調節(jié)閥在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中的作用
1.控制系統(tǒng)的基本組成
工業(yè)生產(chǎn)過程的控制系統(tǒng)有各種不同類型，例如簡單控制系統(tǒng)、復雜控制系統(tǒng)等，每個控制系統(tǒng)都包括被控變量、操縱變量和相應的控制規(guī)律。被控變量是需要控制的過程變量，例如，換熱器出口溫度、泵出口壓力等。要使被控變量與期望的設定值保持一致，需要一種控制手段，例如，圖中的蒸汽流量、泵的旁路流量等。被控變量偏離設定的原因是生產(chǎn)過程中存在干擾，例如，蒸汽壓力的波動、泵轉速的變化等。通常，把用于調節(jié)的變量稱為操縱變量。
一個簡單控制系統(tǒng)由檢測元件和變送器、控制器、執(zhí)行器和被控對象組成。檢測元件和變送器sensorandtransmitter用于檢測被控變量，將檢測信號轉換為標準信號。
控制器controller將檢測變送環(huán)節(jié)輸出的標準信號與設定值信號進行比較，獲得偏差信號，按一定控制規(guī)律對偏差信號errorsignal進行運算，運算輸出送執(zhí)行器?？刂破骺捎媚M儀表實現(xiàn)，也可用微處理器組成的數(shù)字控制器實現(xiàn)，例如DCS和FCS中采用的PID控制功能模塊等。
執(zhí)行器actuator處于控制環(huán)路的zui終位置，因此也稱為zui終元件finalelement。執(zhí)行器用于接收控制器的輸出信號，并控制操縱變量變化。在大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)過程控制的應用中，執(zhí)行器采用調節(jié)閥。近年來，隨著變頻調速技術的應用，一些控制系統(tǒng)已采用變頻器和相應的電動機泵等設備組成執(zhí)行器。
生產(chǎn)過程的負荷變化或操作條件改變時，通過檢測元件和變送器的檢測和變送，將過程的被控變量送控制器，經(jīng)控制規(guī)律運算后的輸出送執(zhí)行器，改變過程中相應的流體流量，使被控變量與設定值保持一致?？梢?，檢測元件和變送器的作用類似于人的眼睛，控制器的作用類似于人的大腦，執(zhí)行器的作用類似于人的手腳。一個控制系統(tǒng)的質量受到組成控制系統(tǒng)各組成部件的影響，主要取決于控制系統(tǒng)組成部件中zui薄弱環(huán)節(jié)的影響。
2．調節(jié)閥的重要性
調節(jié)閥controlvalve用于調節(jié)操縱變量的流量，因此，以前亦稱調節(jié)閥。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。
?、谡{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。
?、壅{節(jié)閥的閥內(nèi)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。
?、苷{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。
?、菡{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。
?、邫z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。
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