร่อมเป็นที่ยอมรับได้

Globe Valve ควบคุมการไหลอย่างไร? - ทฤษฎีและกลไก

เพื่อทำความเข้าใจว่าโกลปวาล์วควบคุมการไหลอย่างไร เราจะตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างลักษณะการไหล พฤติกรรมแรงดันตก อุปกรณ์ควบคุม แรงไดนามิก และปรากฏการณ์ความเสถียร

ความสัมพันธ์แบบโฟลว์-ลักษณะเฉพาะ

แนวคิดหลักในวาล์วควบคุมคือคุณลักษณะการไหล - ความสัมพันธ์ระหว่างการเปิดวาล์ว (ระยะชักหรือการยกปลั๊ก) และอัตราการไหล (หรือค่าสัมประสิทธิ์การไหล) ประเภททั่วไปคือ:

• ลักษณะเชิงเส้น: การไหลเป็นสัดส่วนกับการยก (เช่น การเพิ่มการยกเป็นสองเท่าจะไหลเป็นสองเท่า)
• คุณลักษณะเปอร์เซ็นต์ที่เท่ากัน-: การเพิ่มแต่ละครั้งของลิฟต์จะให้การเปลี่ยนแปลงเป็นเปอร์เซ็นต์ในการไหลตามสัดส่วน (กล่าวคือ การตอบสนองเพิ่มขึ้นที่ลิฟต์ที่สูงขึ้น)
• คุณลักษณะการเปิดอย่างรวดเร็ว-: การไหลเพิ่มขึ้นอย่างมากที่ช่องเปิดขนาดเล็ก จากนั้นการปรับระดับ - มีประโยชน์สำหรับการเปิด/ปิดหรือการตอบสนองที่รวดเร็ว

การเลือกคุณลักษณะขึ้นอยู่กับกระบวนการ: สำหรับกระบวนการที่มีช่วงไดนามิกกว้างและพฤติกรรมที่ไม่ใช่-เชิงเส้น มักใช้เปอร์เซ็นต์ที่เท่ากัน- เชิงเส้นนั้นง่ายกว่าและบางครั้งก็ใช้งานง่ายกว่า

การออกแบบส่วนตัดแต่ง (รูปทรงปลั๊ก รูกรง) จะควบคุมลักษณะที่ปรากฏของโกลบวาล์ว

ในการทำงาน เมื่อตัวควบคุมปรับการเปิดวาล์ว ปลั๊กจะเคลื่อนที่ เปลี่ยนพื้นที่การไหลที่เปิดโล่งในกรง การไหลผ่านวาล์วเป็นไปตามสมการของปาก/การไหล ซึ่งมอดูเลตโดยสัมประสิทธิ์ของวาล์ว (Cv) ซึ่งขึ้นอยู่กับค่ายกและความแตกต่างของความดัน

แรงดันตก ปัจจัยการฟื้นตัว โพรงอากาศ และเสียงรบกวน

โกลปวาล์วมักทำให้เกิดแรงดันตกคร่อม ความดันต้นน้ำ (P₁) จะลดลงเหลือต่ำสุดที่ vena Contracta (ความดันต่ำสุด) จากนั้นจึงนำแรงดันคงที่บางส่วนกลับคืนมา (P₂) การวัดปริมาณความดันที่ "นำกลับคืน" จะถูกบันทึกโดยปัจจัยการคืนแรงดัน (หรือสัมประสิทธิ์การคืนสภาพ ซึ่งมักเรียกกันว่าF_L- โกลบวาล์วมีแนวโน้มที่จะมีปัจจัยการนำแรงดันกลับคืนที่สูงกว่า (เช่น การคืนตัวน้อยกว่า) เมื่อเทียบกับวาล์วปีกผีเสื้อหรือบอลวาล์ว (Baumann, Fluid Mechanics of Control Valves) - หมายความว่าแรงดันตกคร่อมที่มากขึ้นจะเกิดขึ้นอย่างถาวร

ด้วยเหตุนี้ วาล์วจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดโพรงอากาศน้อยกว่า (ที่ฟองไอก่อตัวและยุบตัว) เมื่อเทียบกับวาล์วโรตารีบางตัว แต่ในสภาวะ ΔP สูง โพรงอากาศยังคงสามารถเกิดขึ้นได้หากไม่บรรเทาลง

เสียงรบกวนเป็นอีกความกังวลหนึ่ง การไหลเชี่ยวที่มีความเร็วสูง- ความดันลดลงอย่างรวดเร็ว และการเกิดโพรงอากาศอาจทำให้เกิดเสียงรบกวนได้ ขอบวาล์วอาจรวมการลดเสียงรบกวน-หรือการลดหลายขั้นตอน (ตัวกระจาย กรง เขาวงกต) เพื่อลดเสียงรบกวน

โพรงอากาศและการกระพริบ: หากความดันเฉพาะที่ลดลงต่ำกว่าความดันไอ ฟองอากาศจะก่อตัวและยุบตัวลงที่ท้ายน้ำ (โพรงอากาศ) ซึ่งอาจกัดกร่อนพื้นผิวภายในได้ หากความดันอยู่ต่ำกว่าความดันไอด้านท้ายน้ำ จะเกิดการกะพริบ เพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งเหล่านี้ ผู้ออกแบบวาล์วจึงใช้แรงดันตกแบบหลายขั้นตอนในขั้นตอนควบคุมเพื่อลดค่า ΔP ต่อ-ระดับ (เช่น การป้องกันการเกิดโพรงอากาศ)

ในทางปฏิบัติ ผู้ออกแบบต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าวาล์ว ΔP อยู่ในช่วงที่ปลอดภัย และอาจเพิ่มการจัดเตรียมหรือบายพาสเพื่อป้องกันวาล์ว

อุปกรณ์สั่งงาน ตัดแต่ง และอุปกรณ์ควบคุม

การเคลื่อนที่ของปลั๊กของโกลปวาล์วมักจะขับเคลื่อนโดยแอคชูเอเตอร์ (ไดอะแฟรมนิวแมติก ลูกสูบ ไฮดรอลิก หรือมอเตอร์ไฟฟ้า) แอคทูเอเตอร์จะแปลสัญญาณควบคุม (เช่น 4–20 mA หรือนิวแมติก 3–15 psi) เพื่อขับเคลื่อนตำแหน่งก้าน เพื่อให้แน่ใจว่ามีการตอบสนองที่แม่นยำ มีการใช้ตัวกำหนดตำแหน่ง ผลตอบรับ และอุปกรณ์เสริม

• ตัวกำหนดตำแหน่ง: เปรียบเทียบสัญญาณคำสั่งกับตำแหน่งก้านจริงและแก้ไขข้อผิดพลาด (รับประกันการเคลื่อนไหวที่แม่นยำ)
• ลิมิตสวิตช์, สโตรคสต็อป: เพื่อกำหนดตำแหน่งสิ้นสุด
• Snubbers ตัวเพิ่มระดับเสียง: เพื่อชะลอการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วหรือให้การตอบสนองแบบไดนามิก
• วัสดุสิ้นเปลืองและสายควบคุม: สำหรับระบบนิวแมติกหรือไฮดรอลิก

โครง (ปลั๊ก + กรง) ถูกเลือกเพื่อให้มีลักษณะการไหลที่ต้องการ การจัดการกับแรงดันตก และความทนทาน ในบริการที่มีค่า ΔP สูงหรือการกัดกร่อน อาจจำเป็นต้องมีการตัดขอบหลายช่อง ป้องกัน-การตัดเสียงรบกวน หรือการลดการไหลตามขั้นตอน

แรงไดนามิก การไหล-การชดเชยแรง และความเสถียร

เมื่อของไหลไหลผ่านวาล์วที่เปิดบางส่วน แรงไหลจะกระทำต่อปลั๊ก ก้าน และพื้นผิวภายใน แรงเหล่านี้อาจทำให้วาล์วไม่เสถียร ทำให้เกิดการสั่นสะเทือน หรือทำให้เกิดความเหนียวได้ ดังนั้น การออกแบบวาล์วที่ดีจึงต้องมีการชดเชยแรงไหล-โดยที่รูปทรงหรือรูที่สมดุลจะช่วยลดแรงที่ไม่สมดุล

บทความเกี่ยวกับแรงไหลในวาล์ว (Lugowski, Flow-Force Compensation in a Hydraulic Valve) วิจารณ์สูตรในตำราเรียนมาตรฐานและเสนอการสร้างแบบจำลองการชดเชยที่ได้รับการปรับปรุงโดยอิงจากความไม่สมดุลของแรงดัน แทนที่จะเป็นแบบจำลองถังของนิวตันแบบธรรมดา (Lugowski, 2015) นักออกแบบจะต้องตระหนักถึงเอฟเฟกต์ไดนามิกเหล่านี้ โดยเฉพาะที่ความเร็วสูง

ความเสถียรของวาล์วยังได้รับผลกระทบจากฮิสเทรีซีส เดดแบนด์ การเคลื่อนที่ และฟันเฟืองในระบบตัดแต่งแอคทูเอเตอร์- ตัวกำหนดตำแหน่งและการสอบเทียบช่วยลดปัญหาเหล่านี้

โดยสรุป: การควบคุมทำได้โดยการเคลื่อนที่ที่แม่นยำของปลั๊กภายในกรง และการออกแบบอย่างระมัดระวังทำให้มั่นใจได้ว่าวาล์วจะตอบสนองอย่างเสถียรและคาดเดาได้ภายใต้แรงการไหล ความปั่นป่วน และการเปลี่ยนแปลงแรงดัน

การประยุกต์ใช้ในกระบวนการและระบบควบคุม

โกลปวาล์วไม่ใช่ฮาร์ดแวร์แบบแยกส่วน ฟังก์ชันของพวกเขาฝังอยู่ในระบบควบคุมกระบวนการ ที่นี่เราจะตรวจสอบว่ามีการใช้และออกแบบอย่างไรในการตั้งค่าดังกล่าว

บทบาทของวาล์วควบคุมในการควบคุมกระบวนการ

ในโรงงานที่มีกระบวนการต่อเนื่องใดๆ มีลูปควบคุมมากมาย: ต้องรักษาตัวแปรต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ความดัน อัตราการไหล และระดับไว้รอบๆ จุดที่กำหนด โดยทั่วไปวาล์วควบคุมจะเป็นองค์ประกอบควบคุมขั้นสุดท้าย - ซึ่งเป็นอุปกรณ์สุดท้ายที่เอาท์พุตของตัวควบคุม (เช่น. 4–20 mA) มีอิทธิพลผ่าน ตัวควบคุมจะคำนวณการเปิดวาล์วที่ต้องการตามการวัดและข้อผิดพลาด และส่งสัญญาณให้แอคชูเอเตอร์

โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการควบคุมการไหล วาล์วจะปรับพื้นที่หน้าตัด-เพื่อให้ได้การไหลที่ต้องการโดยพิจารณาจากความแตกต่างของแรงดันต้นน้ำและปลายน้ำ สำหรับการควบคุมแรงดัน บางครั้งวาล์วจะปรับการไหลเพื่อรักษาแรงดันด้านท้ายน้ำ

ดังนั้น ผู้ออกแบบจะต้องกำหนดขนาดและเลือกวาล์วเพื่อให้ความสามารถในการควบคุม ความสามารถในการช่วง และการตอบสนองเหมาะสมกับไดนามิกของกระบวนการ โดยไม่กลายเป็นจุดอ่อนของลูปควบคุม

ขนาด การเลือก และการปรับแต่งวาล์วควบคุม

ขนาดของวาล์วเกี่ยวข้องกับการคำนวณ ค่าสัมประสิทธิ์การไหล Cv (หรือ Kv ในหน่วยเมตริก) ที่จำเป็นที่โหลดเต็ม และสร้างความมั่นใจว่าวาล์วสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในช่วงที่ต้องการ (เช่น จากการไหล 10% ถึง 100%) ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ:

• ความสามารถในการโจมตีระยะไกล / การพลิกกลับ: อัตราส่วนของการไหลสูงสุดที่ควบคุมได้ต่อการไหลที่ควบคุมได้ขั้นต่ำ (มักจะเป็น 50:1 หรือ 100:1 ในการออกแบบที่ดี)
• อำนาจการควบคุม: เศษส่วนของแรงดันตกของระบบทั้งหมดที่กำหนดให้กับวาล์ว (มักจะ 30–70%) เพื่อให้เกิดความยืดหยุ่นในการมอดูเลต
• แรงดันตก (ΔP): ส่วนต่างที่อนุญาตผ่านวาล์วโดยไม่ทำให้เกิดโพรงอากาศหรือความไม่มั่นคง
• ลักษณะการไหล: เชิงเส้น เท่ากัน-เปอร์เซ็นต์ ฯลฯ
• การตอบสนองแบบไดนามิก: ความเร็วของวาล์วเทียบกับไดนามิกของกระบวนการ
• สภาพการทำงาน: อุณหภูมิ ความดัน ประเภทของของไหล การกัดกร่อน การมีของแข็งหรือของเหลวสกปรก
• วัสดุและการตกแต่ง: ความเข้ากันได้ ความต้านทานการกัดกร่อน อายุขัย

เมื่อเลือกและติดตั้งวาล์วแล้วการปรับแต่งวงควบคุม (พารามิเตอร์ PID) ต้องพิจารณาไดนามิกของวาล์ว เวลาตาย และความไม่เป็นเชิงเส้น วาล์วไม่ควรทำให้เกิดความล่าช้าหรือเกินกำหนดมากเกินไป

บูรณาการของโกลบวาล์วเข้ากับเครื่องมือวัด

บูรณาการหมายถึงการเชื่อมต่อวาล์วควบคุมเข้ากับเซ็นเซอร์ เครื่องส่ง ตัวควบคุม และอุปกรณ์ป้อนกลับ ประเด็นสำคัญบางประการ:

• เครื่องส่งสัญญาณการไหล / มิเตอร์วัดการไหลจะวัดการไหลจริงและป้อนไปยังตัวควบคุม
• ตัวควบคุม (DCS, PLC, อัลกอริธึม PID) จะเปรียบเทียบจุดที่กำหนดการไหลและการไหลที่วัดได้ จากนั้นส่งสัญญาณควบคุมออกมา
• ระบบกำหนดตำแหน่ง/ป้อนกลับทำให้วาล์วอยู่ในตำแหน่งที่ได้รับคำสั่ง
• เซ็นเซอร์ความดันหรืออุณหภูมิอาจอยู่ที่ต้นน้ำหรือปลายน้ำของวาล์วเพื่อช่วยในวงจรที่ได้รับ (เช่น การชดเชยแรงดัน)
• อินเตอร์ล็อคและลอจิกด้านความปลอดภัยจะต้องป้องกันการทำงานของวาล์วที่ผิดปกติภายใต้สภาวะที่ผิดปกติ (เช่น การทำงานล้มเหลว-ปลอดภัย การปิดระบบฉุกเฉิน)
• วาล์วบายพาสและโอเวอร์ไรด์อาจใช้เพื่อปกป้องระบบหรือเพื่อการบำรุงรักษา

ดังนั้นในการออกแบบระบบ โกลบวาล์วจึงเป็นส่วนหนึ่งของโซ่: เซ็นเซอร์ → ตัวควบคุม → แอคชูเอเตอร์/วาล์ว → กระบวนการ แต่ละลิงก์ต้องเชื่อถือได้ แม่นยำ และรวดเร็วเพียงพอ

เครื่องระเหย MVR: ภาพรวมและหลักการ

เพื่อให้เข้าใจถึงบทบาทของโกลบวาล์วในเครื่องระเหย MVR ก่อนอื่นเราจะตรวจสอบก่อนว่าเครื่องระเหย MVR คืออะไร ทำงานอย่างไร และส่วนประกอบของระบบ

เครื่องระเหย MVR (การบีบอัดไอเชิงกล) คืออะไร

เครื่องระเหย MVR เป็นระบบที่ใช้การบีบอัดไอเชิงกลอีกครั้งเพื่อรีไซเคิลพลังงานในกระบวนการระเหย ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อน แทนที่จะใช้ไอน้ำสดเพื่อให้ความร้อนแก่ฟีด ระบบ MVR จะใช้ไอที่เกิดจากการระเหยบางส่วน บีบอัด (เพิ่มความดันและอุณหภูมิ) และใช้เป็นสื่อกลางในการทำความร้อนเพื่อการระเหยต่อไป วงจรนี้จะช่วยลดการใช้ไอน้ำภายนอกและเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้พลังงาน

ตามที่อธิบายไว้ใน "ระบบ MVR (การบีบอัดไอเชิงกล) สำหรับการระเหย การกลั่น และการอบแห้ง" ระบบ MVR จะนำพลังงานที่อาจสูญเสียไปกลับมาใช้ใหม่ ทำให้การระเหยมีประสิทธิภาพมากขึ้น (เอกสารข้อมูลทางเทคนิค, 2019)

ด้วยเหตุนี้ เครื่องระเหย MVR จึงถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมที่มุ่งลดการใช้พลังงาน เช่น ความเข้มข้นของน้ำเสีย สารละลายเคมี ชีวมวล ผลิตภัณฑ์นม ฯลฯ (Myande สุดยอดคู่มือเครื่องระเหย MVR)

ข้อได้เปรียบทางอุณหพลศาสตร์และพลังงาน

ในเครื่องระเหยหลายเอฟเฟ็กต์-แบบดั้งเดิม ไอน้ำจะถูกใช้ต่อเนื่องกัน ในทางตรงกันข้าม MVR จะเพิ่มไอให้มีเอนทาลปีที่สูงขึ้นโดยกลไก โดยต้องใช้พลังงานไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวสำหรับคอมเพรสเซอร์หรือโบลเวอร์ ซึ่งมักส่งผลให้มีการใช้พลังงานลดลงมาก ตามเอกสารข้อมูลทางเทคนิคของ MVR การประหยัดพลังงานอาจมีนัยสำคัญเนื่องจากระบบจะรีไซเคิลความร้อนแฝงภายใน (เอกสารข้อมูลทางเทคนิค, 2019)

การใช้พลังงานจำเพาะ (เช่น kWh ต่อน้ำหนึ่งตันที่ระเหย) มักจะมีค่า MVR ต่ำกว่าในระบบที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำ-แบบเดิมๆ ต้นทุนเงินทุนสูงกว่า แต่เศรษฐศาสตร์วงจรชีวิตโดยรวมมักจะสนับสนุน MVR โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อราคาพลังงานสูง

เค้าโครงทั่วไปและอุปกรณ์หลัก

ระบบระเหย MVR ทั่วไปประกอบด้วย:

• ปั๊มป้อน: เพื่อจ่ายของเหลวป้อนเข้าเครื่องระเหยตามแรงดันที่ต้องการ
• ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน/ตัวคอยล์เย็น: โดยที่ของเหลวถูกให้ความร้อนและมีไอเกิดขึ้น
• คอมเพรสเซอร์/โบลเวอร์: เพื่อยกระดับความดันไอและอุณหภูมิ
• พื้นผิวการถ่ายเทความร้อนของคอนเดนเซอร์หรือหม้อต้มซ้ำ: โดยที่ไออัดควบแน่นและถ่ายเทความร้อนไปยังด้านฟีด
• ปั๊มหมุนเวียน/ห่วง(ในระบบหมุนเวียนแบบบังคับ)
• ตัวแยก/ดรัมแฟลช: เพื่อแยกเฟสไอและของเหลว
• วาล์วควบคุมและท่อ: สำหรับการป้อน การหมุนเวียน การระบายไอ ทางเลี่ยง และท่อระบายน้ำ
• เครื่องมือวัด: เซ็นเซอร์วัดการไหล ความดัน อุณหภูมิ ระดับ การนำไฟฟ้า ฯลฯ
• อุปกรณ์ความปลอดภัย: รีลีฟวาล์ว, วาล์วระบายอากาศ, เช็ควาล์ว

โดยปกติแล้วการไหลของกระบวนการจะเป็นดังนี้: ฟีดเข้าสู่ → การระเหยบางส่วน → ไอระเหยถูกบีบอัด → ไอที่ถูกบีบอัดควบแน่นในตัวแลกเปลี่ยน → ความร้อนแฝงขับเคลื่อนการระเหย → ไอระเหยถูกแยกออกและหมุนเวียนหรือระบายออก → ของเหลวเข้มข้นจะถูกถอนออก

เนื่องจากไอระเหยเป็นวงปิด การควบคุมจึงต้องจัดการความดัน สมดุลมวล และการไหลอย่างระมัดระวัง

บทบาทของโกลบวาล์วในเครื่องระเหย MVR (กระบวนการและการควบคุม)

ตอนนี้เราผสานสองธีมเข้าด้วยกัน: โกลปวาล์วและเครื่องระเหย MVR โดยมุ่งเน้นไปที่วิธีการทำงานของโกลปวาล์วภายในระบบ MVR ภายใต้ตรรกะกระบวนการและการควบคุม

ตำแหน่งที่ใช้โกลบวาล์วในระบบ MVR

ภายในระบบระเหย MVR โกลบวาล์วอาจถูกวางในตำแหน่งเชิงกลยุทธ์หลายแห่ง:

• การควบคุมการไหลของฟีด: ควบคุมการป้อนของเหลวเข้าสู่ตัวคอยล์เย็น
• การควบคุมการหมุนเวียน: ในระบบบังคับหมุนเวียน การควบคุมปั๊มหมุนเวียนหรือการไหลแบบวนรอบ
• ไอบายพาสหรือการควบคุมปริมาณ: การควบคุมการไหลของไอหรือบายพาสในระหว่างการสตาร์ท โหลดชิ้นส่วน- หรือเหตุการณ์ด้านความปลอดภัย
• การเบิกจ่ายของเหลว: ควบคุมการดึงสมาธิ-แบบออฟไลน์
• การควบคุมการระบายอากาศหรือเลือดออก: เพื่อกำจัดก๊าซที่ไม่ควบแน่น-หรือรักษาสุญญากาศ
• น้ำแต่งหน้าหรือการควบคุมกระแสเสริม.

เนื่องจากจุดเหล่านี้มักต้องมีการปรับ (ไม่ใช่แค่เปิด/ปิด) โกลปวาล์วจึงเป็นตัวเลือกโดยธรรมชาติ

ฟังก์ชั่น: การควบคุม, การแยก, บายพาส, ลูปควบคุม

ให้เราพิจารณาลูปสำคัญบางประการและวิธีการทำงานของโกลปวาล์ว:

• ห่วงควบคุมฟีด: อัตราการป้อนต้องตรงกับความสามารถในการระเหย โกลปวาล์ว (วาล์วควบคุมฟีด) ได้รับค่าที่ตั้งไว้ (เช่น การไหลของมวลที่ต้องการ) และปรับปลั๊กเพื่อรักษาการไหลนั้นไว้กับแรงดันต้นน้ำที่แตกต่างกันหรือการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของของไหล
• วงจรควบคุมการหมุนเวียน: ในระบบหมุนเวียนแบบบังคับ อัตราการหมุนเวียนส่งผลกระทบอย่างมากต่อการถ่ายเทความร้อนและความเปรอะเปื้อน โกลบวาล์วหมุนเวียนจะปรับการไหลของลูป
• การควบคุมปริมาณไอ / บายพาส: ในระหว่างช่วงชั่วคราวหรือระยะเริ่มต้น ความดันไอมากเกินไปอาจสร้างได้ โกลปวาล์วอาจเร่งหรือบายพาสไอเพื่อรักษาแรงดันให้คงที่หรือป้องกันคอมเพรสเซอร์
• วาดการควบคุมความเข้มข้น: วาล์วจะควบคุมการไหลของของเหลวเข้มข้นเพื่อให้ระดับหรือความเข้มข้นของของเหลวคงที่

แต่ละลูปเหล่านี้เป็นลูปกระบวนการและการควบคุม: เซ็นเซอร์วัดการไหล ความดัน อุณหภูมิ หรือระดับ; ผู้ควบคุมจะกำหนดการดำเนินการ และโกลปวาล์วดำเนินการมอดูเลต

ในระหว่างการออกแบบ เราอาจสร้างลูปแบบคาสเคดหรือการควบคุมฟีดฟอร์เวิร์ด/ฟีดแบ็คโดยที่วาล์วฟีดอยู่รองจากลูปความดันหรืออุณหภูมิ วาล์วต้องมีอำนาจเพียงพอและการตอบสนองแบบไดนามิกเพื่อรักษาเสถียรภาพ

กลยุทธ์การควบคุม: การไหลของสารป้อน, การไหลของไอ, ความดัน, ระดับ

ให้เราตรวจสอบกลยุทธ์การควบคุมบางประการ:

• ความสมดุลของฟีดและไอ: เนื่องจากต้องคงการอนุรักษ์มวลไว้ การไหลของฟีดและการไหลของไอจึงต้องตรงกัน รูปแบบการควบคุมคาสเคดอาจควบคุมความดันไอ และวาล์วฟีดโกลปทำงานภายใต้คำสั่งลูปแรงดันไอ
• การควบคุมความดัน: ความดันไอภายในเครื่องระเหยมีอิทธิพลต่อการเดือดและการถ่ายเทความร้อน โกลบวาล์วควบคุมไออาจเป็นส่วนหนึ่งของวงจรแรงดันเพื่อรักษาแรงดันไว้ที่จุดที่กำหนด
• การควบคุมระดับ: ต้องควบคุมปริมาณของเหลวภายในเครื่องระเหย วาล์วโลกแบบดึงลงช่วยให้มั่นใจถึงระดับคงที่ ถ้าความเข้มข้นเปลี่ยนไป วงนี้ก็ต้องปรับตัว
• การควบคุมวงจรการหมุนเวียน: วาล์วโลกหมุนเวียนอาจถูกควบคุมเพื่อรักษาความเร็วต่ำสุดหรือค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน

เนื่องจากหลายลูปอาจมีการโต้ตอบ (เช่น ลูปฟีดโต้ตอบกับลูปแรงดัน) ต้องใช้กลยุทธ์การปรับและแยกส่วนอย่างระมัดระวัง ไดนามิกของวาล์ว (เวลาตาย ความล่าช้า ความไม่เชิงเส้น) มีอิทธิพลต่อการทำงานของตัวควบคุมในเชิงรุก

การโต้ตอบกับอุปกรณ์อื่นๆ (ปั๊ม คอมเพรสเซอร์ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน)

โกลปวาล์วในระบบ MVR ต้องทำงานร่วมกับปั๊ม คอมเพรสเซอร์ และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน:

• ปั๊ม: ปั๊มป้อนหรือปั๊มหมุนเวียนต้องจ่ายแรงดันที่เพียงพอ วาล์วจะต้องมีขนาดเพื่อให้ระบบปั๊ม-วาล์วอยู่ภายในบริเวณการทำงานที่ควบคุมได้ (ไม่ใกล้การปิดเครื่องหรือไฟกระชากมากเกินไป) วาล์วจะต้องไม่ดันปั๊มเข้าไปในบริเวณที่ไม่มั่นคง
• คอมเพรสเซอร์/โบลเวอร์: เมื่อควบคุมไอ วาล์วจะต้องไม่ทำให้เกิดความไม่เสถียรต้นน้ำ (ไฟกระชาก) ในคอมเพรสเซอร์ การประสานงานของการควบคุมวาล์วและคอมเพรสเซอร์ถือเป็นสิ่งสำคัญ
• โหลดตัวแลกเปลี่ยนความร้อน: ปริมาณไออัดที่ควบแน่นจะต้องตรงกับหน้าที่เครื่องระเหย วาล์วควบคุมจะปรับการไหลเพื่อให้การถ่ายเทความร้อนคงที่ หากการเปรอะเปื้อนเปลี่ยนแปลง ลูปควบคุมจะปรับผ่านการปรับวาล์ว
• รีไซเคิลหรือบายพาสเส้น: เพื่อปกป้องระบบหรือในระหว่างการสตาร์ท/ปิดเครื่อง เส้นบายพาสที่มีโกลบวาล์วอนุญาตให้มีเส้นทางอื่นหรือจำกัดการไหล

โดยสรุป โกลปวาล์วเป็นเครื่องมือปรับภายในระบบบูรณาการ การออกแบบ การตอบสนอง และการควบคุมจะต้องเห็นในบริบทของอุปกรณ์ทั้งหมดใน MVR

การอภิปรายเชิงเปรียบเทียบ: ประเภทวาล์วและอุปกรณ์อื่นๆ ในระบบ MVR

แม้ว่าโกลบวาล์วจะเป็นเรื่องปกติ แต่ประเภทและอุปกรณ์วาล์วทางเลือกก็มีบทบาทเช่นกัน เป็นคำแนะนำในการเปรียบเทียบ

บอล บัตเตอร์ฟลาย และปลั๊กวาล์ว - การแลกเปลี่ยน-

บอลวาล์ว: มักใช้เปิด/ปิดบริการ มีแรงดันตกคร่อมต่ำเมื่อเปิดเต็มที่ กระตุ้นอย่างรวดเร็ว และปิดผนึกอย่างแน่นหนา อย่างไรก็ตาม ความแม่นยำในการควบคุมการไหลนั้นด้อยกว่าโกลบวาล์ว (รูปทรง "ลูกบอล" นำไปสู่ลักษณะการควบคุมเชิงเส้นน้อยกว่า) (Wikipedia,บอลวาล์ว).

วาล์วปีกผีเสื้อ: เหมาะสำหรับท่อขนาดใหญ่และต้นทุนต่ำ แต่การควบคุมการไหลมีความแม่นยำน้อยกว่า และแรงดันตกคร่อมและความปั่นป่วนอาจสูงขึ้นเนื่องจากแผ่นดิสก์ในเส้นทางการไหล (Wikipedia,บัตเตอร์ฟลายวาล์ว).

เสียบวาล์ว: บางครั้งใช้ในแอปพลิเคชันควบคุม แต่โดยทั่วไปไม่ค่อยนิยมใช้สำหรับการมอดูเลตแบบละเอียด

เมื่อจำเป็นต้องมีการควบคุมที่แม่นยำ (เช่น ในการป้อน การควบคุมไอในระบบ MVR) โกลปวาล์วยังคงต้องการมากกว่า แม้ว่าต้นทุนและปริมาณจะลดลงก็ตาม

เช็ควาล์ว, เซฟตี้วาล์ว, รีลีฟวาล์ว

ในลูปเครื่องระเหย MVR เรายังเห็น:

• เช็ควาล์ว: ป้องกันการไหลย้อนกลับ เช่น ไอหรือของเหลวไหลย้อนกลับ ต้องมีขนาดเพื่อลดแรงดันตก แต่ต้องตอบสนองอย่างรวดเร็ว
• วาล์วระบายความปลอดภัย: ป้องกันแรงดันเกินในวงจรไอ โดยทั่วไปจะสปริง-และตั้งค่าให้เปิดเกินความกดดันที่ออกแบบไว้
• วาล์วระบายแรงดัน/วาล์วระบาย: สำหรับระบายไอหรือก๊าซฉุกเฉิน

วาล์วเหล่านี้ไม่ค่อยมีการมอดูเลต - ซึ่งเป็นอุปกรณ์ป้องกัน - แต่การมีอยู่และการประสานงานอย่างใกล้ชิดกับวาล์วควบคุมถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อความปลอดภัยและเสถียรภาพ

หน้าที่ควบคุมการแลกเปลี่ยนความร้อนและหน้าที่ของวาล์ว

ในระบบ MVR ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจะทำหน้าที่ควบแน่นไออัดและถ่ายเทความร้อนไปยังฟีด วาล์วจะควบคุมการไหลของมวลและพลังงาน การทำงานของวาล์วที่ไม่สมดุลอาจทำให้เกิดการถ่ายเทความร้อน การเปรอะเปื้อน หรือปัญหาการปฏิบัติงานที่ไม่ตรงกัน ดังนั้น การออกแบบวาล์วจะต้องพิจารณาว่าโหลดตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป การเปลี่ยนแปลงที่เปรอะเปื้อน และการตอบสนองชั่วคราว

ปั๊ม คอมเพรสเซอร์ อุปกรณ์หมุนเวียน

ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ ปั๊มและคอมเพรสเซอร์เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานอยู่ และเส้นโค้งการทำงานของปั๊มและคอมเพรสเซอร์จะต้องตรงกับช่วงและไดนามิกของวาล์ว อุปกรณ์หมุนเวียน (เช่น ปั๊มหมุนเวียน ลูปบายพาส) อาจแบ่งเบาภาระบนวาล์วโดยการเสนอเส้นทางอื่นหรือการจัดการสุดขั้ว

ข้อควรพิจารณาในทางปฏิบัติ ความท้าทาย และแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด

การออกแบบและการใช้งานโกลบวาล์วในระบบ MVR (หรือระบบกระบวนการอื่นๆ) นำมาซึ่งความท้าทายในทางปฏิบัติหลายประการ ด้านล่างนี้คือแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดและข้อควรระวัง

ความเข้ากันได้ของวัสดุ การกัดเซาะ การกัดกร่อน

ของเหลวในเครื่องระเหยอาจมีฤทธิ์กัดกร่อน มีของแข็ง หรือมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดการเปรอะเปื้อน ตัววาล์ว ปลั๊ก บ่า และขอบต้องสร้างจากวัสดุที่เหมาะสม (เช่น สแตนเลส แฮสเตลลอย ดูเพล็กซ์ ฯลฯ) สำหรับสารละลายที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหรือกัดกร่อน จำเป็นต้องมีการเสริมขอบหรือการเคลือบป้องกัน

การกัดเซาะอาจทำให้ที่นั่ง กรง และพื้นผิวปลั๊กเสื่อมสภาพ ทำให้เกิดการรั่วไหลหรือพฤติกรรมที่คาดเดาไม่ได้ การตรวจสอบและการเปลี่ยนเป็นประจำเป็นสิ่งสำคัญ

การบำรุงรักษา การรั่วไหล อายุการใช้งาน

การรั่วไหลของการบรรจุก้านเป็นปัญหาระยะยาว- อาจจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนหรือบรรจุใหม่เป็นประจำ พื้นผิวซีลสึกหรอตลอดรอบ และอาจเกิดการรั่วไหลได้เว้นแต่จะมีกำหนดการบำรุงรักษา

ควรมีชุดอุปกรณ์ตกแต่งและที่นั่งสำรองอยู่ในมือ ขั้นตอนการบำรุงรักษาควรให้แน่ใจว่ามีการแยก การลดแรงดัน การระบายน้ำ และการทำงานที่ปลอดภัย

การช็อกจากความร้อน ความเค้นข้อต่อของร่างกายและฝากระโปรง

ในการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิสูง- (ไอน้ำ ไอระเหย สภาวะการเริ่มต้น)ช็อกความร้อนอาจเกิดขึ้นได้ การศึกษาเรื่อง "การสร้างแบบจำลองผลกระทบจากความร้อนบนตัววาล์วแบบโกลป-ข้อต่อหน้าแปลนแบบเกลียวที่ฝากระโปรงหน้า" เป็นแบบจำลองของความเค้นบนข้อต่อหน้าแปลนแบบเกลียวที่ลำตัว-แบบเกลียวที่ฝากระโปรง (Matheiu et al., 2012) พวกเขาพบว่าการไล่ระดับความร้อนทำให้เกิดการเลื่อนโหลดของโบลต์ และการออกแบบที่เหมาะสมต้องคำนึงถึงแรงตึงและการขยายตัวของวัสดุ (Mathieu, Rit, Ferrari, Hersant, 2012)

ดังนั้น ในระบบเช่น MVR ที่เกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ นักออกแบบจะต้องคำนึงถึงความเครียด ความแน่นของข้อต่อ และโหลดแบบไดนามิก

การควบคุมการปรับลูป, การป้องกัน-การตัดคาวิเทชั่น, การลดเสียงรบกวน

ลูปควบคุมต้องได้รับการปรับโดยคำนึงถึงเวลาตายของวาล์ว ความไม่เชิงเส้น และการเชื่อมต่อกับลูปอื่นๆ จำเป็นต้องมีตัวกำหนดตำแหน่ง ข้อเสนอแนะ และการปรับแต่ง

หากมีความเสี่ยงต่อการเกิดโพรงอากาศ ควรใช้ขอบป้องกันการเกิดโพรงอากาศแบบหลาย-หรือป้องกัน- การลดเสียงรบกวนอาจต้องใช้อุปกรณ์ตกแต่งพิเศษ ตัวเก็บเสียง หรือฉนวนกันเสียง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการไหลของไอหรือก๊าซ

คู่มือวาล์วควบคุม (Emerson) อุทิศทั้งบทเกี่ยวกับกลยุทธ์ด้านเสียง การเกิดโพรงอากาศ และการตัดทอน (Emerson,คู่มือวาล์วควบคุม).

ความน่าเชื่อถือ ความปลอดภัย โหมดป้องกันข้อผิดพลาด

วาล์วควรมีการกำหนดตำแหน่งความล้มเหลว (ล้มเหลว-เปิด ล้มเหลว-ปิด) ให้สอดคล้องกับความปลอดภัย ตัวอย่างเช่น หากการป้อนหายไป วาล์วโลกควรจะทำงานล้มเหลวในสถานะที่ปลอดภัย ต้องมีกำลังสำรอง การตอบสนองตำแหน่ง และการเชื่อมต่อแบบลอจิก

การวินิจฉัยตามปกติ การทดสอบโรคหลอดเลือดสมอง และการบำรุงรักษาช่วยรักษาความน่าเชื่อถือ

ภาพประกอบกรณี (ตัวอย่างสมมุติ)

ลองพิจารณาเครื่องระเหย MVR แบบสมมุติที่เรียบง่ายซึ่งมุ่งความสนใจไปที่กระแสน้ำเสียน้ำเกลือ การออกแบบความสามารถในการระเหยคือการขจัดน้ำได้ 50 ลบ.ม./ชม. โดยใช้คอมเพรสเซอร์ MVR เพื่อเพิ่มแรงดันไอ

• การควบคุมฟีด: วางวาล์วฟีดโกลปไว้ด้านล่างของปั๊มฟีด เครื่องส่งสัญญาณการไหลจะวัดการไหลของฟีดจริง ตัวควบคุมจะปรับโกลปวาล์วเพื่อรักษาค่าที่ตั้งไว้ (50 ลบ.ม./ชม.) ขอบวาล์วจะมีเปอร์เซ็นต์เท่ากัน-เพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงของแรงดันต้นน้ำ
• การควบคุมปริมาณไอ: วางวาล์วลูกโลกไอไว้ในท่อระบายเพื่อปรับการไหลของไอหรือยอมให้บายพาสระหว่างความผันผวน ห่วงทำให้แรงดันไอในเครื่องระเหยคงที่
• การหมุนเวียน: ลูปการไหลเวียนแบบบังคับประกอบด้วยปั๊มหมุนเวียนและโกลปวาล์วเพื่อปรับการไหลของลูปเพื่อรักษาความเร็วเป้าหมายและสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน
• การควบคุมการเบิกจ่าย: ระบบดึงของเหลวเข้มข้น-รวมถึงโกลปวาล์วเพื่อรักษาระดับในเครื่องระเหย

ในการตั้งค่านี้ การมอดูเลตหลักทั้งหมดทำได้โดยโกลบวาล์ว ซึ่งประสานงานโดยระบบควบคุม การปรับแบบลูปทำให้การทำงานมีความเสถียรโดยไม่มีการสั่น และใช้การป้องกันการเกิดโพรงอากาศ-เพื่อควบคุมปริมาณไอเนื่องจากมี ΔP สูง

ในระหว่างการทดสอบ วิศวกรสังเกตว่าหน้าแปลนโบลต์ที่ตัวถังและฝากระโปรงของโกลปวาล์วควบคุมไอมีการเปลี่ยนแปลงโหลดชั่วคราวระหว่างการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว การใช้การสร้างแบบจำลอง FEA คล้ายกับใน Mathieu และคณะ (2012) พวกเขาปรับพรีโหลดของโบลต์และเลือกวัสดุปะเก็นยืดหยุ่นที่เหมาะสมเพื่อบรรเทาความเครียดที่แกว่งไปมา

เมื่อเวลาผ่านไป การบรรจุวาล์วฟีดจะถูกบรรจุใหม่ในระหว่างการปิดระบบตามกำหนดเวลา แผ่นปิดเบาะนั่งจะถูกเปลี่ยนหลังจากผ่านไปตามจำนวนรอบที่กำหนด โรงงานมีความพร้อมใช้งานสูงและการดำเนินงานที่มั่นคง

ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นว่าการออกแบบทางทฤษฎี การควบคุมกระบวนการ และการบำรุงรักษาเชิงปฏิบัติต้องสอดคล้องกันอย่างไร

สรุปและแนวโน้ม

• A วาล์วโลกคือวาล์วควบคุมการเคลื่อนที่เชิงเส้นที่ควบคุมการไหลโดยการขยับปลั๊กไปทางหรือออกจากที่นั่ง เพื่อปรับพื้นที่หน้าตัด-
• เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานด้านกระบวนการและการควบคุม เนื่องจากมีคุณลักษณะการควบคุมที่สามารถคาดเดาได้และความสามารถในการมอดูเลต
• การควบคุมการไหลเกี่ยวข้องกับการออกแบบการตัดแต่งอย่างระมัดระวัง คุณลักษณะการไหล การจัดการกับแรงดันตก การชดเชยแรงไดนามิก และการบูรณาการกับแอคทูเอเตอร์และตัวกำหนดตำแหน่ง
• ในระบบเครื่องระเหย MVR โกลปวาล์วมีบทบาทสำคัญในการควบคุมการป้อน การควบคุมไอ การหมุนเวียน การดึงลง และลูปบายพาส การเลือกและการควบคุมที่เหมาะสมมีความสำคัญต่อการดำเนินงานที่มั่นคงและมีประสิทธิภาพ
• วาล์วทางเลือกประเภทต่างๆ (บอล บัตเตอร์ฟลาย) มีข้อได้เปรียบในด้านต้นทุนและขนาด แต่โดยทั่วไปแล้วจะไม่มีการปรับแบบละเอียดเหมือนกัน
• การออกแบบเชิงปฏิบัติต้องคำนึงถึงความทนทานของวัสดุ การเกิดโพรงอากาศ เสียง การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน ความน่าเชื่อถือในการสั่งงาน การบำรุงรักษา และพฤติกรรมที่ไม่ปลอดภัย
• ภาพประกอบกรณีแสดงให้เห็นว่าการออกแบบ การควบคุม และการบำรุงรักษามาบรรจบกันอย่างไร

ในการพัฒนาในอนาคต เราอาจเห็นวาล์วควบคุมอัจฉริยะที่มีการวินิจฉัยแบบฝัง การควบคุมแบบปรับตัว หรือการบำรุงรักษาแบบคาดการณ์ล่วงหน้า ซึ่งช่วยเพิ่มการทำงานร่วมกันของโกลบวาล์วด้วยระบบที่ซับซ้อน เช่น เครื่องระเหย MVR วัสดุตกแต่งแบบใหม่ การผลิตแบบเติมเนื้อสำหรับการตกแต่ง และอุปกรณ์เซ็นเซอร์วาล์วในตัวก็อาจมีการพัฒนาเช่นกัน