Van điều khiển SOMAS cho hệ thống kiểm soát lưu lượng công nghiệp

Trong một dây chuyền tự động, van không chỉ cần mở hoặc đóng mà còn phải thay đổi chính xác lượng lưu chất đi qua đường ống theo yêu cầu của quá trình. Van điều khiển SOMAS được phát triển cho những vị trí này, nơi lưu lượng, áp suất hoặc nhiệt độ phải được duy trì ổn định dù điều kiện vận hành liên tục thay đổi.

Danh mục control valve hiện tại của SOMAS gồm hai nhóm chính là van phân đoạn bi Ball Segment Valve và van bướm Butterfly Valve, với nhiều cấu hình wafer, flanged và lugged. Các series tiêu biểu gồm KVT, KVTW, KVTF, KVX, KVXF, MTV, VSS và VSSF.

Van điều khiển SOMAS bắt đầu từ bài toán lưu lượng thực tế

Điểm quan trọng khi chọn Van điều khiển SOMAS không phải tìm một chiếc van có DN bằng đường ống rồi lắp vào. Control valve phải được xác định dựa trên lưu lượng nhỏ nhất, lưu lượng bình thường, lưu lượng lớn nhất, áp suất đầu vào, áp suất đầu ra, nhiệt độ và tính chất môi chất. Chênh áp qua van càng lớn thì việc lựa chọn đặc tính dòng và kích thước van càng quan trọng.

SOMAS phát triển các dòng ball segment valve với khả năng lưu lượng cao. Theo hãng, đặc tính này có thể cho phép sử dụng kích thước van nhỏ hơn so với một số loại control valve có cùng yêu cầu lưu lượng. Đồng thời, khả năng đóng kín tốt giúp một số Van điều khiển SOMAS có thể đảm nhiệm cả nhiệm vụ regulating và shut-off trên cùng thiết bị.

KVT và KVTF dành cho môi chất lỏng và dòng có tạp chất

Một trong những nhóm sản phẩm quan trọng của SOMAS là KVT/KVTF Ball Segment Valve. Thiết kế sử dụng một phần của quả cầu thay vì quả cầu hoàn chỉnh, nhờ đó tạo đường dòng rộng và thuận lợi cho việc điều chỉnh lưu lượng.

SOMAS khuyến nghị dòng KVT/KVTF cho chất lỏng và các môi chất có tạp chất. Dòng KVTF có thể sử dụng vừa điều tiết vừa đóng dòng trong phạm vi nhiệt độ rộng. Với phiên bản KVTF kích thước lớn, hãng hiện cung cấp dải DN80–DN600, áp suất danh nghĩa PN25/Class 150.

Điểm đáng chú ý ở dòng này là kết cấu trục được thiết kế để truyền mô-men mà hạn chế độ rơ cơ khí. Điều này rất quan trọng đối với control valve, bởi một thay đổi nhỏ từ actuator cần được truyền thành chuyển động thực tế của ball segment thay vì bị mất trong khe hở cơ khí.

Hơi, khí và axit lại cần hướng lựa chọn khác

Không phải Van điều khiển SOMAS nào cũng sử dụng cùng một cấu hình cho mọi loại lưu chất. Đối với những môi chất không có tính bôi trơn như hơi, khí và axit, SOMAS khuyến nghị các phiên bản KVX/KVXF thay vì KVT/KVTF.

Với kích thước nhỏ, KVTF/KVXF dạng flanged có thể làm việc ở mức danh nghĩa PN40/Class 300. SOMAS cung cấp nhiều lựa chọn seat như PTFE, PTFE 53 và HiCo, cho phép cấu hình van phù hợp hơn với nhiệt độ, môi chất và điều kiện vận hành.

Sự phân chia giữa KVT và KVX cho thấy việc đặt mua Van điều khiển SOMAS cần cung cấp rõ tên môi chất. Chỉ biết DN và áp suất đường ống thường chưa đủ để xác định chính xác cấu hình van.

KVTW rút ngắn chiều dài cụm van trên đường ống

Tại những hệ thống có không gian lắp đặt hạn chế, SOMAS có dòng KVTW dạng wafer với chiều dài face-to-face ngắn. Van được lắp giữa hai mặt bích đường ống, giúp cụm thiết bị gọn hơn so với một control valve có thân mặt bích lớn.

KVTW hiện có các cấu hình trong phạm vi đến DN250. Dòng này có thể thực hiện cả chức năng điều tiết và shut-off, đồng thời SOMAS công bố khả năng duy trì độ kín tốt dưới các mức chênh áp khác nhau.

Với những dây chuyền cải tạo thiết bị cũ, đặc tính face-to-face ngắn của KVTW cũng đáng quan tâm. Kỹ sư có thể giảm yêu cầu về chiều dài lắp đặt nhưng vẫn sử dụng một van phân đoạn bi chuyên dụng cho điều khiển quá trình.

Chênh áp cao không nên chỉ xử lý bằng cách giảm kích thước van

Một control valve hoạt động với ΔP lớn có thể sinh tiếng ồn, rung động hoặc tốc độ dòng rất cao tại khu vực tiết lưu. Đây là vấn đề cần được xử lý ngay khi sizing van thay vì chỉ chọn van có Cv phù hợp trên lý thuyết.

Đối với một số dòng KVT/KVTF, SOMAS cung cấp tùy chọn LN – Low Noise Trim dành cho ứng dụng có chênh áp cao. Thiết kế này hướng đến giảm tiếng ồn tại những vị trí mà dòng lưu chất bị giảm áp mạnh khi đi qua van.

Do đó khi đường ống có áp suất đầu vào và đầu ra chênh lệch lớn, thông tin ΔP nên được cung cấp ngay từ đầu. Đây là một trong những dữ liệu quan trọng để xác định một Van điều khiển SOMAS tiêu chuẩn đã đủ hay cần thêm cấu hình Low Noise.

Lưu chất nhiều sợi cần một ball segment khác

Trong ngành giấy, bột giấy và những quá trình có lưu chất chứa lượng sợi lớn, dòng chảy có đặc điểm hoàn toàn khác so với nước sạch. Cấu trúc tiết lưu không phù hợp có thể tạo vùng mắc kẹt vật liệu hoặc ảnh hưởng đến khả năng điều khiển.

SOMAS cung cấp tùy chọn KVM ball segment có rãnh V – V-groove dành cho nồng độ sợi cao trên một số dòng KVT/KVTF.

Đây cũng liên quan trực tiếp đến nguồn gốc phát triển sản phẩm SOMAS. Hãng cho biết các dòng van ban đầu được phát triển cùng ngành pulp and paper, sau đó mở rộng sang nhiều lĩnh vực công nghiệp khác.

Không phải Van điều khiển SOMAS nào cũng là van phân đoạn bi

Bên cạnh KVT và KVTF, SOMAS còn sử dụng Butterfly Valve làm control valve. Nhóm này gồm nhiều dòng MTV, VSS, VSSF và VSSL với kích thước lớn hơn, phù hợp cho những tuyến ống cần khả năng lưu lượng cao nhưng muốn giữ kích thước và khối lượng cụm van hợp lý.

Ví dụ, VSSL dạng lugged có phạm vi DN80–DN1200, PN10–25, có thể làm control valve, on/off valve hoặc manual on/off valve cho chất lỏng, khí và hơi. Hãng cũng cung cấp tùy chọn PTFE seat, fire safe và cấu hình dùng trong điều kiện nhiệt độ tới 550°C tùy phiên bản.

Như vậy, cùng từ khóa Van điều khiển SOMAS nhưng sản phẩm thực tế có thể là ball segment valve hoặc butterfly valve. Việc lựa chọn dạng van phụ thuộc vào kích thước đường ống, lưu lượng, đặc tính môi chất và khoảng điều chỉnh yêu cầu.

Actuator quyết định cách van phản ứng với tín hiệu điều khiển

Một control valve hoàn chỉnh không chỉ gồm thân van. SOMAS còn cung cấp Pneumatic Actuator Type A, valve positioner, solenoid valve, limit switch và các phụ kiện khí nén để hình thành một cụm điều khiển hoàn chỉnh.

Trong chế độ điều tiết, positioner nhận tín hiệu điều khiển từ hệ thống PLC hoặc DCS và thay đổi vị trí actuator. Actuator sau đó tạo mô-men xoắn quay trục van đến góc yêu cầu. Độ chính xác của cả chuỗi điều khiển từ tín hiệu điện, positioner, actuator đến trục van ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng giữ lưu lượng hoặc áp suất ổn định.

Đây là lý do SOMAS nhấn mạnh kết cấu trục hạn chế backlash trên các dòng ball segment valve. Khi bộ điều khiển yêu cầu van thay đổi một góc nhỏ, chuyển động này cần được truyền chính xác đến phần tử tiết lưu.

Các dòng Van điều khiển SOMAS thường gặp

Nhóm ball segment valve có thể bắt gặp các series KVT, KVTW, KVTF, KVX và KVXF. Trong đó KVT/KVTW thiên về kết nối wafer, còn KVTF/KVXF thuộc nhóm flanged. Tùy kích thước, cấp áp suất có thể từ PN10 đến PN40 hoặc Class 150/Class 300.

Nhóm butterfly control valve có các dòng MTV, VSS, VSSF và VSSL cùng nhiều cấu hình wafer, flanged hoặc lugged. Ngoài ra, SOMAS còn có SPV cho các ứng dụng đặc biệt như động cơ diesel và động cơ khí, với dải DN65–DN1200 trên phiên bản hiện hành.

Khi tìm model thay thế, không nên chỉ sử dụng tên series. Cần đọc đầy đủ nameplate và xác định kích thước DN, PN/Class, material, seat, actuator, positioner và tín hiệu điều khiển.

Khi nào nên chọn ball segment và khi nào nên chọn butterfly control valve

Ball segment valve SOMAS phù hợp khi cần khả năng điều tiết tốt, độ kín cao và xử lý lưu chất có đặc điểm phức tạp như chất lỏng chứa tạp chất hoặc nồng độ sợi cao. Với đường ống nhỏ và trung bình, các dòng KVT/KVTF/KVTW thường là nhóm đáng xem xét trước.

Butterfly control valve SOMAS lại đặc biệt phù hợp khi kích thước đường ống lớn. Cấu trúc van bướm giúp giảm kích thước và khối lượng so với nhiều kiểu control valve khác, trong khi các dòng SOMAS vẫn có thể cấu hình cho chức năng điều tiết.

Tuy nhiên, quyết định cuối cùng cần dựa trên Cv yêu cầu, rangeability, ΔP, tốc độ dòng, môi chất và nhiệt độ. SOMAS hiện cũng cung cấp phần mềm SomAware hỗ trợ lựa chọn và tính toán kích thước control valve.

Van điều khiển SOMAS trong dây chuyền tự động hóa

Van điều khiển SOMAS được phát triển cho những vị trí mà thay đổi nhỏ của độ mở van có thể ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình. Từ kiểm soát lưu lượng nước, hơi và khí đến môi chất chứa sợi hoặc chất lỏng công nghiệp, từng dòng van được SOMAS xây dựng với cấu hình phù hợp cho điều kiện vận hành khác nhau.

KVT, KVTW và KVTF tạo nên nhóm ball segment control valve linh hoạt; KVX và KVXF phục vụ tốt hơn cho các môi chất không bôi trơn như hơi, khí và axit; trong khi MTV và VSS mở rộng phạm vi sang những đường ống lớn. Khi kết hợp đúng thân van, seat, actuator và positioner, Van điều khiển SOMAS có thể trở thành một phần chính xác và ổn định trong vòng điều khiển của hệ thống công nghiệp.