ควรใช้วาล์วควบคุมที่ใดเพื่อการปรับอัตราการไหลอย่างแม่นยำ

ควรใช้วาล์วควบคุมที่ใดเพื่อการปรับอัตราการไหลอย่างแม่นยำ

เอ วาล์วควบคุม ใช้ในกรณีที่กระบวนการต้องการการปรับค่าอย่างต่อเนื่อง ไม่ใช่เพียงแค่เปิดหรือปิดทางเดินของของไหลเท่านั้น มันเปลี่ยนพื้นที่ผ่านของของไหลตามสัญญาณจากตัวควบคุม ทำให้วงจรสามารถรักษาค่าการไหล ระดับของเหลว แรงดัน อุณหภูมิ หรืออัตราส่วนไว้ใกล้เคียงกับค่าที่ตั้งไว้ได้ ดังนั้นคำถามสำคัญในการเลือกใช้งานจริงจึงคือ: การเปลี่ยนอัตราการไหลจะก่อให้เกิดผลตอบสนองของกระบวนการที่มีประโยชน์และวัดค่าได้ที่ตำแหน่งใด

สำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูง วาล์วควบคุม วาล์วควบคุม ต้องประเมินเป็นส่วนหนึ่งของวงจรควบคุมที่ประกอบด้วยกระบวนการ ตัวส่งสัญญาณ ตัวควบคุม ตัวเรือนวาล์ว แอคทูเอเตอร์ และระบบแจ้งตำแหน่งกลับ วาล์วที่เหมาะสมไม่สามารถชดเชยข้อมูลกระบวนการที่ไม่ถูกต้อง ตำแหน่งการตรวจวัดที่ไม่เหมาะสม หรือกลยุทธ์การควบคุมที่ไม่เสถียรได้ ดังนั้นควรเริ่มต้นจากการกำหนดวัตถุประสงค์ของการใช้งานและขอบเขตการปฏิบัติงานก่อนเลือกอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์

ใช้วาล์วควบคุมเมื่อต้องปรับอัตราการไหลอย่างต่อเนื่อง

เอ วาล์วควบคุม เหมาะสำหรับงานที่กระบวนการต้องการตำแหน่งกลางแทนการปิด-เปิดแบบง่าย ๆ สถานที่ทั่วไปมีดังนี้:

• การเติมสารเคมีและการเจือจางในระบบบำบัดน้ำ: เอ วาล์วควบคุม ปรับอัตราการไหลของสารเคมี น้ำเสริม หรือน้ำหมุนเวียนตามการเปลี่ยนแปลงของสภาวะกระบวนการที่วัดได้
• วงจรควบคุมระดับถังและอ่าง: ที่ทางเข้าหรือทางออก วาล์วควบคุม รักษาสมดุลระหว่างอัตราการไหลเข้าและไหลออกที่เปลี่ยนแปลง เพื่อรักษาระดับให้คงที่โดยไม่ต้องเปิด-ปิดซ้ำ ๆ
• วงจรถ่ายเทความร้อน: เอ วาล์วควบคุม ควบคุมอัตราการไหลของไอน้ำ น้ำร้อน น้ำหล่อเย็น หรือของเหลวถ่ายเทความร้อน เพื่อส่งผลต่ออุณหภูมิที่วัดได้
• สายควบคุมแรงดัน: เอ วาล์วควบคุม ควบคุมการไหลด้วยการลดความเร็ว การรีไซเคิล การเบี่ยงเบน หรือการปล่อยออก เมื่อการกระทำใดการกระทำหนึ่งเป็นวิธีที่เลือกใช้ในการจัดการแรงดัน
• บริการผสมและควบคุมสัดส่วน: เอ วาล์วควบคุม ปรับเปลี่ยนอัตราการไหลของสตรีมหนึ่งเมื่อเทียบกับอีกสตรีมหนึ่ง โดยกระบวนการนั้นใช้ระบบวัดและควบคุมอัตราการไหลร่วมกับตรรกะการควบคุม

การประยุกต์ใช้งานเหล่านี้เกิดขึ้นในระบบบำบัดน้ำอุตสาหกรรม สายการผลิตสารเคมี ระบบที่เกี่ยวข้องกับน้ำมัน และท่อส่งที่มีความต้องการแปรผัน สำหรับท่อที่มีการไหลคงที่ซึ่งต้องการเพียงการแยกส่วน อาจใช้เฉพาะวาล์วปิด-เปิดแทน อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น ควรใช้ วาล์วควบคุม เฉพาะในกรณีที่ห่วงควบคุมได้รับประโยชน์จากการแก้ไขอย่างค่อยเป็นค่อยไป

วางตำแหน่งวาล์วควบคุมรอบวัตถุประสงค์การควบคุมที่แท้จริง

ตำแหน่งของ วาล์วควบคุม สอดคล้องกับวัตถุประสงค์ของกระบวนการ ไม่ใช่กฎทั่วไปเกี่ยวกับทางเข้าหรือทางออก จุดที่ควบคุม (manipulated point) สำหรับการควบคุมระดับอาจเป็นทางเข้าของถัง ในขณะที่วาล์วที่ติดตั้งที่ทางออกอาจเหมาะสมกว่าในกรณีที่ความต้องการและพฤติกรรมแรงดันของระบบด้านปลายน้ำสนับสนุนการจัดวางแบบนั้น ควรทบทวนค่าความต่างของแรงดันที่มีอยู่ ข้อจำกัดของปั๊ม และผลกระทบจากตำแหน่งล้ม (fail position) ของวาล์ว

สำหรับภาระงานของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (exchanger duty) วาล์วควบคุม วาล์วควบคุม ควรติดตั้งในกระแสที่การไหลจริงๆ ส่งผลโดยตรงต่ออุณหภูมิที่วัดได้ สำหรับสายรีไซเคิล ให้ยืนยันว่าการปรับค่า (modulation) จะไม่ก่อให้เกิดสภาวะการไหลต่ำสุดที่ไม่พึงประสงค์ หรือสภาวะที่ไม่มีการไหลผ่าน (deadhead condition) การวาดแผนผังวงจรควบคุม (loop) พร้อมระบุจุดวัด กระแสที่ควบคุม (manipulated flow) และสิ่งรบกวน (disturbance) ถือเป็นการตรวจสอบเบื้องต้นที่มีประโยชน์

เลือกขนาดให้ครอบคลุมช่วงการดำเนินงานทั้งหมด

ความแม่นยำจะลดลงเมื่อ วาล์วควบคุม มีขนาดใหญ่เกินไปหรือมีความสามารถไม่เพียงพอ วาล์วที่มีขนาดใหญ่เกินไปอาจทำงานตามปกติในตำแหน่งใกล้กับที่นั่ง (seat) ซึ่งการเคลื่อนที่เล็กน้อยจะทำให้อัตราการไหลเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงเกินไป ขณะที่วาล์วที่มีความสามารถต่ำเกินไปอาจต้องเปิดเกือบเต็มระยะเสมอ และมีขอบเขตการปรับแต่งที่จำกัด การคำนวณขนาดควรพิจารณาอัตราการไหลขั้นต่ำ ปกติ และสูงสุด ร่วมกับความดันเข้าและออกสำหรับแต่ละกรณีการใช้งานจริงของสาร

ห้ามสมมุติว่าขนาดท่อเท่ากับขนาดวาล์ว วาล์วควบคุม ควรเลือกให้มีความสามารถเพียงพอต่อความต้องการสูงสุด ขณะเดียวกันยังคงควบคุมระยะการเคลื่อนที่ได้อย่างแม่นยำในช่วงความต้องการปกติและต่ำ หากความตกของความดันของของเหลวสูง ให้ตรวจสอบเงื่อนไขการเกิดฟอง (flashing) และการกัดกร่อนจากฟองอากาศ (cavitation) เสียงดัง การสั่นสะเทือน และความเสียหายต่อชิ้นส่วนภายใน (trim) อาจเกิดขึ้นได้หากไม่พิจารณาพฤติกรรมความดันเฉพาะจุด

จับคู่ลักษณะการไหล (flow characteristic) ให้สอดคล้องกับสภาวะการติดตั้งจริง

เอ วาล์วควบคุม มีความสัมพันธ์โดยธรรมชาติระหว่างการเคลื่อนที่ของวาล์วกับความสามารถในการจัดการปริมาณการไหล แต่ความต้านทานในท่อจะเปลี่ยนแปลงความสัมพันธ์ที่ติดตั้งไว้จริง ลักษณะการเปิดอย่างรวดเร็ว การเปิดแบบเชิงเส้น และการเปิดแบบอัตราส่วนคงที่ มักถูกพิจารณาเป็นหลัก การเปิดแบบเชิงเส้นอาจเหมาะสมในกรณีที่ความสัมพันธ์ของแรงดันยังคงค่อนข้างคงที่ ส่วนการเปิดแบบอัตราส่วนคงที่มักถูกประเมินเมื่อช่วงการไหลที่ต้องการกว้างมาก และการกระจายแรงดันในระบบเปลี่ยนแปลงไปตามภาระงาน

นี่คือการตัดสินใจสำหรับวงจรเฉพาะหน้า ไม่ใช่กฎทั่วไปที่ใช้ได้กับทุก วาล์วควบคุม โปรดบันทึกค่าแรงดันตกคร่อมวาล์วที่คาดไว้ ณ สภาวะความต้องการต่ำ ปกติ และสูงสุด ช่วงการเคลื่อนที่ที่ได้ผลลัพธ์นี้ให้ข้อมูลเชิงลึกมากกว่าเพียงแค่ชื่อชนิดของวาล์วเท่านั้น

ตรวจสอบตัววาล์วและระบบขับเคลื่อนร่วมกัน

ตลาด วาล์วควบคุม ตัววาล์วมีอิทธิพลต่ออันดับแรงดันที่รองรับ ความเหมาะสมของวัสดุ ประเภทการต่อเชื่อมปลายท่อ เส้นทางการไหล และพฤติกรรมของชิ้นส่วนภายใน (trim) โปรดยืนยันองค์ประกอบของสารที่ไหลผ่าน อุณหภูมิ ความหนืด ปริมาณของแข็งที่ปนมา ความกังวลเรื่องการกัดกร่อน และข้อกำหนดด้านการปิดสนิท ในระบบที่ใช้ของเหลวไฮดรอลิก ตัวลูกล้อไฮดรอลิก ยังต้องตรวจสอบเพิ่มเติมตามความดันในวงจร ความสะอาด เส้นทางการรั่วไหล ความต้องการในการตอบสนอง และวิธีควบคุมที่มีอยู่

เอ linear motor actuator อาจพิจารณาใช้ได้ในกรณีที่การออกแบบที่เลือกต้องการการเคลื่อนที่เชิงเส้นที่ขับด้วยไฟฟ้า ให้ตรวจสอบระยะการเคลื่อนที่ (stroke) แรงที่เกิดกับแกนควบคุม (stem force) ความเร็ว การป้อนกลับ (feedback) แหล่งจ่ายไฟ สภาพแวดล้อม และการตอบสนองที่ต้องการเมื่อสูญเสียพลังงานไฟฟ้า linear motor actuator สามารถให้การเคลื่อนที่ที่ต้องการได้ แต่ไม่สามารถชดเชยขนาดที่ไม่เหมาะสม วาล์วควบคุม หรือชิ้นส่วนภายในที่ไม่เหมาะสมได้ ตัวลูกล้อไฮดรอลิก ยังคงต้องสอดคล้องกับภาระงานของวงจร

ระบุสถานะการทำงานเมื่อเกิดความล้มเหลว และดำเนินการตั้งค่าระบบควบคุม

การขับเคลื่อนเป็นส่วนหนึ่งของการตัดสินใจ วาล์วควบคุม การขับเคลื่อนด้วยลมสามารถใช้งานได้ในสถานที่ที่มีแหล่งจ่ายอากาศที่เหมาะสมและต้องการการกลับสู่ตำแหน่งเดิมโดยใช้สปริง การขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าสามารถใช้ได้กับโครงสร้างระบบอัตโนมัติแบบอื่น ๆ ให้เลือกโหมดการทำงานเมื่อเกิดความล้มเหลวเป็นแบบเปิดอัตโนมัติ (fail-open) ปิดอัตโนมัติ (fail-closed) หรือคงตำแหน่งเดิม (fail-in-place) ตามผลที่เกิดขึ้นกับกระบวนการ จากนั้นตรวจสอบทิศทางของสัญญาณเอาต์พุตจากตัวควบคุม การทำงานของตัวขับเคลื่อน การปรับสเกลของสัญญาณป้อนกลับ และการสอบเทียบ positioner

ระหว่างการตั้งค่าระบบ ให้ทำการทดสอบ วาล์วควบคุม ที่ความต้องการต่ำและปกติ ยืนยันทิศทางการเดินทาง การตอบสนอง ความคาดหมายของการรั่วไหล การปรับเทียบสัญญาณ การสั่นสะเทือน และเสียงรบกวน หากวงจรเกิดการสั่น (hunting) สาเหตุอาจเกิดจากความสามารถในการควบคุมของวาล์ว (valve authority) แต่ก็อาจเกิดจากการปรับแต่งค่าคอนโทรลเลอร์ (controller tuning) การจัดวางเซ็นเซอร์ การหน่วงเวลาของกระบวนการ (process delay) หรือความแปรผันของแรงดันที่มาทางด้านต้นน้ำก็ได้

ข้อมูลการใช้งานที่ต้องเตรียมก่อนการเลือกใช้

1. ระบุตัวแปรที่ต้องควบคุมและผลตอบสนองที่ต้องการ
2. ระบุอัตราการไหลขั้นต่ำ ปกติ และสูงสุด พร้อมแรงดันขาเข้าและขาออก
3. อธิบายลักษณะของตัวกลาง อุณหภูมิ ของแข็ง ความดันไอ (vapor pressure) และข้อพิจารณาด้านวัสดุ
4. ระบุประเภทการต่อเชื่อม สัญญาณควบคุม ความชอบสำหรับแอคทูเอเตอร์ และการกระทำเมื่อเกิดภาวะล้มเหลว (fail action) ที่ต้องการ
5. ขอให้ตรวจสอบความสามารถในการจัดการ (capacity) การเคลื่อนที่ (travel) การตกของแรงดัน (pressure-drop) และการใช้งานกับของเหลว (liquid-service checks) สำหรับแบบที่เสนอ วาล์วควบคุม .

บริษัท กวางโจว โฟลส์ วาล์ว เทคโนโลยี จำกัด สนับสนุนการอภิปรายด้านวาล์วอุตสาหกรรมและการควบคุมอัตโนมัติสำหรับการใช้งานต่าง ๆ เช่น ระบบบำบัดน้ำ น้ำมัน และอุตสาหกรรมเคมี ด้วยแบบฟอร์มข้อมูลการปฏิบัติงานที่ครบถ้วน ผู้ วาล์วควบคุม สามารถอภิปรายเกี่ยวกับการจัดวางระบบได้โดยอิงตามเงื่อนไขจริง แทนที่จะเป็นคำแนะนำทั่วไป

สรุป

ใช้แรงหมุน วาล์วควบคุม ใช้ในกรณีที่ต้องควบคุมอัตราการไหลอย่างมีเจตนาเพื่อจัดการกับสภาวะกระบวนการที่เปลี่ยนแปลง เช่น การจ่ายสาร การควบคุมระดับของเหลว การจัดการภาระความร้อน การควบคุมแรงดัน การผสม และการไหลเวียนซ้ำแบบปรับเปลี่ยนตามความต้องการ ซึ่งเป็นตัวอย่างที่พบบ่อย สำหรับการปรับอัตราการไหลอย่างแม่นยำและเชื่อถือได้ จำเป็นต้องประเมินวงจรทั้งหมด ได้แก่ เป้าหมายของกระบวนการ แรงดันตกคร่อมที่ติดตั้งจริง ช่วงขนาดที่เหมาะสม ตัววาล์ว ชิ้นส่วนภายในวาล์ว แอคチュเอเตอร์ สภาวะการทำงานเมื่อเกิดข้อผิดพลาด และแผนการติดตั้งและปรับแต่ง