温度控制应用
工艺的温度控制可使用电动、气动、电气和自作用控制来实现。本模块详细介绍了一些常见应用，包括工艺容器、换热器和高温安全控制。
蒸汽应用使用自动温度控制有以下多个原因：
- 对于某些工艺，需要将产品温度控制在相当严格的限度内，以避免正在加工的产品或材料被损坏。
- 从沸腾储罐中闪蒸的蒸汽不仅会造成不愉快的环境条件，还可能损坏建筑结构。自动温度控制可以将热储罐保持在刚好低于沸腾温度。
- 经济性。
- 生产质量和一致性。
- 节省人力。
- 空间供暖的舒适性控制。
- 安全性。
- 优化工业工艺的生产速率。 所采用的温度控制系统应与系统匹配，并能够响应热负荷的变化。例如：
直接操作自作用温度控制
直接操作自作用温度控制
说明 直接操作自作用温度控制利用传感器和毛细管中液体的膨胀来改变阀门位置。 优点：
- 价格低廉。
- 体积小。
- 安装和调试方便。
- 单工种安装。
- 非常坚固且极其可靠。
- 对不完美的蒸汽条件和选型过大具有容忍性。
- 自作用原理意味着无需外部动力。
- 选型和选择简单。
- 有多种选项可供选择，如不同毛细管长度和温度范围。 缺点：
- 控制是”独立的”，不能与远程控制器或 PLC（可编程逻辑控制器）通信，尽管高温切断可以通过开关发出关闭信号。
- 尺寸有限。
- 压力等级有限。
- 可调比有限。
- 传感器往往比气动和电子等效产品大得多，动作也慢得多。 应用： 应用包括那些具有低且恒定运行流量的场合：
- 小型夹套锅。
- 伴热管线。
- 熨烫机。
- 小型储罐。
- 酸洗槽。
- 小型储水式加热器。
- 小型加热器组。
- 单元加热器。
注意事项：
比例带受阀门尺寸的影响。
说明 先导操作自作用温度控制器利用传感器和毛细管中液体的膨胀来操作先导阀，先导阀再改变主阀的位置。 优点：
- 安装和调试方便。
- 单工种安装。
- 非常坚固。
- 自作用原理意味着无需外部动力。
- 选型和选择简单。
- 远程调节（可选）。
- 可开/关切换（可选）。
- 双设定值（可选）。 缺点：
- 控制是”独立的”，不能与 PLC 通信。
- 阀体内的小间隙意味着蒸汽应清洁干燥以确保使用寿命，但这可以通过在阀门前安装汽水分离器和过滤器轻松实现。
- 仅比例控制，然而，比例偏差比直接操作自作用控制小得多。 应用：
- 夹套锅。
- 伴热管线。
- 储罐。
- 酸洗槽。
- 热水储水式加热器。
- 加热器组。
- 单元加热器。 注意事项：
- 控制器的温度范围往往比直接操作自作用控制更窄。
- 安装必须包括过滤器和汽水分离器。
气动温度控制
气动温度控制
说明 这些控制系统可能包括：
- P + I + D 功能，以在变化负荷条件下提高精度。
- 可远程调整的设定值。 优点：
- 非常精确和灵活。
- 在阀门系列范围内的阀门尺寸不受限制。
- 优良的可调比。
- 适用于危险环境。
- 无需电力供应。
- 快速操作意味着能很好地响应需求的快速变化。
- 非常强大，能够应对高差压。 缺点：
- 比直接操作控制更昂贵。
- 比直接操作控制更复杂。 应用：
- 需要精确和一致温度控制的场合。
- 具有可变和高流量和/或可变上游压力的场合。
- 需要本质安全的场合。 注意事项：
- 需要清洁、干燥的空气供应。
- 除最小和最简单的应用外，通常需要阀门定位器。空气从定位器和控制器持续排出，需要确保此静态气流对周围环境可接受。
- 需要熟练的劳动力安装设备，需要仪表人员进行校准和调试。
- 控制是”独立的”，不能直接与 PLC 通信。
- 必须始终考虑故障模式。例如，蒸汽加热系统中气源故障时”弹簧关闭”是正常的，冷却系统中”弹簧打开”是正常的。
电气温度控制
电气温度控制
说明 这些控制系统可能包括：
- P + I + D 功能，以在变化负荷条件下提高精度。
- 可远程调整的设定值，可在设定值之间设置斜坡。 优点：
- ****非常精确和灵活。
- 远程调整和读取。
- 在阀门系列范围内的阀门尺寸不受限制。
- 优良的可调比。
- 快速操作意味着能很好地响应需求的快速变化。
- 非常强大，能够应对高差压。 缺点：
- 比自作用或气动控制更昂贵。
- 比自作用或气动控制更复杂。
- 需要电力供应。 应用：
- 需要精确和一致温度控制的场合。
- 具有可变和高流量和/或可变上游压力的场合。 注意事项：
- ****需要清洁、干燥的空气供应。
- 需要熟练的劳动力安装设备，需要电气人员提供电源，需要仪表人员进行校准和调试。
- 可以成为涉及 PLC、记录仪和 SCADA 系统的复杂控制系统的一部分。
- 必须始终考虑故障模式。例如，蒸汽加热系统中气源故障时”弹簧关闭”是正常的，冷却系统中”弹簧打开”是正常的。
- 可能是最常见的控制系统 — 它具有电子设备的精密性和气动的速度/功率。
电动温度控制
电动温度控制
说明 这些控制系统可能包括：
- P + I + D 功能，以在变化负荷条件下提高精度。
- 可远程调整的设定值。 优点：
- 控制器和阀门执行器都可以与 PLC 通信。
- 无需压缩空气供应。 缺点： 执行器速度相对较慢，因此仅适用于负荷变化缓慢的应用。 应用： 大空间的空间供暖。例如：仓库、车间、飞机库等。 注意事项：
- 安全性：如果电力中断，除非使用弹簧复位执行器，否则阀门位置不会改变。
- 弹簧复位执行器价格昂贵、体积庞大，且只能关断有限的压力。
温度控制（其他方案） — 并联温度控制站
温度控制（其他方案） — 并联温度控制站
说明 如图 8.2.6 所示的布置可用于最大和最小流量之间的比率（流量可调比）大于单个温度控制阀最大允许值的场合。 例如，如果特定应用必须非常快速地升至运行温度，但运行负荷较小，且工厂条件要求必须使用自作用控制。 为满足应用需求：
- 首先选择能够满足运行负荷的阀门和控制器，并设定到所需温度。
- 然后选择能够提供预热期间额外负荷的第二个阀门和控制器，设定温度比”运行负荷”阀门低几度。此阀门可能比运行负荷阀门更大。 在此配置下：
- 当工艺冷却时，两个控制阀都打开，允许足够的蒸汽通过以在所需时间范围内将产品温度升高。
- 当工艺接近所需温度时，“预热”阀将调节至关闭，由”运行负荷”阀调节并维持温度。
高温安全控制
高温安全控制
说明 有许多应用中，完全独立的高温切断装置是可取的，甚至是法律要求的。 选项：
- 自作用控制，其中流体的膨胀释放切断装置中的压缩弹簧，如果超过预设的高温限制温度，则快速关闭隔离阀。 此类自作用控制具有额外的优点： a. 可以包含微动开关用于远程指示操作。 b. 最好需要手动复位，要求人员到现场查看应用情况并确定问题原因。
- 弹簧关闭电动执行器，其中过温信号将中断电源供应，阀门将关闭。可配有报警。
- 弹簧关闭气动执行器，其中过温信号将导致操作空气从执行器中排出。可配有报警。 应用： 生活热水服务 (DHWS)，向医院、监狱和学校等用户提供通用热水。 注意事项：
- 法律可能要求高温切断必须完全独立。这意味着高温切断装置必须在单独的阀门上操作。
- 通常，高温切断阀将采用管线尺寸，因为阀门打开时需要低压降。
