结构推理
图为一加热器。利用工艺上主要介质的废热来加热某物料,物料的出口温度需要保持恒定。为此设计温度控制系统,利用改变进入加热器的载热体流量来控制物料出口温度。但由于载热体为工艺上的主要介质,其总流量是不能改变的,且其废热用来加热物料有足够的余量。试根据上述情况选择控制阀的型式,并画出其控制方案图。
【正确答案】解应选择三通控制阀,具体控制方案可采用如图(1)(a), (b)两种方案。
(1)
图(1)(a)的三通阀安装在载热体进口管线上,应采用三通分流阀,用来控制进入加热器的载热体流量与其旁路流量的比例,这样既可以改变进入加热器的载热体流量,又可以保持载热体的总流量不受影响。当物料出口偏高时,通过三通控制阀,来减少进入加热器的载热体流量,相应就有较多载热体从旁路经过,这样就可以使物料出口温度下降,起到恒定物料出口温度的控制作用。由于载热体的废热用来加热物料有足够的余量,所以在正常工况下,只要有一部分载热体进入加热器就足以使物料出口温度恒定在所希望的温度,而其余的载热体从旁路通过,以保证总的载热体流量不变。
图(1)(b)的三通阀安装在载热体从加热器的出口管线上,这时应采用合流阀。一部分载热体从加热器通过,另一部分载热体从旁路通过,经合流阀汇合在一起,以保证载热体的总流量不变。其作用也是用来控制进入加热器的载热体流量与其旁路流量的比例,以达到恒定物料出口温度的目的。
为了保持载热体的总流量不变,又要控制进入加热器的载热体流量,以达到控制出口物料温度的目的,一般不宜采用直通阀安装在进入加热器的管线或安装在旁路上的方案。如图(2)(a)、(b)所示。
(2)
分析图(2)(a)的方案,可以知道与控制阀并联的有一旁路管线。图(2)(b)的方案,与控制阀并联的是加热器。由于旁路及加热器,对于流体的阻力都是比较小的,所以会使分流比x值大大减小。由于x小,会使控制阀流量特性发生严重畸变,阀的实际可调范围大大降低,以致不能很好地发挥控制作用。而且由于旁路及加热器本身的阻力小,使控制阀的前后压降很小,为了能通过足够的载热体流量,阀的口径要选得很大,造成设备投资上的浪费。所以图(2)所示的采用直通阀的控制方案是不合理的。
【答案解析】