调节阀流量特性理论选用方法的研究

      在过程控制系统的设计阶段，正确选用调节阀的流量特性（以下简称选用），是一个必须要解决的技术问题，对提高系统的调节品质起事半功倍的作用。

      从现有文献看，理论选用方法尚在研究探索之中，设计中大都采用经验准则解决选用问题。然而各种文献给出的经验准则并非全都一致，有些经验准则对适用范围交待不清。例如常见的换热器出口温度控制系统，有相变传热与无相变传热的选用结论不全相同。若不明白选用理论，机械地套用经验准则，有可能会导致选用失误。因此，对选用的理论、及方法进行研究很有必要。

图1 单回路反馈控制系统组成方块图

      由图1可知，当调节器已整定，则Kc为常量，选用的理论依据为

      Ko = Kv*Kp*Km ≈常量            （1）

      式中：Ko、Kv、Km— 分别为系统广义对象、调节阀、被控对象、检测变送器的放大系数。

      从选用角度分析式（1）：

     （1）选用的目的是以Kv补偿Kp、Km，对Ko作非线性校正。若系统运行中无干扰施入，即Kp、Km的工作点不变，则不需作非线性校正，选用任何一种流量特性调节阀都能符合式（1）要求。所以，无干扰就不存在选用问题，研究选用的理论与方法，必须联系干扰因素来了解其适用性。

      （2）选用的过程是根据系统主要干扰作用下的Kp、Km变化规律，选定符合式（1）要求的，在该干扰作用下的Kv变化规律。由于Km的变化规律决定于检测、变送器整机输出入信号之间的固有函数关系，与干扰因素无关。因此，解决选用的关键，在于对系统主要干扰作用下的Kv、Kp变化规律的求取与了解。

      （3）从现有的各种理论选用方法看，实质上都是采用定性分析的方法，来解决选用问题。所以对选用有实用意义的是了解常用的线性、对数，快开流量特性调节阀在各种干扰作用下所反映的Kv变化规律，以用作选用依据；了解常用的各种理论选用方法，求取干扰作用下Kp变化规律的可行性与适用性，这将对设计人员选择选用的方法，具有指导意义。

      根据以上分析，文献通常给出的关于选用的论述，存在的问题主要表现为：对调节阀流量特性、Kv的论述，偏重一种形式，从选用角度看，有值得商榷之处；只给出理想工况（即阀前阀后压降ΔPv为恒值）下的各阀Kv变化规律，用于选用，对干扰的适用范围不清；没有联系干扰因素来论证求取Kv变化规律的可行性，以及对选用方法的适用性。因此，对选用缺乏实用意义，需加以修正与补充。