閥門(mén)口徑的計算
在試圖通過(guò)減小過(guò)程偏差度來(lái)優(yōu)化過(guò)程性能的時(shí)候，有時(shí)會(huì )出現閥門(mén)口徑選得太大的情況。這是由于使用與管線(xiàn)等徑的閥門(mén)引起的，尤其是使用大流通能力的旋轉閥、以及在過(guò)程設計的不同階段保守地加入多個(gè)安全系數。
閥門(mén)口徑選得太大會(huì )從兩個(gè)方面影響過(guò)程偏差度。*，口徑太大的閥門(mén)把太多的增益放在閥門(mén)上，而把較小的靈活性留給控制器的調整。*性能發(fā)生在大部分的回路增益由控制器提供的時(shí)候。請注意在圖2-5 的增益曲線(xiàn)里面，過(guò)程增益在低于約25%的閥門(mén)行程區域里變得非常高。如果閥門(mén)口徑太大，會(huì )使得閥門(mén)更有可能在或接近這個(gè)區域工作。這個(gè)很高的增益可能意味著(zhù)控制器的增益需要減小以避免回路的不穩定問(wèn)題。當然，這就意味著(zhù)增加過(guò)程偏差度的懲罰。
口徑太大的閥門(mén)影響過(guò)程偏差度的第二個(gè)方面是一個(gè)口徑太大的閥門(mén)有可能頻繁地在閥門(mén)的較小開(kāi)度下工作。在閥門(mén)的較小開(kāi)度處，密封摩擦力比較大，尤其是在旋轉閥里。由于一個(gè)口徑太大的閥門(mén)對于一個(gè)給定的閥門(mén)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)現象會(huì )大大地增加由于摩擦力引起的與死區有關(guān)的過(guò)程偏差度。
不考慮它的實(shí)際固有閥門(mén)特性，一個(gè)超大口徑的閥門(mén)趨向于象快開(kāi)閥門(mén)一樣地動(dòng)作，這會(huì )在較小的開(kāi)度區域引起很高的安裝過(guò)程增益。另外，閥門(mén)口徑選得太大，閥門(mén)趨向于在相對低的行程處就達到系統的流通能力，使得流量曲線(xiàn)在較高的閥門(mén)行程處變得更加平坦。對于超過(guò)50% 的閥門(mén)行程，這個(gè)閥門(mén)對于過(guò)程控制而言已經(jīng)變得無(wú)效了，因為過(guò)程增益接近零，并且閥門(mén)行程的很大變化只會(huì )引起流量的微小變化。結果是在這些區域根本沒(méi)有希望取得可以接受的過(guò)程偏差度。
閥門(mén)被錯誤地用在該應用場(chǎng)合，因為它有這樣一個(gè)窄的控制范圍（約25%至45%）。這個(gè)情況是因為選擇了一個(gè)與管線(xiàn)等徑的蝶閥而引起的，主要是由于它的低成本，而且沒(méi)有考慮到調節閥（控制閥）的低劣動(dòng)態(tài)性能會(huì )犧性過(guò)程偏差度從而引起利潤損失。
不幸的是，這種情況經(jīng)常重復。過(guò)程控制研究表明，對于某些工業(yè)，目前在過(guò)程控制回路里的大多數閥門(mén)相對于它們的應用工況都選得太大。這可能看起來(lái)是違反直覺(jué)的。但是通常具有經(jīng)濟意義的是針對目前的工況選擇一個(gè)調節閥（控制閥），然后當工況改變時(shí)更換這個(gè)閥門(mén)。
選擇一個(gè)閥門(mén)的時(shí)候，重要的是考慮閥門(mén)的類(lèi)型、固有特性、以及可以為該應用場(chǎng)合提供可能的zui寬的控制范圍的閥門(mén)口
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