隨著科技的進(jìn)步,在機(jī)械制造、電力、建筑、交通運(yùn)輸、信息技術(shù)等領(lǐng)域,機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程在不需要人工直接干預(yù)的情況下,已經(jīng)能夠按預(yù)期的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)測(cè)量、操縱等信息處理和過(guò)程控制,已經(jīng)逐漸地實(shí)現(xiàn)了工業(yè)自動(dòng)化,相應(yīng)的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)也成為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的主要手段。其中,用來(lái)控制流體流量的調(diào)節(jié)閥是組成工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié),在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中是*的,被稱之為生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的“手腳”。
1、穩(wěn)定生產(chǎn):調(diào)節(jié)閥在工業(yè)過(guò)程控制中作為終端控制單元其穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)尤其重要。如果調(diào)節(jié)閥不能穩(wěn)定的實(shí)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(dòng),給正常生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。要想穩(wěn)定生產(chǎn)的正常進(jìn)行,適當(dāng)選擇彈性系數(shù),活動(dòng)部件的質(zhì)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(duì)它在穩(wěn)定生產(chǎn)等方面有一定的指導(dǎo)意義。隨著以一些化工廠裝置高負(fù)荷的運(yùn)行以及30%增容的實(shí)施,調(diào)節(jié)閥在不斷發(fā)生腐蝕、沖刷、磨損、振動(dòng)、內(nèi)漏等問(wèn)題,從而迫使調(diào)節(jié)閥的使用日期大大減短,工作可靠性下降,進(jìn)而引發(fā)工藝系統(tǒng)、裝置的生產(chǎn)效率大幅下降,嚴(yán)重時(shí)甚至可能導(dǎo)致生產(chǎn)全面停機(jī)。
2、優(yōu)化控制:作為工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的終端元件,在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中是*的,調(diào)節(jié)閥是專門用來(lái)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(guò)程的要求合理選擇調(diào)節(jié)閥類型。注意優(yōu)化調(diào)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(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)操縱變量的流量,從控制系統(tǒng)整體看,一個(gè)控制系統(tǒng)控制得好不好,都要通過(guò)調(diào)節(jié)閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于下列原因,調(diào)節(jié)閥在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中變得十分重要。
1、調(diào)節(jié)閥是節(jié)流裝置,屬于動(dòng)部件,與檢測(cè)元件和變送器、控制器比較,在控制過(guò)程中,調(diào)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(yīng)負(fù)荷變化或操作條件的改變。因此,對(duì)調(diào)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(huì)使調(diào)節(jié)閥摩擦力增加,調(diào)節(jié)閥死區(qū)加大,造成控制系統(tǒng)控制品質(zhì)變差等。
2、調(diào)節(jié)閥的活動(dòng)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(fèi),也污染環(huán)境,引發(fā)事故。
3、調(diào)節(jié)閥的閥內(nèi)件與過(guò)程介質(zhì)直接接觸,和檢測(cè)元件與過(guò)程介質(zhì)接觸的不同之處如下:
a.調(diào)節(jié)閥閥組件的接觸介質(zhì)可能與檢測(cè)元件的接觸介質(zhì)不同,對(duì)調(diào)節(jié)閥的耐腐蝕性、強(qiáng)度、剛度、材料等有更高要求。
b.檢測(cè)元件可采用隔離液等方法與過(guò)程介質(zhì)隔離,但調(diào)節(jié)閥通常與過(guò)程介質(zhì)直接接觸,很難采用隔離的方法與過(guò)程介質(zhì)隔離。
4、調(diào)節(jié)閥的節(jié)流使能量在閥內(nèi)件內(nèi)部被消耗,因此降低能耗,降低調(diào)節(jié)閥的壓力損失,和保證較好的控制品質(zhì)之間要合理選擇和兼顧。
5、調(diào)節(jié)閥對(duì)流體進(jìn)行節(jié)流的同時(shí)也造成噪聲。例如,當(dāng)閥出口壓力低于液體的蒸汽壓力時(shí),造成閃蒸;當(dāng)閥下游壓力高于液體蒸汽壓力時(shí),造成汽蝕。調(diào)節(jié)閥造成的噪聲和調(diào)節(jié)閥流路的設(shè)計(jì)、操作壓力、被控介質(zhì)特性等有關(guān),因此降低噪聲,降低壓力損失等對(duì)調(diào)節(jié)閥提出更高要求。
6、調(diào)節(jié)閥的適應(yīng)性強(qiáng)。它被安裝在各種不同的生產(chǎn)過(guò)程,生產(chǎn)過(guò)程的低溫、高溫、高壓、大流量、微小流量等操作條件需要調(diào)節(jié)閥具有各種不同的功能,調(diào)節(jié)閥應(yīng)能夠適應(yīng)不同應(yīng)用的要求。
7、檢測(cè)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(duì)來(lái)看,通常認(rèn)為調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,因此對(duì)調(diào)節(jié)閥投入研究和開(kāi)發(fā)的人力和物力相對(duì)不足。