控制阀(自动调节阀)最大的优势在于:无需人工介入即可将温度、压力、流量等过程条件连续地保持恒定,同时减少质量波动和调整所需的人力。手动阀的作用仅限于”开启、关闭””大致调整到某一开度”,对负荷变动的跟随则依赖于操作人员的判断和操作。与此相对,控制阀会根据传感器传来的信号持续自动修正开度,因此在生产效率、稳定性、省人化方面往往更具优势。以下将梳理二者的差异以及导入判断的思路。
本文要点
- 控制阀能自动跟随负荷变动,将条件连续地保持恒定
- 与手动阀的差异在于通过”调整自动化”实现质量稳定、省人化、减少能源浪费
- 效果因用途、变动幅度、控制方式而异,因此在梳理条件的基础上进行选型是前提
控制阀与手动阀的区别
控制理念存在根本性差异
手动阀由操作人员在现场决定开度,并根据需要进行调整。在条件几乎不变的稳定运行生产线上,它可以充分发挥作用;但一旦出现供给压力波动或负荷增减,就需要每次巡查并重新调整。
另一方面,控制阀会将压力、温度、流量等测量值通过控制设备进行反馈,并根据与目标值(设定值)的偏差自动修正开度。即使没有人员时刻值守,也易于将条件持续保持在目标范围内,这是二者的重大区别。
自动控制带来的生产效率变化
在生产效率方面,主要可期待以下效果。由于程度都会因条件而异,以下仅为一般性倾向。
质量稳定是具有代表性的优势。温度和压力的波动变小,有助于抑制不良品和返工的发生。其次是省人化。无需频繁的手动调整,操作人员可以将时间投入到附加值更高的工作中。此外,通过抑制过量供给和无谓的排放,在某些情况下还有助于降低蒸汽、冷却水等能源损耗。
判断是否导入时的着眼点
并非将所有阀门都自动化就好。作为判断的参考,首先确认负荷变动的幅度和频率。变动越大、调整发生越频繁的部位,自动化的效果往往越明显。
其次,明确想要控制的量(是温度、压力还是流量)以及所需的精度。在此基础上,不仅要梳理最大流量,还要理清最小流量、差压等条件,这样更容易避免口径或可调比(rangeability)的过大或不足。若在条件不明确的情况下仅凭口径进行选型,可能无法获得预期的控制性能,因此需要注意。
常见问题
Q1. 是否应将手动阀全部更换为控制阀?
A1. 不能一概而论。对于条件几乎恒定的部位,有时手动阀已足够。现实的做法是,从变动大、调整频率高的部位开始考虑。
Q2. 应从哪种控制量开始考虑自动化?
A2. 一般来说,应优先从与质量或安全直接相关且变动较大的量入手。请先梳理清楚想要保持恒定的是温度、压力还是流量。
Q3. 使用控制阀精度是否必然提高?
A3. 并非”必然”。只有在传感器、控制设备、阀门的选型与条件相匹配的前提下,才能获得预期的控制性能。这需要以整个系统为对象进行研究。
Q4. 口径按配管尺寸来配就可以了吗?
A4. 配管尺寸与阀门的合适口径不一定一致。由于需要根据流量、差压等条件进行计算,只要条件明确,即可进行选型咨询。
Q5. 不清楚最小流量时该怎么办?
A5. 仅凭最大流量选型,可能导致可调范围不足。若运行范围的下限不明确,请连同预期的运行模式一并咨询。
Q6. 能否支持既有阀门的更新?
A6. 大多数情况下可以支持。若能提供既有阀门的型号、口径、连接规格和运行条件,将更便于推进同等品或适配品的选型。
总结
控制阀通过自动跟随负荷变动、将条件连续地保持恒定,易于带来质量稳定、省人化、降低能源损耗等生产效率提升。不过,效果的程度会因用途、变动幅度、控制方式而异,因此在梳理条件的基础上进行选型必不可少。
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