工艺工程师的关键方程式过程控制流程设计

先进的控制阀通径指南

当调节阀通径时,需要谨慎地考虑到所有可能的情况,有时需要确保一些非理想的情况,如空化正在处理。面临的一些问题如下

很大的不同Cvmax和Cvmin

在许多流量控制阀的情况下,您可能会遇到流量变化很大的情况。典型的线性截止控制阀的范围可达1:5。

在这种情况下,使用相同百分比的阀,这可以在控制阀中产生较大的变化。典型的等百分比截止阀范围可达1:20。

故选Cvmax和Cvmin

如果流量变化非常大,一个具有相同百分比特性的控制阀无法处理,那么可以探索以下替代方案

  • 如果在不同的操作阶段(如操作开始或操作结束)发生流量变化,则更换阀门是一种选择。
  • 如果仅在短时间内发生变化,并且上游系统有一些缓冲器可以容纳流体而没有任何重大问题,则可以从控制阀箱中取出这种情况。上游系统充足的检查和最终客户的批准对于此类决策至关重要。
  • 如果变化频繁发生,上游系统不能适应这种变化,则可以使用分体式范围控制阀。在这种情况下,正常流量只发生一个控制阀,当流量突然增加时,第二个阀将打开。流量越大的并联控制阀处理流量越大。

临界或阻塞流

通常,当下游压力低于上游压力的一半时,即使进一步降低(或最大)开口的压力进一步减小了压力下游的流量也保持相同,这种情况被称为控制阀中的临界或窒息的流动。当控制阀的压降太大时,CV选择可以发挥大作用,需要在大调下降或下游压力的控制阀时需要采取注意事项。

高温降阀或极低温阀下游

在处理气态或多相烃体系时,由于焦耳-汤姆逊效应,通过控制阀的压降会导致温度降低。有时温度会下降到很低,材料的选择成为一个值得关注的领域。控制阀阀体、阀内件和其他部件的选择在这种情况下以及需要访问水合物形成的可能性时变得至关重要。低温问题可以通过提高控制阀上游的温度或选择合适的阀门和下游系统的材料来解决。可以通过注入水合物抑制剂来解决水合物形成问题。

空化

一般来说,汽蚀现象适用于泵,而不适用于控制阀。但是对于控制阀来说,气蚀也是液体应用中的一个大问题。在阀门系统中,控制阀下游的压力可能高于蒸汽压力,但在阀体内,压力可能低于液体的蒸汽压力,然后恢复到高于蒸汽压力,工程师可能会错过汽蚀情况的可能性。情况如下图所示

控制阀分级

如果工程或控制阀供应商没有解决这种空化的情况,那么控制阀可能会经历高振动、噪音以及阀门损坏。如果出口压力接近蒸汽压力和非常高的压降,工程师需要与阀门制造商一起检查可能的汽蚀,并为可能的汽蚀设计合适的阀内件。

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