انواع ولو در پالایشگاه

از انواع کنترل ولو های موجود می توان در صنایع مختلفی چون پتروشیمی و پالایشگاهی، نفت و گاز، دارویی و… استفاده کرد

که کنترل ولو ها یک تجهیز ابزار دقیق هستند که وظیفه آن ها کنترل جریان سیال و فشار و سطح است.

این شیر های کنترلی با استفاده از یک سیگنال در اتاق کنترل به صورت اتوماتیکی باز و بسته می شوند.

و این محصول به دسته های مختلفی تقسیم می شود که هر دسته آن دارای ویژگی های خاصی است که در ادامه به معرفی انواع کنترل ولو ها در پالایشگاه ها می پردازیم. پس تا انتهای مقاله با ما همراه باشید.

تقسیم بندی انواع کنترل ولو از لحاظ بدنه (Body)

با توجه به متفاوت بودن بدنه کنترل ولو ها می توان آن ها را از لحاظ بدنه به دو دسته تقسیم کرد:

1)ولوهای ساقه کشویی (Sliding stem valves):

این ولوها با استفاده از حرکت خطی ساقه  برای باز و بسته کردن شیر عمل می­ کنند.

به این ترتیب که با اعمال نیرو از سمت اکچویتور(Actuator)، ساقه ولو با حرکتی عمود بر جهت سیال میزان دبی را کنترل می ­نماید.

که این شیرهای کنترلی معمولا با بیرون کشیدن ساقه از بدنه بازتر می شوند و با فشار دادن دادن ساقه به بدنه بسته تر می شوند و اما نوع برعکس آن هم موجود است.

ولوهای ساقه کشویی در انواع زیر ساخته می­ شوند:

1-1)ولو دروازه ای (Gate valve):

در این شیرها پلاگ (Plug) به صورت یک تیغه یا صفحه بوده که با حرکت کشویی آن و محدود نمودن مسیر سیال، کنترل ولو صورت می­ پذیرد.

البته این شیرها عموما در کاربردهایی استفاده می­ شوند که نیاز به کنترل قطع و وصل سیال یا On-off داشته باشیم.

ولو دروازه ای در صنایعی استفاده می شود که در آن ها سیالات مانند گاز، آب، بخار و…انتقال می یابد و بعد از اینکه شیر ها به صورت کامل بسته می شود قطعی ایجاد می شود.

همچنین بخوانید: با کاربرد های کنترل ولو آشنا شوید

2-1) ولو دیافراگمی (Diaphragm valve):

در این شیرها کنترل جریان سیال از طریق یک غشا یا دیافراگم قابل انعطاف صورت می­ گیرد

به این صورت که stem با اعمال نیرو دیافراگم را به سمت seat فشار می­ دهد و جریان را مسدود می ­کند و بالعکس.

به دلیل خاصیت ارتجاعی ولو دیافراگم، دستیابی به Throttling دقیق ممکن است دشوار باشد.

این ولوها بیشتر در صنایع غذایی و دارویی کاربرد گسترده ای دارند.

 

عکس زیر یک ولو دیافراگمی است که توسط یک موتور الکتریکی جریان فاضلاب تصفیه شده را کنترل می کند

همچنین بخوانید: با کنترل ولو فیشر آشنا شوید

3-1)ولو کروی (Globe valves)

این ولوها به دلیل قابلیت کنترل دقیق جریان سیال شناخته شده اند

و به جرات می توان گفت که در حوزه کنترل Throttling محبوب ترین و متداول ترین نوع ولو های کنترلی می باشند.

از معایب این ولوها میتوان به محدودیت سایز و قیمت بالای آنها اشاره کرد.

در این نوع از ولو ها با تغییر فاصله بین پلاگ و بخش نشیمن گاه seat جریان سیال کنترل می شود.

این طرح یکی از محبوب ترین طرح ها برای کنترل Throttling است

در یک نوعی از آن پلاگ به خارج از نشیمن گاه می رود که در این حالت حلقه نشیمن گاه باعث می شود پلاگ و نشیمن گاه همیشه در یک راستا قرار بگیرند تا تنش های وارد شده بر پلاگ به حداقل برسد.

نسبت به ولو دروازه ای در برابر نشتی مقاومت بیشتری دارد و هزینه آن هم بیشتر است.

در نوع دیگر آن از دو جفت پلاگ که هر دو روی یک ساقه قرار دارند و یک جفت نشیمن گاه برای کاهش تنش های سیال استفاده می شود که به آن ها دو پورت گفته می شود.

2)ولوهای ساقه چرخشی (Rotary-stem valves):

یکی از روش های متفاوت برای کنترل جریان سیال قرار دادن یک عنصر چرخشی در مسیر جریان است که این ولو ها به جای حرکت ساقه به جلو و عقب از چرخش یک شفت استفاده می کند و به انواع زیر دسته بندی می­ شوند:

1-2) ولو توپی (Ball valve):

این ولو دارای یک پلاگ(Plug) کروی با سوراخی در مرکز است که با چرخش آن مسیر عبور سیال باز یا بسته می ­گردد.

هنگامی که مسیر عبوری جهت حرکت سیال موازی است، دریچه کاملاً باز است و هنگامی که مسیر عبوری عمود بر جهت حرکت سیال باشد، دریچه کاملا بسته است.

این ولوها عموما در کنترل On-off کاربرد دارند. شایان ذکر است که با ایجاد تغییرات در طرح حفره پلاگ کروی، می­ توان در کنترل Throttling نیز از این ولوها استفاده نمود.

کنترل جریان در شکل زیر در لبه باز شدن ولو توپی کنترل دقیق تری نسب به سوراخ های ساده ایجاد می کند.

ولو توپی کوچک‌تر و سبک‌تر از ولو دروازه‌ای است.

2-2) ولو پروانه ای (Butterfly valve):

در این نوع ولها پلاگ(Plug) به صورت یک دیسک می ­باشد که با تغییر زاویه دوران این دیسک می­توان مقدار بازشدگی ولو را کنترل نمود.

وقتی که دیسک، موازی با محور جریان سیال باشد، باز می شود و هنگامی که بر محور جریات عمود باشد، دیسک به طور کامل بسته می شود.

در طراحی کلاسیک این طرح برای محکم تر کردن قطع کننده سیال باید از نرم کننده seat استفاده کرد.

این ولوها محدودیت سایز ندارند و بسیار مقرون به صرفه هستند.

 

3-2) ولو دیسک (Disk valves)

این طرح با تغییر در ولو پروانه ای برای بهبود در سیستم بسته شدن نشیمنگاه ایجاد شده است.

که در آن قطع جریان حتی با استفاده از نشیمنگاه و دیسک‌های فلزی امکان‌پذیر است.

تقسیم بندی انواع کنترل ولو از لحاظ اکچویتور(Actuator)

اکچویتور(Actuator) باعث می شوند که عمل کنترل سیال به صورت اتوماتیکی انجام شود و این اکچویتور های نصب شده روی کنترل ولو ها به دسته های مختلفی تقسیم می شوند که در ادامه به آنها می پردازیم.

1) اکچویتورهای نیوماتیکی:

در این نوع اکچویتورها “فشار هوا” عامل ایجاد نیروی محرک بوده که عموما از طریق یک مبدل الکتریکی به نیوماتیکی تنظیم و وارد مکانیزم اکچویتور می­شود.

(این مبدل­ها تحت عنوان ترنسدیوسر (Transducer) I/P شناخته می ­شوند زیرا سیگنال ارسالی الکتریکی به ولو را که به طور معمول 4 تا 20 میلی آمپر می­ باشد به سیگنال فشار هوای 3-15 psi مورد نیاز ولو تبدیل می­ کنند. این تجهیز معمولا به صورت یکپارچه با پوزیشنر ارائه می­ گردد)

حرکت آن بسته به طراحی که دارد ممکن است خطی یا چرخشی باشد.

تیپ­ های مختلف اکچویتورهای نیوماتیکی عبارتند از:

1-1) اکچویتور نیوماتیکی دیافراگمی:

در این اکچویتورها با اعمال فشار هوا به یک دیافراگم انعطاف ­پذیر که از طریق stem به مکانیزم ولو متصل است میزان باز و بسته شدن ولو کنترل می­ گردد.

این نوع اکچویتورها در کاربردهایی که کنترل دقیق سیال مهم و حیاتی می ­باشد بسیار موفق عمل می­ کنند

و در واقع دقیق­­ ترین نوع کنترل Throttling را ارائه می­ دهند که علت آن وجود اصطکاک کمتر (نسبت به نوع پیستونی) و در نتیجه موقعیت یابی دقیق­ تر stem می ­باشد.

2-1) اکچویتور نیوماتیکی پیستونی:

در این نوع اکچویتور فشار هوا از طریق حرکت دادن یک پیستون موجب فعال شدن مکانیزم کنترلی ولو می ­گردد.

اکچویتورهای پیستونی نسبت به انواع دیافراگمی نیروی بیشتری تولید می­ کنند اما همانطور که قبلا گفته شد در کاربردهای Throttling دقت پایین­ تری نسبت نوع دیافراگمی دارند.

3-1) اکچویتور نیوماتیکی دو پیستونی:

در این نوع خاص فشار هوا یک جفت پیستون را به سمت مرکز یا خارج بدنه اکچویتور هل داده و باعث حرکت یک مجموعه رک و پینیون (Rack and Pinion) می­ گردد.

در برخی طرح ­ها نیز هنگامی که فشار هوا از پشت پیستون برداشته می­ شود نیروی فنر پیستون را به موقعیت اولیه برمی­ گرداند.

 

2)اکچویتورهای هیدرولیکی:

این اکچویتورها ساختاری مشابه اکچویتورهای پیستونی دارند با این تفاوت که نیروی محرک ولو از طریق فشار روغن یا در واقع نیروی هیدرولیک تامین می­ گردد.

این اکچویتورها توانایی ایجاد نیروهای بسیار بزرگی دارند و همچنین به دلیل تراکم­ ناپذیر بودن مایعات وضعیت بسیار پایداری را در حفظ موقعیت دقیق ولو ارائه می­ دهند.

3)اکچویتورهای الکتریکی:

اکچویتور برقی بر خلاف سایر اکچویترهایی که به آنها اشاره شد نیازی به تامین انرژی از یک سیال خارجی ندارند

و نیروی محرکه آنها از طریق یک موتور الکتریکی و گیربکس تامین می ­گر­دد.

این اکچویتورها در هم در کنترل Throttling و هم On-off قابلیت استفاده دارند.