提高過程控制閥的效率
發布時間：2020-10-09 來源：控制工程網
控制閥用于控制液體或氣體的流量，進而控制過程中的溫度、壓力或液位。通常，閥門是由控制流體的方式來定義的，包括截止閥、角座閥、隔膜閥、直角回轉球閥、閘閥和針閥等。在大多數情況下，閥體由金屬制成：黃銅、鍛鋼或在衛生應用中使用的316不銹鋼。
執行器使用板載系統來測量閥門的位置，根據不同的應用情況精度也各不相同。非接觸式數字編碼器可以非常精確的將閥控制在上千個位置上。更基本的測量可以應用于對靈敏度要求較低的設計。
在選擇控制閥時，爭論的主要領域之一是如何確定所需閥門的尺寸。通常情況下，工藝工程師會知道應用中使用的管道直徑，很容易將其作為控制閥的決定性特征。但更重要的是系統內的流動條件，因為這些條件將決定控制閥內的閥嘴尺寸。在決定閥門設計時，閥門兩側的壓力和預期流量也是必不可少的信息。
盡管選擇過程控制閥是一項復雜的任務，但在專業知識的幫助下，通常可以選擇出最優閥門。圖片來源：CFE
效率提升
在閥體內，執行器通常選擇活塞式或隔膜式。活塞閥通常更小、更緊湊，比隔膜閥更輕巧，也更易于操作。執行器通常由耐化學腐蝕的不銹鋼或聚苯硫醚（PPS）制造。執行器包括控制頭或定位器。
老式的氣動定位器有一個擋板/噴嘴裝置，并在3-15psi的系統壓力下運行，因此無論閥門處于什么狀態：打開、關閉或介于兩者之間的某個位置，系統始終會將一些壓縮空氣排入大氣。
壓縮空氣的生產需要耗費大量能源，價格比較高，而當生產線配置多個排大氣的過程控制閥時，可能會浪費大量能源。重要的是，不僅要優化閥門設計，還要考慮年度運行成本，從而實現最經濟有效的解決方案。
現代化的數字式電動氣動閥，使用微電磁閥控制進出執行器的空氣，實現了重大改進，便于運行人員操作。這種設計意味著，在閥門完全打開、完全關閉或處于穩定狀態時，它不會消耗任何壓縮空氣。這些改進以及其它工程方面的提升，實現了經濟性和精度方面的實質性進步。
精度和可靠性
在標準閥體內，閥座可以互換，這樣就適用于現有管道系統，并且可以更精確地適應實際應用規格。在某些情況下，可以在閥門安裝后實現，這樣就可以在不更換整個閥門組件的情況下適應工藝變化。
選擇最合適的密封材料是確保可靠運行的重要步驟。蒸汽處理一般使用金屬對金屬密封，而包含滅菌工藝的過程，可能需要使用化學密封。
設置和安裝新閥門更容易，而且耗時更少。內置的校準程序能夠自動執行初始設置程序，測量打開和關閉閥門所需的空氣、閥桿上的活塞密封圈的電阻以及閥門本身的響應時間。（作者：Damien Moran）