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自動調(diào)節(jié)閥:如何評估ACV應(yīng)用

來源:上海自動化儀表有限公司作者:發(fā)表時間:2018-08-02 10:09:52


    隨著自動化和計算機聲稱在水庫和高架水箱的操作和控制方面立足,工業(yè)將閥門控制從機械自動調(diào)節(jié)閥(ACV)轉(zhuǎn)移到驅(qū)動蝶閥和球閥。主要原因?執(zhí)行器可由SCADA系統(tǒng)控制,SCADA系統(tǒng)幾乎普遍在現(xiàn)代水系統(tǒng)中實施。因此,許多水系統(tǒng)管理者和操作員已經(jīng)停止購買多年來一直是標準的機械高度閥。
什么是高度閥?
    一個高度閥是使用從貯存罐或到一個高度敏感的導(dǎo)頻的感測線的機械閥,其允許閥打開或關(guān)閉,以保持水的使用者設(shè)定的水平。高度閥可以設(shè)計成在水位開始下降時打開,通常在1到2英尺(0.3米到0.6米)左右,或者可以配備以允許用戶調(diào)節(jié)水位的下降以允許更多的水箱或水庫翻轉(zhuǎn)。
    當水箱或水庫位置沒有電源或者向該位置供電時成本極高時,仍然使用高度閥。它們也更適合寒冷氣候,其中儲層中的頂層冰可能干擾電子測量。對于沒有預(yù)算來實施SCADA系統(tǒng)的小型供水供應(yīng)商,機械高度閥仍然是最佳選擇。
圖1:典型的高度閥和安裝


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自動調(diào)節(jié)閥如何工作?
    所有隔膜自動調(diào)節(jié)閥的工作原理相同 - 使用橡膠隔膜將上部控制室與在閥門運行時通過閥門的實際水分開。通過控制進入或離開控制室的水,閥門可以完全打開,關(guān)閉滴水或調(diào)節(jié)到其間的任何位置。
圖2:顯示上控制室的調(diào)節(jié)閥
 

QQ截圖20180802101016.jpg


ACV的優(yōu)點是什么?
    第一個關(guān)鍵優(yōu)勢是ACV設(shè)計用于調(diào)節(jié)和控制所有不同流量的水,而蝶閥最初設(shè)計為開啟或關(guān)閉閥門。執(zhí)行器的出現(xiàn)允許蝶閥被調(diào)制,但這不是蝶閥真正設(shè)計的目的。只打開一點點的蝶閥和球閥很容易產(chǎn)生氣穴 - 沒有什么可以阻止或控制它。
    許多ACV制造商也可以選擇防氣蝕裝置,當系統(tǒng)提供大的入口壓力時,可以在液位調(diào)節(jié)閥中進行。作為一般經(jīng)驗法則,只要入口壓力比儲液罐的頂部壓力(產(chǎn)生背壓)高三倍以上,閥門就會產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。這種氣蝕會嚴重損壞閥門,并產(chǎn)生大量噪音和振動。配備工程防氣蝕裝置的ACV可以阻止所有氣蝕損壞,并使閥門靜音并減少振動。
    幾乎所有的ACV都可以在線維修,而無需將它們從安裝它們的線路上移除。這樣可以在停機時間更短的情況下實現(xiàn)更快速的服務(wù) - 這對于盡可能保持系統(tǒng)運行至關(guān)重要。
ACV的成本通常高于使用致動蝶閥或球閥的成本。但是,雖然使用三相電源來運行電動執(zhí)行器可能是昂貴的,但具有用于氣動致動器的空氣管路的壓縮機的成本是相同的。ACV不需要這些額外費用。在電源故障的情況下,執(zhí)行器的電池備份是額外費用。
ACV能夠輕松地為先導(dǎo)系統(tǒng)添加更多功能,使閥門更加靈活。向機械A(chǔ)CV添加壓力維持特征或流速特征是便宜的。
ACV的電子控制
    過去,所有自動調(diào)節(jié)閥都是使用機械先導(dǎo)控制和操作的,這是一種經(jīng)過驗證的可靠技術(shù),但在當今的水系統(tǒng)中,通過SCADA系統(tǒng)進行控制和反饋是一項理想的功能。這是水系統(tǒng)管理人員和顧問轉(zhuǎn)向電動或氣動控制蝶閥的主要原因。但事實并非如此。大多數(shù)自動調(diào)節(jié)閥制造商現(xiàn)在已經(jīng)調(diào)整其ACV以便以電子方式操作和控制。
    有幾種不同的方法,但最常見的是將電磁閥安裝到先導(dǎo)系統(tǒng)中,控制流入和流出控制室的水。有一個電磁閥,當打開一段受控的時間后,允許水進入控制室并開始關(guān)閉閥門。當?shù)诙姶砰y打開一段受控的時間時,允許水從控制室中流出,進而使ACV打開一定量。
    通過控制多少水移入或移出控制室,可以打開,關(guān)閉或調(diào)節(jié)閥門。這些電磁調(diào)節(jié)閥可以根據(jù)用戶想要打開或關(guān)閉的閥門進行脈沖打開和關(guān)閉,或者將ACV的開度調(diào)節(jié)到精確位置。所需要的只是一個控制器(獨立式PLC或SCADA控制器),帶有一個到控制器的反饋傳感器。然后,控制器從液位傳感器獲得反饋,并通過脈沖電磁閥打開或關(guān)閉閥門來調(diào)節(jié)ACV。
圖3:電子控制的ACV
 

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提高信心的其他選擇
    電子控制允許ACV的良好調(diào)節(jié)和反饋,但在電源故障或停電期間,這一切都會發(fā)生變化。通過電池備份,可以將ACV和驅(qū)動蝶閥編程為完全關(guān)閉,完全打開或保持最后位置 - 但這可能會產(chǎn)生嚴重的副作用。如果在電源故障期間將閥門編程為關(guān)閉,則在整個停機期間不會對油箱或油箱進行填充 - 因此如果停電時間過長,油箱可能會排水很低或完全排水。
如果閥門保持打開狀態(tài),水箱會溢出,大量的水會流失 - 這會浪費金錢和寶貴的資源。
    與驅(qū)動蝶閥不同,ACV(如圖3所示是電子控制的)也可以在閥門上添加標準機械液位控制先導(dǎo)閥(高度先導(dǎo)閥)作為電源故障時的備用。這樣,閥門不需要打開或關(guān)閉,但可以由機械先導(dǎo)閥控制,并允許油箱保持填充,然后在達到所需水平時關(guān)閉。換句話說,它是兩個世界中最好的,并確保系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài) - 即使在油箱或油庫位置的電源問題。
概要
    隨著供水行業(yè)繼續(xù)轉(zhuǎn)向電子控制,使用配備電子螺線管的自動調(diào)節(jié)閥是水箱和水庫水位控制的更好選擇。通過添加機械備用先導(dǎo)系統(tǒng)來控制電源故障或停電期間,系統(tǒng)可以繼續(xù)工作并保持最佳水位。如果發(fā)生氣穴現(xiàn)象,添加防氣蝕裝置使自動調(diào)節(jié)閥成為持久液位控制和保證備用的多功能選擇。