CN114060580B

CN114060580B - 一种大小调节阀分程调节方法

Info

Publication number: CN114060580B
Application number: CN202111386195.4A
Authority: CN
Inventors: 周磊
Original assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
Current assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
Priority date: 2021-11-22
Filing date: 2021-11-22
Publication date: 2023-10-27
Anticipated expiration: 2041-11-22
Also published as: CN114060580A

Abstract

本发明涉及一种大小调节阀分程调节方法，其中，大小2个调节阀并联安装在相应管道上，共同调节一个工艺参数，该方法包括以下步骤：S1.根据大小2台阀门的流量特性，计算2台阀门总的流通能力；S2.以总流通能力作为单台阀考虑，计算大小阀切换的理论分程点；S3.根据理论分程点，确定大小2台阀门的实际控制区间。通过设置合理的分程控制区间，能够实现在所有工况范围内都具有良好的调节效果，满足工艺要求。

Description

一种大小调节阀分程调节方法

技术领域

本发明涉及调节阀控制领域，具体地涉及一种大小调节阀分程调节方法。

背景技术

工业场合常需要采用调节阀来控制某一工艺参数达到设定状态，如压力、流量、液位、温度等等。而由于调节阀本身特性的限值，所有调节阀并不是在0～100％的所有行程内都具有良好的调节特性。在控制精度要求较高且调节范围很广的场合，采用一台调节阀不能同时兼顾小流量和大流量工况下的调节效果。在这种情况下，可采用一大一小2台调节阀共同调节的方法，小阀用于小流量工况的稳定调节，大阀用于大流量工况下的调节。由于两个阀门使用同一个PID的输出进行控制，合理的选定控制输出的分程点是实现在所有工况范围内都具有良好的调节效果的关键。因此，急需一种大小调节阀分程调节方法，以实现在所有工况范围内都具有良好的调节效果。

发明内容

本发明旨在提供一种大小调节阀分程调节方法，以解决上述问题。为此，本发明采用的具体技术方案如下：

一种大小调节阀分程调节方法，其中，大小2个调节阀并联安装在相应管道上，共同调节一个工艺参数，该方法包括以下步骤：

S1.根据大小2台阀门的流量特性，计算2台阀门总的流通能力；

S2.以总流通能力作为单台阀考虑，计算大小阀切换的理论分程点；

S3.根据理论分程点，确定大小2台阀门的实际控制区间。

进一步地，S1的具体过程为：阀门流通能力以Cv值来表示，假设小阀的额定Cv值为CvA，大阀的额定Cv值为CvB；则2台阀门总的流通能力Cvmax＝CvA+CvB。

进一步地，S2中，对于等百分比流量特性阀门，理论分程点L的计算公式为：L＝1+lg(CvA/Cvmax)/lgR；对于直线流量特性阀门，理论分程点L的计算公式为：L＝[R(CvA/Cvmax)-1]/(R-1)，其中，R为阀门可调比。

进一步地，S3中，设置实际分程点K，使得不等到小阀全开，大阀就已渐渐打开，其中，K<L。

进一步地，实际控制区间为：0～K对应小阀开度为0％～80％，并且K～100％对应大阀开度为0％～100％。

本发明采用上述技术方案，具有的有益效果是：通过设置合理的分程控制区间，能够实现在所有工况范围内都具有良好的调节效果，满足工艺要求。

附图说明

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

图1是分程控制系统的原理框图；

图2是本发明的一种大小调节阀分程调节方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本申请的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1所示，以某一煤气压力调节系统大小阀控制为例(小阀A，大阀B，可调比R＝30),煤气压力PID控制器的输出信号分成两个不同量程范围，带动不同大小的两个调节阀A和B。每个调节阀只能在PID控制器输出信号的某一区段内作全行程的动作，PID控制器输出信号区段的划分需要根据两个阀门的流量特性来确定。具体地，如图2所示，一种大小调节阀分程调节方法可包括以下步骤：

S1、根据2台阀门流量特性，计算2台阀门总的流通能力。

阀门流通能力以Cv值来标示，表示阀的流通能力，每一台调节阀都有其特定的Cv值，该值在阀门选定后是已知的。

假设小阀A额定Cv值为CvA，大阀B额定Cv值为CvB；

则A阀与B阀总的流通能力：

Cvmax＝CvA+CvB；

S2、以总流通能力作为单台阀考虑，计算大小阀切换的理论分程点：

常用调节阀主要有等百分比流量特性及直线流量特性两种。对于等百分比流量特性阀门(单位开度变化引起相对流量变化与该点的相对流量成正比)，开度计算公式：

Cv/Cvmax＝R^(L/Lmax-1)。

对于直线流量特性阀门(单位开度变化引起流量变化是常数)，开度计算公式：

Cv/Cvmax＝(1/R[1+(R-1)L/Lmax]。

以上式中，Lmax＝100％，

当流通能力为CvA时，

对于等百分比流量特性阀门，对应的阀门开度L：

L＝1+lg(CvA/Cvmax)/lgR。

对于直线流量特性阀门，对应的阀门开度L：

L＝[R(CvA/Cvmax)-1]/(R-1)。

通过上式计算，可得到A，B两阀的理论分程点为L。

S3、根据理论分程点，确定大小2台阀门的实际控制区间。

因在调节阀行程的两个端头区域内阀门调节特性不佳(开度>80％后，认为基本失去调节性能)，为使分程调节在全范围内具有较佳的调节特性，可使两个阀有一区段重叠的调节器输出信号，这样不等到小阀全开，大阀就已渐渐打开，从而减小两个阀门调节死区的影响。即，设置一个实际分程点K(K<L)，实际控制区间为：0～K对应A阀开度为0％～80％,并且K～100％对应B阀开度为0％～100％。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims

1.一种大小调节阀分程调节方法，其中，大小2个调节阀并联安装在相应管道上，共同调节一个工艺参数，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1.根据大小2台阀门的流量特性，计算2台阀门总的流通能力，具体过程为：阀门流通能力以Cv值来表示，假设小阀的额定Cv值为CvA，大阀的额定Cv值为CvB；则2台阀门总的流通能力Cvmax＝CvA+CvB；

S2.以总流通能力作为单台阀考虑，计算大小阀切换的理论分程点，具体的，对于等百分比流量特性阀门，理论分程点L的计算公式为：L＝1+lg(CvA/Cvmax)/lgR；对于直线流量特性阀门，理论分程点L的计算公式为：L＝[R(CvA/Cvmax)-1]/(R-1)，其中，R为阀门可调比；

S3.根据理论分程点，确定大小2台阀门的实际控制区间。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，S3中，设置实际分程点K，使得不等到小阀全开，大阀就已渐渐打开，其中，K<L。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，实际控制区间为：0～K对应小阀开度为0％～80％，并且K～100％对应大阀开度为0％～100％。