調節閥是屬于儀控系統的執行部件、最終服務于工藝系統,但三者卻分屬不同專業,所以調節閥與儀控和工藝系統的匹配性問題行業內普遍缺乏認知。通常做法是設計院根據工藝系統的設計確定要求的調節閥運行工況參數,控制閥廠家輸入該參數通過成熟的選型計算軟件或公式計算,獲得合適的選型設計。這種做法很好,是國外控制閥技術(比如CV3000系列)將原本的迭代計算和經驗相結合給出了簡單易行的選型計算方法,這對于大多數情況是沒有問題的,但是對于要求較高或比較特殊的情況,這種選型就可能會出問題了。
由于調節閥技術規格書存在盲區;對于新的或改進型的工藝系統設計缺乏應用經驗反饋,常常導致制造廠所選型與設計的調節閥投入運行出現多種故障現象;許多系統工藝參數控制性能表現不佳(技術粗糙)有較大優化空間而不自知;或者長期帶病運行。
比如:閥位、工藝參數在一些工況點頻繁振蕩,常規調整儀控算法或參數仍不能解決;控制閥的實際流量調節范圍太窄,不能滿足設計要求;調節分辨率(精細程度)不足,很難精準調到需要閥位或要求的工藝參數點;該調節閥所在工藝參數DCS控制回路的PID算法參數很難整定,常常出現壓蹺蹺板情況。
這往往是由于選型設計的調節閥與熱工水力工藝系統、儀表控制系統之間的匹配性出現問題導致的,但問題一般表現在儀控系統或工藝系統上,這種情況下依賴不完備的經驗一般很難解決。
比如Westinghouse Electric設計的AP1000核電,其CVS硼酸配比系統通過三通調節閥來混合兩側的濃硼酸和除鹽水以獲得需求濃度的硼酸溶液,機組運行期間在一些濃度區間自動控制系統無法達到系統要求的動態與靜態控制指標便會告警退出等,這給運行帶來嚴重困擾。我們受邀分析后認為:AP1000核電CVS硼酸配比系統相比M310改進型(容控箱工藝)所做的工藝系統改進設計是很意義的,簡化了工藝節省了投資,但另一方面也給儀控系統增加了困難和負擔;并明確指出系統出現的運行問題是進口的C**公司的氣動三通調節閥的設計與系統(配比工藝系統和濃度儀控系統)嚴重不匹配性所造成的,我們給有關方面提供了完整的技改方案并得到了初步驗證。
該項技術原理可在公司實驗臺架上運行展示。