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Sep 11, 2023

제어 밸브 지정 시 주요 고려 사항

2017년 3월 1일 | 작성자: Satyendra Kumar Singh, Simon India Ltd.

2017년 3월 1일 | 작성자: Satyendra Kumar Singh, Simon India Ltd.

설계 단계에서 제어 밸브를 정확하게 지정하려면 이 지침을 따르십시오.

제어 밸브는 화학 공정 산업(CPI)에서 사용되는 가장 일반적이고 중요한 장비 중 하나입니다. 연결된 파이프의 유체 흐름을 조절하여 원하는 작동 매개변수를 달성함으로써 공정 플랜트의 원활하고 효율적인 작동을 보장하는 데 도움이 됩니다. 플랜트 설계 단계에서 제어 밸브를 적절하게 지정해야 할 필요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다.

제어 밸브의 크기는 유량 계수(Cv)라는 매개변수에서 파생됩니다. 이는 밸브 전체의 압력 강하가 1psi일 때 60°F에서 밸브를 통과하는 물의 체적 유량(gal/min)으로 정의됩니다. (Cv는 표준 ISA-75.01.01-2007에 제공된 공식을 사용하여 계산됩니다.) 공정 엔지니어는 제어 밸브를 지정할 때 공급업체가 제조한 밸브가 요구 사항에 따라 작동하는지 확인하기 위해 다음 측면을 고려해야 합니다.

1. 제어 가능성. 설계 단계에서 제어 밸브를 지정하는 동안 프로세스 엔지니어는 밸브의 제어 가능성이 최소 및 최대 유량 사이의 전체 범위에 걸쳐 양호해야 함을 확인해야 합니다. 이는 각각 최대 유량과 최소 유량에 해당하는 최대 Cv와 최소 Cv를 추정하여 수행할 수 있습니다. 일반적으로 제어 밸브의 제어 가능성은 최대 유량에서의 이동이 정격 이동의 90%를 초과하지 않고 최소 유량에서의 이동이 정격 이동의 10~20% 범위에 있는 경우 허용 가능한 것으로 간주됩니다. 이는 추정된 최대 Cv 대 추정된 최소 Cv의 비율이 15를 넘지 않아야 함을 의미합니다. 비율이 이 값을 훨씬 초과하는 경우 최소 유량에서의 이동은 정격 이동의 10% 미만이거나 최대에서의 이동은 15% 미만일 수 있습니다. 유량이 정격 이동의 90%를 초과할 수 있습니다. 두 시나리오 모두 밸브 제어 능력이 좋지 않음을 의미합니다. 이 경우 식 (1)과 같이 제어 밸브 전체의 압력 강하를 증가시켜 목표 비율을 낮춰야 합니다. 비압축성 유체의 경우 최대 Cv 대 최소 Cv의 비율은 방정식(1)에 의해 제공됩니다.

그림 1. 여기에 표시된 것은 본문에 제공된 설명에서 예시로 사용된 일반적인 제어 밸브 회로입니다.

그림 1은 일반적인 제어 밸브 회로를 보여줍니다. 다음 참고 사항은 추가 설명을 추가합니다.

그림 1을 참조하면, x가 제어 밸브 회로 P 1 ABP 2 양단의 압력 강하이고, y가 최대 유량에 대한 제어 밸브 AB 양단의 압력 강하라면, 회로의 나머지 부분(으로 구성됨) 파이프, 피팅, 열 교환기, 유동 요소 등(P 1 A 및 BP 2 세그먼트로 표시됨)은 최대 유량에 대한 x–y입니다.

r이 최대 유량과 최소 유량의 비율이고 z가 최소 유량에서 회로 P 1 ABP 2의 압력 강하인 경우 - P 1과 P 2 사이의 고도 차이를 무시하고 - 회로 다른 부분의 압력 강하 최소 유량에서 제어 밸브(즉, P 1 A 및 BP 2)보다 약 = (x–y)/r 2입니다.

최소 유량에서 제어 밸브 AB 전체의 압력 강하는 대략 다음과 같습니다.

방정식 (1)과 방정식 (2)에서 (C v) max /(C v) min은 대략 다음과 같습니다.

식 (3)에서 다음과 같은 결론을 도출할 수 있습니다.

(C v) max /(C v) min은 대략 = [1 + (3.84 x/ y)] 0.5입니다. 이는 x/ y 값에 대해 (C v) max /(C v) min이 대략 3.5임을 의미합니다. 3.0. 3.5에 가까운 (C v) max /(C v) min 값은 합리적으로 우수한 제어 가능성에 해당합니다. 따라서 우수한 제어성을 위해서는 최대 유량과 최소 유량이 각각 정상 유량의 110%와 50%인 경우 제어 밸브 전반의 압력 강하는 최대 유량에서 회로 전반의 총 동적 압력 강하의 약 1/3이어야 한다고 말할 수 있습니다. 흐름.