Блог

Sep 11, 2023

Ключевые моменты при выборе регулирующих клапанов

1 марта 2017 г. | Сатьендра Кумар Сингх, Simon India Ltd.

1 марта 2017 г. | Сатьендра Кумар Сингх, Simon India Ltd.

Следуйте этому руководству, чтобы точно определить регулирующий клапан на этапе проектирования.

Регулирующие клапаны являются одним из наиболее распространенных и важных инструментов, используемых в химической перерабатывающей промышленности (ХПИ). Они помогают обеспечить бесперебойную и эффективную работу технологических установок, достигая желаемых рабочих параметров за счет регулирования потока жидкости в подключаемых трубах. Необходимость правильного выбора регулирующих клапанов на этапе проектирования установки невозможно переоценить.

Размер регулирующего клапана определяется на основе параметра, называемого коэффициентом расхода (C v), который определяется как объемный расход (в галлонах/мин) воды через клапан при температуре 60°F, когда перепад давления на клапане составляет 1 фунт на квадратный дюйм. (C v рассчитывается по формуле, приведенной в стандарте МСА-75.01.01-2007). Инженеры-технологи должны учитывать следующие аспекты при выборе регулирующих клапанов, чтобы гарантировать, что клапаны, изготовленные поставщиками, функционируют в соответствии с требованиями.

1. Управляемость. При выборе регулирующего клапана на этапе проектирования инженер-технолог должен убедиться, что управляемость клапана должна быть хорошей во всем диапазоне между минимальным и максимальным расходом. Это можно сделать путем оценки максимального Cv и минимального Cv, которые соответствуют максимальному расходу и минимальному расходу соответственно. В целом управляемость регулирующего клапана считается приемлемой, если его ход при максимальном расходе не превышает 90 % номинального хода, а ход при минимальном расходе находится в пределах 10–20 % номинального хода. Это означает, что отношение расчетного максимального Cv к расчетному минимальному Cv предпочтительно не должно превышать 15. Если соотношение значительно превышает это значение, ход при минимальном расходе может составлять менее 10 % от номинального хода или ход при максимальном расходе. расход может превышать 90% номинального хода — оба сценария означают плохую управляемость клапана. В этом случае перепад давления на регулирующем клапане следует увеличить, чтобы можно было снизить целевое соотношение, как показано в уравнении (1). Для несжимаемых жидкостей отношение максимального Cv к минимальному Cv определяется уравнением (1):

РИСУНОК 1. Здесь показана типовая схема регулирующего клапана, которая используется в иллюстративных целях в описаниях, представленных в основном тексте.

На рисунке 1 показана типичная схема регулирующего клапана. Следующие примечания добавляют дополнительные пояснения:

Ссылаясь на рисунок 1, если x — падение давления на контуре регулирующего клапана P 1 ABP 2, а y — падение давления на регулирующем клапане AB для максимального расхода, то падение давления в оставшейся части контура (состоящей из трубы, фитинги, теплообменники, элементы потока и многое другое (как представлено сегментами P 1 A и BP 2) — это x–y для максимального расхода.

Если r — отношение максимального расхода к минимальному, а z — перепад давления на контуре Р 1 АВР 2 при минимальном расходе, то — без учета перепада высот между Р 1 и Р 2 — перепад давления на участке контура, другом чем регулирующий клапан (то есть Р 1 А и ВР 2) при минимальном расходе примерно равен = (x–y)/r 2.

Падение давления на регулирующем клапане AB при минимальном расходе составляет примерно:

Из уравнения (1) и уравнения (2) (Cv)max/(Cv)min приблизительно равно:

Из уравнения (3) можно сделать следующие выводы:

(C v) max /(C v) min приблизительно = [1 + (3,84 x/ y)] 0,5, что означает, что (C v) max /(C v) min составляет приблизительно 3,5 для значения x/ y 3.0. Значение (C v) max/(C v) min, близкое к 3,5, соответствует достаточно хорошей управляемости. Следовательно, можно сказать, что для хорошей управляемости перепад давления на регулирующем клапане должен составлять примерно одну треть от общего динамического перепада давления в контуре при максимальном расходе, если максимальный и минимальный расход составляют соответственно 110% и 50% от нормального. поток.