Ứng dụng điều khiển áp suất

Có nhiều lý do chính đáng để giảm (và đôi khi duy trì) áp suất hơi. Hướng dẫn này trình bày chi tiết các ứng dụng phổ biến cho hệ thống điều khiển áp suất vận hành trực tiếp, pilot, khí nén, điện và điện-khí nén, bao gồm ưu và nhược điểm của từng phương pháp điều khiển khác nhau.

Van giảm áp suất tự hành vận hành trực tiếp - loại bellow

Mô tả Với loại bộ điều khiển áp suất tự hành này, áp suất hạ nguồn (điều khiển) được cân bằng (qua bellow) với lực lò xo. Ưu điểm:

• Rẻ tiền.
• Nhỏ gọn.
• Dễ lắp đặt.
• Rất bền bỉ, cho tuổi thọ dài với bảo trì tối thiểu.
• Chịu được điều kiện hơi không hoàn hảo.
• Nguyên lý tự hành có nghĩa là không cần nguồn điện bên ngoài. Nhược điểm:
• Chỉ điều khiển tỷ lệ.
• Dải tỷ lệ là 30% đến 40% của áp suất thượng nguồn.
• Dải tỷ lệ rộng có nghĩa là lưu lượng tối đa chỉ đạt được khi áp suất hạ nguồn đã giảm đáng kể. Điều này có nghĩa là áp suất giảm sẽ thay đổi tùy theo lưu lượng.
• Giới hạn kích thước.
• Giới hạn lưu lượng.
• Thay đổi áp suất thượng nguồn sẽ dẫn đến thay đổi áp suất hạ nguồn. Ứng dụng: Các ứng dụng không quan trọng, tải vừa phải với lưu lượng chạy không đổi, ví dụ:
• Chảo nhỏ có áo jacket.
• Đường dò nhiệt.
• Máy là.
• Bể nhỏ.
• Bể axit.
• Bộ tích nước nóng nhỏ.
• Bộ sưởi đơn vị.
• Pin sưởi nhỏ.
• Thiết bị OEM. Lưu ý:

1. Các phiên bản khác nhau cho hơi, khí nén, và nước.
2. Phiên bản đế mềm có thể có sẵn để sử dụng cho khí.
3. Phạm vi rộng vật liệu thân van có nghĩa là các tiêu chuẩn, ứng dụng và sở thích cụ thể có thể được đáp ứng.
4. Dải tỷ lệ rộng có nghĩa là cần cẩn thận nếu van an toàn cần được đặt gần áp suất làm việc.

Van giảm áp suất tự hành vận hành trực tiếp - loại màng

Với loại bộ điều khiển áp suất tự hành này, áp suất hạ nguồn (điều khiển) được cân bằng (qua màng) với lực lò xo. Ưu điểm:

• Rất bền bỉ.
• Chịu được hơi ướt và bẩn.
• Có sẵn kích thước lớn, do đó lưu lượng cao khả thi.
• Dễ cài đặt và điều chỉnh.
• Thiết kế đơn giản có nghĩa là bảo trì dễ dàng.
• Nguyên lý tự hành có nghĩa là không cần nguồn điện bên ngoài.
• Có thể xử lý giảm áp 50:1 ở kích thước nhỏ, và 10:1 ở kích thước lớn. Nhược điểm:
• Dải tỷ lệ lớn có nghĩa là điều khiển chính xác áp suất hạ nguồn khó xảy ra với thay đổi tải lớn.
• Chi phí mua tương đối cao, nhưng chi phí vòng đời thấp.
• Cồng kềnh. Ứng dụng:
• Đường ống phân phối.
• Nhà lò hơi. Lưu ý:

1. Vì màng chịu giới hạn nhiệt độ tương đối thấp, cần có kín nước cho ứng dụng hơi. Điều này làm tăng chi phí một chút.
2. Vì dải tỷ lệ lớn, loại van này phù hợp hơn để giảm áp suất hơi đến khu vực nhà máy hơn là các thiết bị nhà máy riêng lẻ.
3. Thân van kín bellow đảm bảo bảo trì bằng không và phát thải bằng không.
4. Mặc dù dải tỷ lệ rộng cung cấp sự ổn định, cần cẩn thận nếu van an toàn cần được đặt gần áp suất làm việc của thiết bị.
5. Phù hợp cho ứng dụng chất lỏng.
6. Đắt hơn van vận hành pilot, nhưng rẻ hơn hệ thống điều khiển khí nén.

Van giảm áp suất tự hành vận hành pilot

Mô tả Chúng có thiết kế tự hành phức tạp hơn, và hoạt động bằng cách cảm nhận áp suất hạ nguồn qua van pilot, lần lượt vận hành van chính. Hiệu quả là dải tỷ lệ rất hẹp, thường ít hơn 200 kPa. Điều này, cùng với độ trễ thấp, dẫn đến điều khiển áp suất rất chặt chẽ và lặp lại, ngay cả với lưu lượng thay đổi rộng. Ưu điểm:

• Điều khiển áp suất chính xác và nhất quán, ngay cả ở lưu lượng cao và biến đổi.
• Nhiều loại van pilot có thể được sử dụng trên một van chính. Các tùy chọn van pilot bao gồm ghi đè điện, multi-pilot cho nhiều lựa chọn áp suất điều khiển, tùy chọn surplus và điều khiển từ xa, cũng như các tổ hợp điều khiển nhiệt độ/áp suất khác nhau.
• Nguyên lý tự hành có nghĩa là không cần nguồn điện bên ngoài.
• Chịu được áp suất thượng nguồn thay đổi. Nhược điểm:
• Đắt hơn điều khiển vận hành trực tiếp loại bellow.
• Khe hở nhỏ có nghĩa là hơi phải sạch và khô để đảm bảo tuổi thọ, nhưng điều này có thể đạt được bằng cách lắp bộ lọc và bộ tách trước van giảm áp. Ứng dụng:
• Hệ thống yêu cầu điều khiển áp suất chính xác và nhất quán, và các lắp đặt có lưu lượng biến đổi và trung bình. Ví dụ: nồi hấp, thiết bị hạng nặng như bộ trao đổi nhiệt và bộ tích nước nóng.
• Hệ thống mà không gian lắp đặt hạn chế. Lưu ý:

1. Lắp đặt phải bao gồm bộ lọc và bộ tách.
2. Theo kích thước, van pilot đắt hơn điều khiển tự hành loại bellow, nhưng rẻ hơn điều khiển tự hành loại màng.
3. Theo kích thước, chúng có công suất cao hơn điều khiển tự hành loại bellow, nhưng ít hơn điều khiển tự hành loại màng.
4. Có thể được lắp trước van điều khiển nhiệt độ để duy trì áp suất thượng nguồn không đổi, và do đó ổn định điều khiển.
5. Không phù hợp cho ứng dụng chất lỏng.
6. Không sử dụng nếu thiết bị bị rung động, hoặc thiết bị khác gây ra xung trong dòng chảy.

Giảm áp suất - khí nén

Mô tả Các hệ thống điều khiển này có thể bao gồm:

• Chức năng P + I + D để cải thiện độ chính xác trong điều kiện tải thay đổi.
• Điểm đặt, có thể được điều chỉnh từ xa. Ưu điểm:
• Rất chính xác và linh hoạt.
• Không giới hạn kích thước van trong giới hạn dải van.
• Dải lưu lượng 50:1 chấp nhận được (thường cho van cầu điều khiển).
• Phù hợp cho môi trường nguy hiểm.
• Không cần nguồn điện.
• Hoạt động nhanh có nghĩa là chúng phản ứng tốt với thay đổi nhanh trong nhu cầu.
• Truyền động rất mạnh mẽ có thể xử lý hiệu áp suất cao qua van. Nhược điểm:
• Đắt hơn điều khiển tự hành.
• Phức tạp hơn điều khiển tự hành.
• Không lập trình trực tiếp được. Ứng dụng: Hệ thống yêu cầu điều khiển áp suất chính xác và nhất quán, và các lắp đặt có lưu lượng biến đổi và cao và/hoặc áp suất thượng nguồn thay đổi hoặc cao. Ví dụ: nồi hấp, thiết bị hạng nặng như bộ trao đổi nhiệt lớn và bộ tích nước nóng. Lưu ý:

1. Cần nguồn cung cấp không khí sạch, khô.
2. Cần lực lượng lao động lành nghề để lắp đặt thiết bị, và nhân viên thiết bị để hiệu chuẩn và đưa vào vận hành.
3. Điều khiển là độc lập, không thể giao tiếp với PLC (Bộ điều khiển logic lập trình được).
4. Chế độ lỗi có thể quan trọng. Ví dụ, lò xo-đóng khi mất khí là bình thường trên hệ thống hơi.

Giảm áp suất - điện-khí nén

Mô tả Các hệ thống điều khiển này có thể bao gồm:

• Chức năng P + I + D để cải thiện độ chính xác trong điều kiện tải thay đổi.
• Điểm đặt có thể được điều chỉnh từ xa, với khả năng tạo đường dốc giữa các điểm đặt. Ưu điểm:
• Rất chính xác và linh hoạt.
• Điều chỉnh và đọc từ xa.
• Không giới hạn kích thước van trong giới hạn dải van.
• Dải lưu lượng 50:1 chấp nhận được (thường cho van cầu điều khiển).
• Hoạt động nhanh - phản ứng nhanh với thay đổi nhu cầu.
• Truyền động rất mạnh mẽ có thể xử lý hiệu áp suất cao qua van. Nhược điểm:
• Đắt hơn điều khiển tự hành hoặc khí nén.
• Phức tạp hơn điều khiển tự hành hoặc khí nén.
• Cần tín hiệu điều khiển điện. Tốn kém cho khu vực nguy hiểm. Ứng dụng: Hệ thống yêu cầu điều khiển áp suất chính xác và nhất quán, và các lắp đặt có lưu lượng biến đổi và cao và/hoặc áp suất thượng nguồn thay đổi hoặc cao, bao gồm nồi hấp, thiết bị hạng nặng như bộ trao đổi nhiệt lớn và bộ tích nước nóng, và trạm giảm áp suất nhà máy chính. Lưu ý:

1. Cần nguồn cung cấp không khí sạch, khô.
2. Cần lực lượng lao động lành nghề để lắp đặt thiết bị, và nhân viên thiết bị để hiệu chuẩn và đưa vào vận hành.
3. Có thể là một phần của hệ thống điều khiển tinh vi bao gồm PLC, máy ghi biểu đồ và hệ thống SCADA.
4. Luôn xem xét chế độ lỗi, ví dụ, lò xo-đóng khi mất khí là bình thường trên hệ thống hơi.

Giảm áp suất - điện

Mô tả Các hệ thống điều khiển này có thể bao gồm:

• Chức năng P + I + D để cải thiện độ chính xác trong điều kiện tải thay đổi.
• Điểm đặt, có thể được điều chỉnh từ xa. Ưu điểm:
• Cả bộ điều khiển và bộ truyền động van đều có thể giao tiếp với PLC.
• Không cần nguồn cung cấp khí nén. Nhược điểm:
• Nếu bộ truyền động lò xo hồi được yêu cầu, áp suất đóng có thể bị giới hạn.
• Tốc độ truyền động tương đối chậm, chỉ phù hợp cho ứng dụng mà tải thay đổi chậm. Ứng dụng:
• Hệ thống mở chậm/làm nóng với bộ điều khiển đường dốc và dừng.
• Điều khiển áp suất nồi hấp lớn.
• Giảm áp suất cung cấp hệ thống phân phối hơi lớn. Lưu ý:

1. An toàn: Nếu mất điện vị trí van không thể thay đổi trừ khi sử dụng bộ truyền động lò xo hồi.
2. Bộ truyền động lò xo hồi đắt và cồng kềnh, với khả năng đóng hạn chế.

Giảm áp suất (khả năng khác) - Trạm giảm áp suất song song

Mô tả Trạm giảm áp suất có thể được cấu hình như thể hiện dưới đây vì một trong hai lý do:

1. Các van phục vụ ứng dụng quan trọng mà thời gian ngừng không chấp nhận được. Thiết bị được vận hành trên cơ sở một vận hành, một dự phòng để đề phòng hỏng hóc và bảo trì.
2. Tỷ lệ turndown giữa lưu lượng tối đa và tối thiểu rất cao. Thiết bị được vận hành trên nguyên lý chuỗi áp suất với một van đặt ở áp suất hạ nguồn lý tưởng, và van kia ở áp suất thấp hơn một chút. Khi nhu cầu ở mức tối đa, cả hai van hoạt động; khi lưu lượng giảm, van đặt ở áp suất thấp hơn đóng trước, để van thứ hai điều khiển. Lưu ý: Các van được chọn cho loại ứng dụng này sẽ yêu cầu dải tỷ lệ hẹp (như van giảm áp vận hành pilot hoặc hệ thống điều khiển điện-khí nén) để tránh áp suất hạ nguồn giảm quá nhiều ở lưu lượng cao.

Giảm áp suất (khả năng khác) - Trạm giảm áp suất nối tiếp

Trạm giảm áp suất có thể được cấu hình theo cách này nếu tỷ lệ giữa áp suất thượng nguồn và hạ nguồn rất cao, và các hệ thống điều khiển được chọn có khả năng turndown thấp. 10:1 được khuyến nghị là tỷ lệ áp suất tối đa thực tế cho loại van giảm này. Xem xét nhu cầu giảm áp suất từ 25 bar g xuống 1 bar g. Van giảm sơ cấp có thể giảm áp suất từ 25 bar g xuống 5 bar g, tạo thành tỷ lệ áp suất 5:1. Van giảm thứ cấp sẽ giảm áp suất từ 5 bar g xuống 1 bar g, cũng 5:1. Cả hai van nối tiếp cung cấp tỷ lệ áp suất 25:1. Điều quan trọng là kiểm tra tỷ lệ turndown áp suất cho phép trên van giảm được chọn, có thể là 10:1 trên van tự hành, nhưng có thể cao hơn nhiều trên van vận hành điện hoặc khí nén. Lưu ý rằng giảm áp suất cao có thể có xu hướng tạo ra mức độ tiếng ồn cao. Tham chiếu Module 6.4 để biết thêm chi tiết. Điểm xả ngưng giữa hai van giảm (Hình 8.1.8) là để ngăn chặn tích tụ ngưng tụ trong điều kiện không tải. Nếu không được lắp, tổn thất bức xạ sẽ khiến ngưng tụ đầy ống nối, gây ra búa nước khi tải tăng trở lại.

Bộ khử quá nhiệt

Khử quá nhiệt là quá trình mà hơi quá nhiệt được đưa trở lại trạng thái bão hòa, hoặc nhiệt độ quá nhiệt được giảm. Thông tin thêm về bộ khử quá nhiệt được cung cấp trong Khối 15. Hệ thống trong Hình 8.1.9 minh họa cách bố trí trạm giảm áp suất với bộ khử quá nhiệt đường ống loại tiếp xúc trực tiếp. Ở dạng cơ bản, nước chất lượng tốt (thường là ngưng tụ) được đưa vào dòng hơi quá nhiệt, lấy nhiệt từ hơi, gây ra giảm nhiệt độ hơi.

Không thực tế để giảm nhiệt độ hơi đến giá trị bão hòa, vì hệ thống điều khiển không thể phân biệt giữa hơi bão hòa và hơi ướt ở cùng nhiệt độ.

Do đó, nhiệt độ luôn được điều khiển ở giá trị cao hơn nhiệt độ bão hòa liên quan, thường ở 5°C đến 10°C trên bão hòa. Đối với hầu hết các ứng dụng, hệ thống cơ bản như thể hiện trong Hình 8.1.9 sẽ hoạt động tốt. Vì áp suất hạ nguồn được duy trì ở giá trị không đổi bởi vòng điều khiển áp suất, giá trị đặt trên bộ điều khiển nhiệt độ không cần thay đổi; nó chỉ cần được đặt ở nhiệt độ hơi cao hơn nhiệt độ bão hòa tương ứng. Tuy nhiên, đôi khi hệ thống điều khiển phức tạp hơn được yêu cầu, và được thể hiện trong Hình 8.1.10. Nếu có thay đổi tạm thời trong áp suất cấp hơi quá nhiệt, hoặc thay đổi nhiệt độ cấp nước, tỷ lệ dòng chảy nước/hơi yêu cầu cũng sẽ cần thay đổi. Thay đổi tỷ lệ dòng chảy nước/hơi cũng sẽ được yêu cầu nếu áp suất hạ nguồn thay đổi, đôi khi xảy ra với một số quy trình công nghiệp nhất định. Hệ thống thể hiện trong Hình 8.1.10 hoạt động bằng cách đặt bộ điều khiển áp suất ở áp suất hạ nguồn yêu cầu và vận hành van điều khiển áp suất hơi phù hợp. Tín hiệu 4-20 mA từ bộ truyền áp suất được chuyển tiếp đến bộ điều khiển áp suất và máy tính nhiệt độ bão hòa, từ đó máy tính liên tục tính toán nhiệt độ bão hòa cho áp suất hạ nguồn, và truyền tín hiệu đầu ra 4-20 mA đến bộ điều khiển nhiệt độ liên quan đến nhiệt độ này. Bộ điều khiển nhiệt độ được cấu hình để chấp nhận tín hiệu 4-20 mA từ máy tính để xác định điểm đặt ở 5°C đến 10°C trên bão hòa. Bằng cách này, nếu áp suất hạ nguồn thay đổi do bất kỳ lý do nào được đề cập ở trên, điểm đặt nhiệt độ cũng sẽ tự động thay đổi. Điều này sẽ duy trì tỷ lệ nước/hơi chính xác trong tất cả điều kiện tải hoặc áp suất hạ nguồn.

Điều khiển áp suất để kiểm soát nhiệt độ

Mô tả Đây là các ứng dụng sử dụng mối quan hệ có thể dự đoán được giữa áp suất hơi bão hòa và nhiệt độ của nó. Ưu điểm:

• Cảm biến áp suất có thể được đặt trong không gian hơi, hoặc gần van điều khiển thay vì trong chất trung gian quy trình. Đây là ưu điểm khi khó đo nhiệt độ quy trình.
• Cách bố trí này có thể được sử dụng để điều khiển nhiều yếu tố khác nhau từ một điểm duy nhất. Nhược điểm:
• Điều khiển là vòng hở, ở chỗ cảm biến không đo nhiệt độ sản phẩm thực tế. Ứng dụng:
• Nồi hấp và thiết bị tiệt trùng.
• Máy ép và máy cán.
• Thiết bị áp suất không đổi, ví dụ, chảo có áo jacket, bộ sưởi đơn vị, và đường ống có áo hơi. Lưu ý:
• Thông gió tốt là cần thiết (tham chiếu Module 11.12 để biết thêm chi tiết).

Điều khiển hiệu áp suất

Mô tả Trong các ứng dụng này, van điều khiển sẽ mở và đóng để duy trì hiệu áp suất đặt giữa hai điểm. Ưu điểm:

• Hiệu áp suất hơi không đổi được duy trì trong hệ thống.
• Hiệu áp suất đảm bảo rằng ngưng tụ được xả tích cực khỏi hệ thống trao đổi nhiệt. Điều này đặc biệt quan trọng khi ngưng tụ tích tụ có thể đóng vai trò như rào cản nhiệt, và tạo gradient nhiệt độ qua bề mặt truyền nhiệt. Gradient nhiệt độ này có thể dẫn đến sản phẩm bị méo hoặc gia nhiệt kém.
• Các nhiệt độ vận hành khác nhau có thể đạt được. Nhược điểm:
• Hệ thống phức tạp được yêu cầu nếu hiệu quả được duy trì. Điều này có thể bao gồm bình xả hơi và/hoặc máy nén nhiệt, cũng như các ứng dụng hạ nguồn sử dụng hơi thoát áp suất thấp hơn. Ứng dụng:
• Lồng sấy thổi qua trong nhà máy giấy. Lưu ý: Cần bộ điều khiển đặc biệt hoặc bộ truyền hiệu áp suất để chấp nhận hai đầu vào; một từ cấp hơi sơ cấp và đầu kia từ bình xả hơi. Bằng cách này, hiệu áp suất giữa bình xả hơi và cấp hơi sơ cấp được duy trì trong tất cả điều kiện tải.

Điều khiển surplus

Mô tả Mục tiêu là duy trì áp suất thượng nguồn của van điều khiển. Van surplus được thảo luận chi tiết hơn trong Module 7.3, Điều khiển áp suất tự hành và ứng dụng. Ứng dụng:

• Lò hơi trên nhà máy mà tải có thể thay đổi lớn trong thời gian rất ngắn. Sự giảm đột ngột áp suất lò hơi có thể dẫn đến tăng dòng chảy hỗn loạn và bốc hơi nhanh của nước lò hơi, và lượng lớn nước được mang vào hệ thống ống.
• Bình tích lũy nơi đầu ra lò hơi dư thừa được sử dụng để làm nóng một khối nước dưới áp suất. Năng lượng tích trữ này được giải phóng khi lò hơi không đủ công suất. Lưu ý:

1. Giảm áp suất tối thiểu thường được yêu cầu qua van điều khiển hoàn toàn mở; điều này có thể có nghĩa là van cỡ ống được cần.
2. Không phải tất cả điều khiển tự hành đều phù hợp cho ứng dụng này và điều quan trọng là tham khảo nhà sản xuất trước khi sử dụng.

Điều khiển nối tiếp - Giới hạn áp suất và nhiệt độ với một van

Mô tả Khi cần kiểm soát hai biến bằng một van, cần sử dụng hai bộ điều khiển và cảm biến riêng biệt. Luôn luôn là van điều khiển chấp nhận tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển nô lệ. Bộ điều khiển nô lệ được cấu hình để chấp nhận hai tín hiệu đầu vào, và điểm đặt sẽ thay đổi (trong giới hạn xác định) tùy thuộc vào tín hiệu đầu ra điện từ bộ điều khiển chủ. Dạng điều khiển này rất quan trọng khi áp suất đến thiết bị phải được giới hạn, bất kể nhu cầu nhiệt. Ứng dụng: Bộ trao nhiệt tấm được làm nóng bằng hơi thể hiện trong Hình 8.1.19 đang làm nóng nước tuần hoàn trong hệ thống thứ cấp. Bộ trao đổi nhiệt có áp suất làm việc tối đa, do đó được giới hạn đến giá trị đó trong bộ điều khiển nô lệ. Để điều khiển nhiệt độ nước thứ cấp, bộ điều khiển chủ và bộ truyền nhiệt độ giám sát nhiệt độ dòng chảy ra của bộ trao đổi nhiệt và gửi tín hiệu 4-20 mA đến bộ điều khiển nô lệ, được sử dụng để thay đổi điểm đặt nô lệ, giữa các giới hạn được xác định trước. Lưu ý:

1. Phải tồn tại đủ khoảng cách áp suất giữa áp suất đặt của van an toàn và giới hạn áp suất áp đặt bởi bộ điều khiển.
2. Van an toàn không được sử dụng như thiết bị để giới hạn áp suất trong bộ trao đổi nhiệt; nó chỉ được sử dụng như thiết bị an toàn.

Điều khiển nối tiếp - Kết hợp giảm áp suất và surplus với một van

Mô tả Mục tiêu là giảm áp suất hơi nhưng không phải bằng cách quá tải công suất cấp có sẵn. Ứng dụng: Đường ống thượng nguồn là đường phân phối áp suất cao có thể từ bộ phân phối hoặc lò hơi cấp hơi cho thiết bị không thiết yếu (Hình 8.1.20). Nếu nhu cầu cao hơn công suất cấp, van đóng và tiết lưu dòng chảy hơi, duy trì áp suất trong đường ống thượng nguồn. Bộ điều khiển chủ được đặt ở áp suất cấp dự kiến bình thường. Nếu bộ điều khiển chủ phát hiện giảm áp suất thượng nguồn dưới giá trị đặt (do tăng nhu cầu), nó giảm điểm đặt trong bộ điều khiển nô lệ, theo tỷ lệ với các giới hạn được xác định trước. Bộ điều khiển nô lệ đóng van cho đến khi nhu cầu hơi giảm để cho phép áp suất thượng nguồn thiết lập lại giá trị yêu cầu. Khi đạt được điều này, điểm đặt của bộ điều khiển nô lệ được đặt ở giá trị ban đầu. Cài đặt điển hình Đầu ra từ bộ điều khiển chủ là tác động trực tiếp, tức là, khi áp suất thượng nguồn ở trên hoặc nằm trong dải tỷ lệ, tín hiệu đầu ra của chủ là tối đa ở 20 mA; khi ở dưới hoặc ngoài dải tỷ lệ, tín hiệu điều khiển là tối thiểu ở 4 mA. Khi tín hiệu điều khiển là 20 mA, điểm đặt nô lệ là áp suất hạ nguồn yêu cầu; khi tín hiệu là 4 mA, điểm đặt nô lệ ở mức tối thiểu được xác định trước. Xem xét áp suất thượng nguồn bình thường là 10 bar g, và áp suất hạ nguồn tối đa cho phép là 5 bar g. Áp suất thượng nguồn tối thiểu cho phép là 8,5 bar g, có nghĩa là nếu đạt áp suất này van hoàn toàn đóng. Áp suất giảm tối thiểu được đặt ở 4,6 bar g. Các điều kiện này được ghi trong Bảng 8.1.1

Điều khiển nối tiếp - Giới hạn và điều khiển nhiệt độ với một van

Mô tả Mục tiêu chính là giới hạn và điều chỉnh nhiệt độ cho một quy trình cụ thể, trong đó hơi là nguồn nhiệt có sẵn nhưng không thể sử dụng trực tiếp để làm nóng sản phẩm cuối cùng vì lý do vận hành. Ứng dụng: Ứng dụng điển hình là máy thanh trùng kem sữa yêu cầu nhiệt độ thanh trùng 50°C. Vì nhiệt độ điều khiển thấp, nếu hơi được áp dụng trực tiếp vào bộ trao nhiệt thanh trùng, lượng nhiệt tương đối lớn trong hơi có thể gây khó khăn cho điều khiển, khiến nhiệt độ hệ thống dao động, quá nhiệt và làm hỏng kem. Để khắc phục vấn đề này, hệ thống trong Hình 8.1.21 cho thấy hai bộ trao đổi nhiệt. Bộ thanh trùng được làm nóng bằng nước nóng cung cấp từ bộ trao nhiệt sơ cấp được làm nóng bằng hơi. Tuy nhiên, ngay cả với cách bố trí này, nếu chỉ bộ điều khiển chủ vận hành van, độ trễ thời gian sẽ được引入 vào hệ thống, và điều khiển kém có thể là kết quả. Do đó hai bộ điều khiển được sử dụng, làm việc nối tiếp, mỗi bộ nhận tín hiệu 4-20 mA từ bộ truyền nhiệt độ tương ứng. Bộ điều khiển nô lệ được sử dụng để điều khiển nhiệt độ cuối cùng của sản phẩm trong giới hạn xác định rõ (có thể từ 49°C đến 51°C). Các giá trị này được thay đổi bởi bộ điều khiển chủ tương ứng với nhiệt độ sản phẩm sao cho, nếu nhiệt độ sản phẩm tăng, điểm đặt nô lệ giảm theo tỷ lệ.