در چه شرایطی می توان از شیر پروانه ای به عنوان شیر کنترلی استفاده کرد؟
شرایط استفاده از شیر پروانه ای به عنوان شیر کنترلی
شرایط استفاده از شیر پروانه ای به عنوان شیر کنترلی همیشه فراهم نیست و الزاماتی دارد که باید به آنها توجه کنیم، لذا در این مقاله تصمیم گرفتیم تا این فاکتورهای مهم را با شما به اشتراک بگذاریم تا شما هم بتوانید در زمان درستی دست به انتخاب بزنید و از هزینه های اضافی جلوگیری کنید.
شیرهای پروانه ای و شیرهای کنترلی دو نوع شیر هستند که هر دو معمولاً در کاربردهای مختلف استفاده می شوند. هر دوی آنها با کنترل جریان در یک فرآیند سروکار دارند. در واقع، شیرهای پروانه ای نوعی شیر کنترلی هستند. توانایی شیر پروانه ای برای استفاده به عنوان شیر کنترلی موضوعی است که بسیار مورد بحث است. آیا میتوان از شیر پروانه ای به عنوان شیر کنترلی استفاده کرد؟ و اگر این کار شدنی است، آیا از نظر فنی کار درستی است و یا فقط راهی برای کاهش هزینهها است؟
پاسخ به این سوال، بستگی به کاربرد و پارامترهای اختصاصی پروژه شما و همچنین سایر متغیرها دارد که در هر پروژه متغیر است. ابتدا باید انتظارات خود را نسبت به قابلیتهای شیر در شرایط فرآیند معین، بسنجیم.
در این مقاله، نگاه دقیقتری به کاربرد شیرهای کنترلی پروانه ای خواهیم داشت.
انتخاب بین هزینه و دقت
قبل از انتخاب نوع شیر کنترلی که باید استفاده کنید، باید موارد زیر را در نظر گرفت:
- برای چه کاربردی استفاده میشود؟
- چه میزان کنترل لازم است؟
- بودجه پروژه چقدر است؟
شیر پروانهای به شکل مناسبی به عنوان یک کنترل ولو عمل میکند و به میزان یک گلاب ولو یا سایر انواع کنترل ولوها هزینه ندارد، اما تنها در صورتی این کار امکان پذیر است که در کاربرد مورد نظر، میزان دقت محدود، قابل قبول باشد.
از آنجایی که شیرهای پروانه ای یک انتخاب اقتصادی هستند و جایگزین عالی (و ارزانتر) برای گلاب ولو و سایر شیرهای کنترلی در کاربردهایی هستند که دقت ۱ تا ۲ درصد قابل قبول است درنتیجه شرایط استفاده از شیر پروانه ای به عنوان شیر کنترلی را بررسی می کنیم که از جمله آن شرایط فرآیند تعیین میکند که آیا باید یک شیر پروانه ای با کارایی بالا یا با سیت ارتجاعی انتخاب شود. یک شیر پروانه ای با سیت ارتجاعی، اقتصادی ترین انتخاب است. اگر فشار و دما زیاد نباشد، این نوع شیر باید به خوبی کار کند. اگر فشار و دما از محدودیت های یک سیت ارتجاعی فراتر رود، یک شیر پروانه ای با کارایی بالا ضروری است.
اغلب اوقات شرایط فرآیند، نوع شیر کنترلی پروانه ای مورد نیاز را تعیین میکند، از جمله مقاومت یا عملکرد بالا. عوامل دیگری که بر انتخاب استفاده از شیر پروانه ای برای اهداف کنترلی تأثیر میگذارد، عبارتند از:
فاکتورهای مهم انتخاب شیر پروانه ای به عنوان شیر کنترلی
- هزینه نصب و راه اندازی کمتر
- اندازه کوچکتر به این معنی که هر شیر، هزینه و وزن کمتری دارد.
- وزن کمتر به این معنی که میتوان از نگهدارنده و تکیه گاه کمتری استفاده کرد.
- اندازه فشرده و تناسب
- قطعات کمتر و نگهداری آسان
محدودیتهای شیر پروانه ای به عنوان شیر کنترلی
یک شیر کنترلی پروانه ای برای هر کاربردی مناسب نخواهد بود و نباید صرفاً برای کاهش هزینههای پروژه انتخاب شود. این شیرها محدودیتهایی دارند. به عنوان مثال:
اکثر شیرهای پروانهای دارای ویژگی هستند که اساساً تا زمانی که با زاویه ۴۰ درجه باز شوند، بسته هستند. بین زاویه ۴۰ درجه و ۸۰ درجه، جریان به طور چشمگیری از ۲۰٪ به ۹۰٪ ظرفیت یا بیشتر، افزایش مییابد. حرکت و نوسان آن دقیق نیست و این مسئله که شیر به طور مناسب خاموش نمیشود، به این معنی است که شیر پروانه ای اغلب برای کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق دارند، مناسب نیست.
سایر شیرهای کنترلی، دارای ویژگیهای جریان خطی هستند. طراحی شیر پروانه ای اجازه نمیدهد که ویژگیهای جریان خطی داشته باشد (به دلیل شکل دیسک و ارتباط آن با لوله)، بنابراین کنترل آن را دشوارتر میکند. برای کمک به کنترل دقیقتر شیر، ابزار دقیق و پوزیشنر را باید به شیر اضافه کنیم. همچنین، مطمئن شویم که شرایط فرآیند عملیاتی برای کنترل مناسب، ایده آل است و دمای بیش از حد و سرعت بالا همیشه باید در نظر گرفته شود.
عوامل بهبود عملکرد شیرهای کنترلی پروانه ای معمولاً در مقایسه با کنترل ولو معمولی، ضعیف هستند. این شیرها اغلب مشکلات حفرهای دارند و با کاهش جریان گاز، دچار افت فشار دائمی میشوند. دستیابی به کنترل دقیق، چالش برانگیز است به ویژه در نرخ جریان پایین. اگرچه شیر پروانه ای برای فرآیندهایی که نیاز به کنترل دقیق دارند، مانند مخلوط کردن رنگها یا طعم های غذا، انتخاب مناسبی نیست، اما همچنان در دسته شیر کنترلی جایگاه دارد.
چه زمانی استفاده از شیرهای کنترلی پروانه ای مناسب است؟
در حالی که شیرهای کنترلی پروانه ای برای هر کاربرد فرآیندی مناسب نیستند، مانند مواردی که نیاز به کنترل دقیق دارند، اما نباید استفاده از آنها را به طور کلی مردود شمرد. به عنوان مثال شیرهای پروانه ای برای کاربردهایی از جمله نفت و گاز استفاده میشوند که فشار و جریان باید به طور دقیق نظارت شود، ممکن است برای موقعیت هایی که نیاز به شیرهای کنترلی دارند، مناسب باشند یا نباشند.
شیرهای کنترلی پروانه ای برای کاربردهایی که فضای زیادی وجود ندارد، عالی هستند. این شیرها اغلب کنترل دریچه و تنظیم جریان را ارائه میدهند در حالی که افت فشار کنترل ولو پروانه ای، بسیار کمتر از گلاب ولو است. در اکثر کاربردها، یک کنترل ولو پروانه ای میتواند جایگزین کنترل ولوهای دیگر شود، زیرا آنها:
- تقریباً همان عملکردهای ضروری را ارائه میدهد
- امکانات ایمنی بیشتری دارند
- عملکرد بهتری دارند و مقرون به صرفه هستند
قابلیت کنترل ولو پروانه ای
- نیاز به نگهداری را به حداقل برساند
- کنترل جریان دقیق، پایدار و تنظیم شده را فراهم کند
- خطرات بلایای طبیعی مانند نشتی را کاهش دهد
استفاده از شیرهای پروانه ای به عنوان شیر کنترلی
کارخانههایی که سیالات را پردازش می کنند به ناچار به مزایای شیرهای کنترلی نیاز دارند که میتوانند دقیق اندازه جریان یک فرآیند را تغییر دهند. بیشتر فرآیندهایی که نیاز به شیرهای کنترلی دارند نیز می توانند از شیرهای پروانه ای بهره مند شوند.
با وجود همپوشانی زیاد بین این دو نوع شیر، ممکن است سوال کنیم که آیا آنها با یکدیگر قابل تعویض هستند یا خیر. همانطور که قبلا بیان کردیم، شیرهای پروانه ای نوعی شیر کنترلی هستند زیرا با کنترل و تنظیم جریان مواد در یک فرآیند سروکار دارند.
اگر کاربردی دارید که به کنترل دقیقی نیاز ندارد و در Cv 20-80% شیر پروانه ای کار میکند، این شیرها معمولاً بهترین نوع برای استفاده هستند. شیرهای پروانه ای با مواد بادوام ساخته میشوند و نیاز به حداقل تعمیر و نگهداری دارند و به همین دلیل این شیرها به یک نوع شیر کنترلی مقرون به صرفه تبدیل میشوند.
کاربردهای استفاده از شیرهای پروانه ای به عنوان شیر کنترلی
شیرهای پروانه ای تقریباً در برابر هر ماده ای، بدون توجه به دما، فشار یا مواد شیمیایی موجود، مقاوم هستند. بنابراین، آنها شیرهای کنترلی ایدهآل در کاربردهایی مانند تولید برق هستند، جایی که انرژی در کارخانهها پردازش میشود. شیرهای پروانه ای را باید نوعی شیر کنترلی در نظر گرفت که برای فرآوری روغن و نفت استفاده می شود. این شیرها فقط با موادی ساخته میشوند که در برابر خوردگی مقاومت میکنند، بنابراین ایمنترین و مقرون به صرفهترین گزینه برای هر کاربرد درگیر با مواد شیمیایی واکنش پذیر، هستند.
شیرهای پروانه ای باید برای کنترل تصفیه خانه های آب نیز استفاده شوند زیرا بهترین آب بندی را برای تحمل فشار آب فراهم می کنند.
همچنین شیرهای پروانهای از رایجترین انواع شیرهای مورد استفاده در کاربردهای پرخطر یا بالقوه خطرناک مانند تولید انرژی و فرآوری نفت میباشند، جایی که نشتی میتواند برای محیط زیست و ایمنی پرسنل فاجعه باشد.
به طور کلی، شیرهای پروانه ای را میتوان در کاربردهایی که نیاز به کنترل دارند، استفاده کرد. در واقع، این کار میتواند در هزینههای پروژه، تفاوت قابل توجهی ایجاد کند. در نتیجه برای کاربردهای نیروگاهی که در آن ایمنی بیشترین اهیمت را دارد، ایده آل است. دیسکهای شیرهای پروانه ای بهتر آب بندی میشوند و فرسوده نمیشوند زیرا اصطکاک وجود ندارد. با سطح آب بندی قابل اعتماد و سخت، نشتی را به صفر میرسانند. در حقیقت برای اطمینان از نشتی صفر، سختی سطح آب بندی را افزایش میدهند.
اگر علاقه مند به دانستن بیشتر درمورد شیرهای کنترلی و شیرهای پروانه ای میباشید، پیشنهاد میکنیم که حتما مقاله جامع را در این خصوص مطالعه نمایید. همچنین اگر نیاز به مطالعه بیشتر در این زمینه دارید، پیشنهاد میکنیم که به لینکهای زیر رجوع کنید.
https://johnvalves.com.au/butterfly-control-valves
https://blog.craneengineering.net/when-can-butterfly-valves-be-used-as-control-valves