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氣動薄膜調節閥在膜分離裝置的應用

     膜分離裝置利用不同氣體滲透膜分離速率不同,回收有用氣體。根據膜分離器的特點,需利用氣動薄膜調節閥對壓力、溫度、液位等進行自動控制。 

1、氣動薄膜調節閥工作原理和結構 
  氣動薄膜調節閥根據氣壓信號大小,通過改變閥芯的行程來改變閥的阻力,來完成調節管道介質的流量、壓力、溫度等各種工藝參數。其結構主要由執行結構和調節機構組成。執行機構接受氣壓信號進入膜室,產生的推力改變閥芯行程。調節機構是一個局部阻力可變的節流元件,在執行機構的帶動下閥芯在閥體內移動,改變了閥芯與閥座之間的流通面積,即改變了閥的阻力,達到控制工藝參數的目的。 
2、氣動薄膜調節閥流量特性的選擇 
  理想流量特性是在閥前后壓差固定的情況下得到的流量特性,它決定于閥芯的形狀,因此也稱之為結構特性。常用的理想流量特性有,直線流量特性:調節閥的相對流量與相對開度成直線關系。等百分比流量特性:其單位相對行程的變化引起的相對流量的變化與此點相對流量成正比例。實際工作中,由于管道阻力存在,調節閥的流量特性會發生畸變,使調節性能變差。 
  對于膜分離裝置來說,其壓力,液位控制給定值變化小,工藝過程主要變量變化小,宜選擇直線流量特性。溫度控制由于其特點,需要更好的控制,宜選擇等百分比流量特性。 
3、氣動薄膜調節閥的流量系數及口徑選擇 
 。1)流量系數:國際單位制(SI)下,溫度5~40℃的水,在100Kpa壓差下,每小時流過調節閥的立方米數,其大小反映調節閥流通能力。 
 。2)調節閥口徑計算及開度驗算。在壓力、液位、溫度不同自調系統中等參數千差萬別,而調節閥的流量系數又是100KPa壓差下,介質為常溫水時測試的。應結合實際的工況條件,把各種實際參數帶入相應的計算公式得出,再與調節閥具有的流量系數比較,選出適當的調節閥口徑?趶竭x擇之后,還要進行開度K的驗算,并符合以下要求:直線流量特性:10%≤K≤80%;等百分比流量特性30%≤K≤90%。 
4、氣動薄膜調節閥結構形式的選擇 
  一般情況下,應首選普通單、雙座閥和套筒閥。此類調節閥結構簡單,閥芯形狀易于加工,比較經濟。膜分離裝置某些應用場合下,由于高靜壓及壓差大的,可以選擇高壓角式閥。 
  氣開氣關的選擇是根據工藝生產的安全角度來考慮。當氣源切斷時,調節閥是處于關閉位置安全還是開啟位置安全。對于膜分離裝置來說,為保護膜分離器,一般選擇氣開型調節閥。 
5、氣動薄膜調節閥材料的選擇 
  調節閥的材料選擇對調節閥的使用質量至關重要,對不同的零件的選材也有區別。閥體、閥蓋要求承受截止壓力、溫度和腐蝕。特別注意介質在不同溫度下,材料的最大允許工作壓力的要求。閥內件包括閥芯,閥座等,由于不構成調節閥受壓部分,此部分除要求耐溫,耐腐蝕外,還要求耐磨,耐沖刷。例如膜分離裝置來的某些應用場合存在壓差大情況,為增加耐磨性應進行硬化處理。 
6、氣動薄膜調節閥主要附件的功能介紹 
 。1)電氣閥門定位器:其主要作用能夠增大調節閥的輸出功率,減少調節信號的傳遞滯后,加快閥桿的移動速度,能夠提高閥門的線性度,克服閥桿的磨擦力并消除不平衡力的影響,從而保證調節閥的正確定位。 
 。2)電磁閥:適用于遙控、聯鎖系統實現氣路自動關閉,使調節閥開或關的場合。 
 。3)空氣過濾減壓閥:將壓縮空氣系統的氣源壓力調整所需的壓力值,并除去氣源中的灰塵和雜質。 
 。4)行程開關:主要用于運行人員確認調節閥開度,實現閥門狀態的指示。 
7、主要性能指標 
  調節閥的主要性能指標包括,基本誤差、回差、填料函及其它連接處的密封性、氣室的密封性、耐壓強度等。 
 。1)基本誤差:正反行程檢驗各點理論值與實測值最大差值的絕對值。 
 。2)回差:同一校驗點正、反行程最大差值的絕對值。 
 。3)填料函及其他連接處的密封性:用1.1倍公稱壓力的室溫水,持續時間不少于3min。觀察填料函及其它連接處有無泄漏。 
 。4)氣室的密封性:將設計規定的額定壓力的氣源通入密封氣室內,切斷氣源。觀察5min內,觀察薄膜氣室內的壓力下降不得大于2.5kpa。 
 。5)耐壓強度:用1.5倍公稱壓力的室溫水,使所有在工作受壓的閥腔同時承受不少于3min的試驗壓力,試驗期間閥受壓部分不應有肉眼可見的滲漏。 
8、結語 
  氣動薄膜調節閥是化工企業廣泛使用的儀表之一,其準確正常地工作對膜分離裝置的正常運行和安全生產有著重要的意義。對保證膜分離裝置長期穩定運行,降低成本,提高效益起到積極的促進作用。而調節閥合理選型,是確保調節閥正常穩定工作的第一步。因此加強對氣動薄膜調節閥的知識的學習,是一名自控人員必備的素質。
 
 
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