9.6 Выбор регулирующего клапана

В производственном процессе регулирующий клапан является частью трубопровода. При изменении расхода меняется и перепад давления на клапане.

Д ля клапана, установленного на трубопроводе, зависимость расхода среды (q) от хода регулирующего oргана (h), то есть форма кривой реальной пропускной способности клапана, является функцией параметров работающего трубопровода и собственной пропускной характеристики клапана (рис. 9.1). На регулирующем клапане имеют место изменения перепада давления.

Особенности промышленного трубопровода описываются характеристическими параметрами:

где - перепад давления на клапане при максимальной скорости потока;

- перепад давления на клапане в закрытом состоянии;

- максимальное давление;

- диаметр трубы.

Полученное уравнение применяют при расчетах в трубопроводах с регулируемым давлением. Схема включения регулятора показана на рис. 9.2.

9.7 Конструкции регулирующих органов

Регулирующие органы предназначены для изменения расхода среды, энергии или каких-либо других параметров, обеспечивающих заданный режим работы объекта. Наиболее широко применяются дроссельные регулирующие органы, которые управляют расходом среды, путем изменения диаметра проходного сечения. К ним относятся:

- клапаны;

- заслонки;

- шиберы;

- шаровые исполнительные устройства.

Рассмотрим основные параметры, характеризующие регулирующие органы в зависимости от вида регулируемой среды и условий эксплуатации.

Пропускная способность - - это расход жидкости плотностью , проходящей через регулирующий орган при перепаде давления в нем .

Условная пропускная способность - расход жидкости в кубических метрах в час при максимальном (условном) ходе затвора, который определяется типом регулирующего органа и диаметром присоединительных патрубков (условный проход).

9.8 Регулирующие клапаны

Клапаны предназначены для регулирования жидких компонентов - воды, щелоков, наполнителей и пара. Регулирующие клапаны выпускаются серийно стандартными диаметрами. В зависимости от диаметра условного прохода используются одно- и двухседельные клапаны, рис. 9.3.

Односедельным клапанам требуется более мощный исполнительный механизм, так как на шток воздействует сила давления среды.

В двухседельных клапанах сила, развиваемая исполнительным механизмом, затрачивается только на перемещение регулирующего органа независимо

от давления и скорости протекания жидкости, однако они менее герметичны, чем односедельные клапаны.

Основным требованием к регулирующему клапану является соотвествие его регулирующей характеристики расчетному значению расхода регулируемой среды. Правильно подобранным считается такой клапан, при открытии которого на 40-60 % обеспечивается нормальный расход среды. При открытии клапана на 15-85 % он должен обеспечить расход среды во всем диапазоне от минимального до максимального значения.

Если выбрать клапан с максимальной пропускной способностью выше расчетной, то даже небольшое перемещение регулирующего органа приведет к резким изменениям расхода и усложнит процесс регулирования параметров.

Регулирующие органы имеют линейную или равнопроцентную пропускные характеристики, рис. 9.1. Из приведенной зависимости можно сделат вывод, что при уменьшении давления среды в трубопроводе коэффициет передачи регулирующего органа существенно меняется при линейной пропускной характеристике и практически остается постоянным при равнопроцентной пропускной характеристике.

Таким образом, если в системе автоматического регулирования основными являются внешние возмущения (изменение загрузки аппарата и др.), то необходимо использовать регулирующий орган с линейной пропускной характеристикой. Если же основное возмущение поступает по каналу регулирования, то следует применять клапан с равнопроцентной пропускной харатеристикой.