如何确定控制阀的压差

控制阀压差的确定

分析：这是同一管路上有两个调节回路的情况，为了保证两台控制阀皆能起到很好的调节作用，核算一台控制阀时，应将另外一台控制阀视为阻力元件，将其阻力降纳入管路总阻力降中，来分别核算控制阀的阻比S，使S值皆≥0.3。

      1）首先根据工艺流程及设备布置图构想出管系走向，此处仅画出如图14所示的计算示意图。

      2）根据管系走向图及操作条件求管路压降。
      qvmax=1.34m3/h。根据管系走向图可计算管线总长度为93m，并且计算出管道阻力降为0.0165MPa。
      考虑阻力降有控制阀15%的裕量，则管道阻力降为（0.0165+0.01）*1.15=0.027MPa

      3）控制阀压差
      取两台控制阀有相同的压差Δp1min，S=0.4，则由式（16）得任何一台控制阀有关系式：
      则得控制阀压差Δp1min=0.054MPa

      4）确定泵的扬程
      由式（18）得泵扬程为H=（0.803-0.7+0.027+0.054*2）*100/0.643+（11.7-3.18）=45.5m
      考虑泵有10%的扬程裕量，扬程应为45.5*1.1＝50.05m。
      查泵产品样本，选用50m扬程的泵。

      5）确定控制阀压差
      考虑实际控制阀两头有大小头等，最终取控制阀压差ΔP1min=0.05MPa。

      6）计算控制阀S
      由于管路总阻力降为Δp=0.7-0.803+45.5*0.643/100-（11.7-3.18）*0.643/100=0.135MPa
      则S=0.05/0.135=0.37＞0.3，说明控制阀压差符合要求。

      3.4 例4
      如图15所示的工艺流程及操作条件，试确定控制阀的压差。
      分析：这是物料呈自流的情况，由于接收容器为间歇操作，应用其可能出现的最高液位来计算控制阀压差。为了保证控制阀能起到很好的调节效果，应使S≥0.3。并用下述方法确定控制阀差压。

      1）首先根据工艺流程及设备布置图构想出管系走向，此处仅画出如图16所示的计算示意图

      2）根据管系走向图及操作条件求管路压降
      qvmax=0.47m3/h。根据管系走向图可计算管线总长度为20m，并且计算出管道阻力降为0.022MPa。
      考虑阻力降有15%的裕量，则管道阻力降为0.022*1.15＝0.025MPa。

      3）求控制阀压差
      由式（15）得控制阀压差为Δp1min=（12-7.8）*0.667/100-0.025=0.003MPa

      4）核算控制阀S
      由式（16）得S=0.003/（0.003+0.025）=0.11<0.3，说明控制阀压差太小。

      5）调整管路重新求管路压降
      由上述计算知控制阀不能很好地工作，需要调整管路以降低管路压降。并且将管内径放大至19mm，计算出管道阻力降为0.002MPa。
      考虑阻力降有15%的裕量，则管道阻力降为：0.002*1.15=0.0023MPa。

      6）重新求控制阀压差
      由式（15）得控制阀压差为Δp1min=（12-7.8）*0.667/100-0.0023=0.0257MPa

      7）核算控制阀S并取控制阀压差
      由式（16）得S=0.0257/（0.0257+0.0023）=0.92>>0

      3  说明控制阀压差可行
      考虑实际控制阀两头有大小头等，最终取控制阀压差ΔP1min=0.02MPa。
      从上述计算可知，对于物料呈自流的情况，当控制阀压差不能满足要求时，可加大管道直径。这样管路阻力降减少明显，使得控制阀压差加大，从而达到使控制阀阻比S≥0.3的目的。

      4 结束语
      从某种程度上来说，控制水平代表了装置的技术水平。随着计算机在工业装置中的推广应用，装置中的控制回路将越来越多，而确定的控制阀压差的准确性和合理性 是控制系统能否正常投运的关键。本文从基本概念开始，结合几个具有代表性的工程实例，详细讲述了控制阀压差的确定方法，以期解决工艺系统设计中控制阀压差确定的难点和疑惑。

      参考文献
      1 施俊良 控制阀的选择 北京：中国建筑工业出版社，1986．
      2 汪寿建 化工厂工艺系统设计指南．北京：化学工业出版社，1998
      3 陆德民，张振基，黄步余等 石油化工自动控制设计手册（第三版）.北京：化学工业出版社，2000．

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