Para la turbina de vapor, ¿cuál es la diferencia entre una válvula balanceada y una no balanceada? Educación te da un futuro mejor

Hola Karim: recibí un correo electrónico tuyo con esta pregunta, así que tratemos de responderla …

En primer lugar, las turbinas de vapor no son el único contexto en el que podríamos hablar sobre esta cuestión. La cuestión de las válvulas ‘balanceadas’ versus las válvulas ‘no balanceadas’ es relevante para muchos campos además de las turbinas de vapor. Como la referencia es algo genérica, voy a tratar de responderla de manera genérica para tratar de ser de la mayor ayuda posible.

Cuando una válvula está presente en un sistema de flujo, y el sistema está funcionando, la presión de entrada a la válvula da como resultado cierta fuerza en el elemento de control de flujo de la válvula (como una bola o una válvula de retención, o lo que sea), dependiendo de cómo esté la válvula. construido) y el actuador de la válvula tiene que ejercer cierta fuerza (o un par, dependiendo de cómo se construya la válvula) para mantener la válvula en su posición actual (es decir, completamente cerrada o completamente abierta, o en algún punto intermedio) . Además, si la válvula está abierta (total o parcialmente) hay un flujo a través de ella y se está generando cierta presión de salida.

Si la válvula se mueve en una pequeña cantidad, el flujo a través de la válvula cambia, y la presión de salida, en general, cambiará. El cambio en la presión de salida puede ser pequeño, o puede ser relativamente grande, dependiendo de muchas cosas.

Si una válvula está ‘equilibrada’, eso significa que la geometría interna de la válvula ha sido diseñada de modo que un cambio relativamente grande en la presión de salida de la válvula solo resulta en un cambio relativamente pequeño en la fuerza total que actúa sobre el elemento de control de flujo de la válvula. Esto significa que la fuerza (o par) que debe generar el actuador de la válvula para mantener la válvula en su posición no cambia mucho. Esto hace que el control de la válvula y, por lo tanto, el control del sistema, sea mucho más fácil.

Si una válvula está ‘desequilibrada’, entonces lo anterior no es cierto. Un cambio en la presión de salida puede resultar en un gran cambio en la fuerza total (o torque) sobre el elemento de control de flujo de la válvula, y el actuador debe generar un gran cambio instantáneo en la fuerza (o torque) para mantener la válvula en su posición. Mientras estemos seguros de que el actuador de la válvula y el sistema de control son capaces de esto, probablemente no haya ningún problema.

Si las fuerzas ‘desequilibradas’ resultan en fuerzas (o pares) que están más allá de la capacidad del actuador y el sistema de control, los cambios en la presión de salida de la válvula (causados por cambios en el punto de operación del sistema) pueden afectar la posición de la válvula. Esto afectará el punto de operación del sistema, que luego puede afectar la posición de la válvula en una cantidad adicional. Cuando el actuador y el sistema de control de la válvula pierden su capacidad de controlar la válvula, puede producirse la inestabilidad de todo el sistema. Esto puede provocar que sucedan cosas que varían de “simplemente interesantes” a “bastante aterradoras”.

Debo mencionar que incluso si una válvula no está bajo ‘control de circuito cerrado’, sino simplemente ‘abierta o cerrada’, como una válvula de alivio, se aplican las mismas consideraciones. La intención habitual de una válvula de alivio es permanecer cerrada hasta que la presión de entrada exceda su “presión establecida” y luego abrirla. Cuando la presión de entrada cae por debajo de la ‘presión establecida’, se espera que la válvula se cierre. Si una válvula de alivio está suficientemente ‘desequilibrada’, entonces el simple acto de alivio puede introducir fuerzas en la válvula de alivio que no se anticipan. Esto puede conducir al mismo tipo de inestabilidad del sistema que describí anteriormente.

Espero que esto le sea útil.