閥門口徑的計(jì)算
在試圖通過減小過程偏差度來優(yōu)化過程性能的時(shí)候，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)閥門口徑選得太大的情況。這是由于使用與管線等徑的閥門引起的，尤其是使用大流通能力的旋轉(zhuǎn)閥、以及在過程設(shè)計(jì)的不同階段保守地加入多個(gè)安全系數(shù)。
閥門口徑選得太大會(huì)從兩個(gè)方面影響過程偏差度。*，口徑太大的閥門把太多的增益放在閥門上，而把較小的靈活性留給控制器的調(diào)整。*性能發(fā)生在大部分的回路增益由控制器提供的時(shí)候。請(qǐng)注意在圖2-5 的增益曲線里面，過程增益在低于約25%的閥門行程區(qū)域里變得非常高。如果閥門口徑太大，會(huì)使得閥門更有可能在或接近這個(gè)區(qū)域工作。這個(gè)很高的增益可能意味著控制器的增益需要減小以避免回路的不穩(wěn)定問題。當(dāng)然，這就意味著增加過程偏差度的懲罰。
口徑太大的閥門影響過程偏差度的第二個(gè)方面是一個(gè)口徑太大的閥門有可能頻繁地在閥門的較小開度下工作。在閥門的較小開度處，密封摩擦力比較大，尤其是在旋轉(zhuǎn)閥里。由于一個(gè)口徑太大的閥門對(duì)于一個(gè)給定的閥門行程增量會(huì)產(chǎn)生一個(gè)不成比例地大的流量改變，這個(gè)現(xiàn)象會(huì)大大地增加由于摩擦力引起的與死區(qū)有關(guān)的過程偏差度。
不考慮它的實(shí)際固有閥門特性，一個(gè)超大口徑的閥門趨向于象快開閥門一樣地動(dòng)作，這會(huì)在較小的開度區(qū)域引起很高的安裝過程增益。另外，閥門口徑選得太大，閥門趨向于在相對(duì)低的行程處就達(dá)到系統(tǒng)的流通能力，使得流量曲線在較高的閥門行程處變得更加平坦。對(duì)于超過50% 的閥門行程，這個(gè)閥門對(duì)于過程控制而言已經(jīng)變得無效了，因?yàn)檫^程增益接近零，并且閥門行程的很大變化只會(huì)引起流量的微小變化。結(jié)果是在這些區(qū)域根本沒有希望取得可以接受的過程偏差度。
閥門被錯(cuò)誤地用在該應(yīng)用場(chǎng)合，因?yàn)樗羞@樣一個(gè)窄的控制范圍（約25%至45%）。這個(gè)情況是因?yàn)檫x擇了一個(gè)與管線等徑的蝶閥而引起的，主要是由于它的低成本，而且沒有考慮到調(diào)節(jié)閥（控制閥）的低劣動(dòng)態(tài)性能會(huì)犧性過程偏差度從而引起利潤(rùn)損失。
不幸的是，這種情況經(jīng)常重復(fù)。過程控制研究表明，對(duì)于某些工業(yè)，目前在過程控制回路里的大多數(shù)閥門相對(duì)于它們的應(yīng)用工況都選得太大。這可能看起來是違反直覺的。但是通常具有經(jīng)濟(jì)意義的是針對(duì)目前的工況選擇一個(gè)調(diào)節(jié)閥（控制閥），然后當(dāng)工況改變時(shí)更換這個(gè)閥門。
選擇一個(gè)閥門的時(shí)候，重要的是考慮閥門的類型、固有特性、以及可以為該應(yīng)用場(chǎng)合提供可能的zui寬的控制范圍的閥門口
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