自力式減圧弁と圧力制御弁の使い分け
蒸気圧力を減圧する際に使用する自力式減圧弁と圧力制御弁ですが、それぞれに特徴があり
使い分けが必要です。特に大きな違いはその制御性にあります。自力式減圧弁の場合、
減圧弁二次側の負荷変動により『ドゥループ』と呼ばれる二次圧の変動が発生します。
圧力の変動が許容されるアプリケーションであれば問題にはなりませんが、重要度の高い
プロセスでは大きな問題となる可能性があります。そのため自力式減圧弁と圧力制御弁
それぞれの特性を理解した上でアプリケーションに適したものを使用する必要があります。
ドゥループ特性とは
減圧弁は負荷が変動した場合、その変動を検知して主弁の開度を調整します。その際に負荷変動分を調整するために二次圧は常に上昇及び下降したままとなります。この圧力を調整するために起こる二次圧の変動をドゥループと呼びます。
自力式減圧弁と圧力制御弁の比較
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自力式減圧弁 |
圧力制御弁 |
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| 制御性 | 負荷により変動 | 一定 |
| 構成機器 | 減圧弁本体 | 圧力制御弁、圧力トランスミッター、 コントローラ |
| 駆動方式 | 自力式 | 電気/空気 |
| デジタル化 | 不可 | バルブ開度、リミットスイッチ |
| 設定圧力の変更方法 | 本体のノブを操作し変更 | コントローラの設定による変更 |
| レンジアビリティ | 10：1 | 50：1 |
| 応答性 | より速い | 速い |
✓ 設定圧力が一定である
✓ 蒸気負荷が一定である
✓ 二次側の蒸気スペースが 少ない時
✓ 防爆エリアでの設置
✓ 蒸気負荷が一定ではない
✓ 生産中に待機時間があり減圧できる時間帯がある
✓ 複数の条件設定をしたい場合
✓ 見える化をしたい場合
✓ 暖気運転をしたい場合
課題と背景
高圧ヘッダー（0.7MPag）から低圧ヘッダー（0.2MPag）に自力式減圧弁を利用。蒸気の使用量が少なくなると低圧ヘッダーの安全弁が作動し、そのたびにアラームが鳴るため現場確認が必要。調整も必要な場合が多く設計当時から20年以上たっているため減圧弁自体の選定も現状と即していなかった
提案概要
自力式減圧弁では蒸気流量によって多少の圧力変動が起こるドゥループとよばれる圧力誤差かあるため空圧式制御弁を設置することによって常に低圧ヘッダーの圧力を0.15MPag±0.02MPaに制御する
成果
安全弁の無駄な作動がなくなり、アラームも減り監視が容易になった。
また細やかな調整、無理な運転がなくなると損耗も少なくなり
メンテナンス頻度も約1/3程度に抑えることができた
制御弁や減圧弁については下記のBlogもぜひご覧ください！
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