隨著科技的進步,在機械制造、電力、建筑、交通運輸、信息技術等領域,機器設備或生產(chǎn)過程在不需要人工直接干預的情況下,已經(jīng)能夠按預期的目標實現(xiàn)測量、操縱等信息處理和過程控制,已經(jīng)逐漸地實現(xiàn)了工業(yè)自動化,相應的工業(yè)自動化技術也成為提高勞動生產(chǎn)率的主要手段。其中,用來控制流體流量的調節(jié)閥是組成工業(yè)自動化系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié),在調節(jié)系統(tǒng)中是*的,被稱之為生產(chǎn)過程自動化的“手腳”。
1、穩(wěn)定生產(chǎn):調節(jié)閥在工業(yè)過程控制中作為終端控制單元其穩(wěn)定性對整個控制系統(tǒng)尤其重要。如果調節(jié)閥不能穩(wěn)定的實現(xiàn)控制室所發(fā)指令,可能造成系統(tǒng)壓力、溫度或液位的波動,給正常生產(chǎn)造成嚴重影響。要想穩(wěn)定生產(chǎn)的正常進行,適當選擇彈性系數(shù),活動部件的質量、閥前閥后的壓差,閥芯形狀及阻尼系數(shù)與粘性摩擦系數(shù),使其穩(wěn)定域大到工作的范圍,對它在穩(wěn)定生產(chǎn)等方面有一定的指導意義。隨著以一些化工廠裝置高負荷的運行以及30%增容的實施,調節(jié)閥在不斷發(fā)生腐蝕、沖刷、磨損、振動、內漏等問題,從而迫使調節(jié)閥的使用日期大大減短,工作可靠性下降,進而引發(fā)工藝系統(tǒng)、裝置的生產(chǎn)效率大幅下降,嚴重時甚至可能導致生產(chǎn)全面停機。
2、優(yōu)化控制:作為工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中的終端元件,在調節(jié)系統(tǒng)中是*的,調節(jié)閥是專門用來控制流體壓力、流量、溫度、液位的。在使用中,首先要根據(jù)工藝生產(chǎn)過程的要求合理選擇調節(jié)閥類型。注意優(yōu)化調節(jié)閥的流量特性,要能夠很好地與控制系統(tǒng)匹配,促使系統(tǒng)的控制功能充分發(fā)揮,節(jié)流能耗普遍降低。
調節(jié)閥用于調節(jié)操縱變量的流量,從控制系統(tǒng)整體看,一個控制系統(tǒng)控制得好不好,都要通過調節(jié)閥來實現(xiàn)。由于下列原因,調節(jié)閥在工業(yè)自動化系統(tǒng)中變得十分重要。
1、調節(jié)閥是節(jié)流裝置,屬于動部件,與檢測元件和變送器、控制器比較,在控制過程中,調節(jié)閥需要不斷改變節(jié)流件的流通面積,使操縱變量變化,以適應負荷變化或操作條件的改變。因此,對調節(jié)閥閥組件的密封、耐壓、腐蝕等提出更高要求。例如,密封會使調節(jié)閥摩擦力增加,調節(jié)閥死區(qū)加大,造成控制系統(tǒng)控制品質變差等。
2、調節(jié)閥的活動部件是造成"跑"、"冒"、"滴"、"漏"的主要原因,它不僅造成資源或物料的浪費,也污染環(huán)境,引發(fā)事故。
3、調節(jié)閥的閥內件與過程介質直接接觸,和檢測元件與過程介質接觸的不同之處如下:
a.調節(jié)閥閥組件的接觸介質可能與檢測元件的接觸介質不同,對調節(jié)閥的耐腐蝕性、強度、剛度、材料等有更高要求。
b.檢測元件可采用隔離液等方法與過程介質隔離,但調節(jié)閥通常與過程介質直接接觸,很難采用隔離的方法與過程介質隔離。
4、調節(jié)閥的節(jié)流使能量在閥內件內部被消耗,因此降低能耗,降低調節(jié)閥的壓力損失,和保證較好的控制品質之間要合理選擇和兼顧。
5、調節(jié)閥對流體進行節(jié)流的同時也造成噪聲。例如,當閥出口壓力低于液體的蒸汽壓力時,造成閃蒸;當閥下游壓力高于液體蒸汽壓力時,造成汽蝕。調節(jié)閥造成的噪聲和調節(jié)閥流路的設計、操作壓力、被控介質特性等有關,因此降低噪聲,降低壓力損失等對調節(jié)閥提出更高要求。
6、調節(jié)閥的適應性強。它被安裝在各種不同的生產(chǎn)過程,生產(chǎn)過程的低溫、高溫、高壓、大流量、微小流量等操作條件需要調節(jié)閥具有各種不同的功能,調節(jié)閥應能夠適應不同應用的要求。
7、檢測元件和變送器、控制器等發(fā)展快,投入的人力和物力多。相對來看,通常認為調節(jié)閥結構簡單,因此對調節(jié)閥投入研究和開發(fā)的人力和物力相對不足。