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控制閥簡介
控制閥的發(fā)展自20世紀(jì)初始已有八、九十年的歷史,先后產(chǎn)生了十個大類的調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品、自立式閥和定位器等,其發(fā)展歷程如下:調(diào)節(jié)閥||閥門網(wǎng)|技術(shù)資料 20年代:原始的穩(wěn)定壓力用的問世,其結(jié)構(gòu)是一種帶重錘的球形閥,利用重錘平衡閥芯所受到的流體作用來進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種后來演變成利用閥后壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)的自立式調(diào)節(jié)閥。調(diào)節(jié)閥||閥門網(wǎng)|技I%v,u30年代:產(chǎn)品的種類已經(jīng)很多,以“V”形缺口的雙座和單座,閥體形狀為球型的球型閥為代表產(chǎn)品。control||調(diào)節(jié)閥|自力式d|*{
L 40年代:出現(xiàn)定位器,調(diào)節(jié)閥的新品種進(jìn)一步產(chǎn)生,相繼出現(xiàn)隔膜閥、角形閥、蝶閥、球閥等,并在市場上占據(jù)主導(dǎo)地位,各種產(chǎn)品已經(jīng)比較齊全。調(diào)節(jié)閥||閥門網(wǎng)|技術(shù)資料Z8Y3]]e
50年代:球閥得到較大的推廣使用,三通閥代替兩臺單座閥投入系統(tǒng)。調(diào)節(jié)閥||閥門網(wǎng)|技術(shù)資料Vm;F&60年代:在國內(nèi)對上述產(chǎn)品進(jìn)行了系列化的改型設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化設(shè)計后,國內(nèi)才有了自己完整的系列產(chǎn)品?,F(xiàn)在還在大量使用的單座閥、雙座閥、角型閥、三通閥、隔膜閥、蝶閥、球閥七種產(chǎn)品仍然是六十年代水平的產(chǎn)品;這時國外推出了第八種結(jié)構(gòu)新產(chǎn)品—套筒閥,很快受到重視并成為球形閥的主流產(chǎn)品。0}Kw-bpB$O
70年代:有一種新結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品----偏心旋轉(zhuǎn)閥問世,它容量大,流路簡單,不平衡力小,這些優(yōu)點使它成為角行程閥門的佼佼著,成為第九大類結(jié)構(gòu)的品種,這一時期套筒閥在國外被廣泛應(yīng)用。70年代末,國內(nèi)聯(lián)合設(shè)計了套筒閥,使中國有了自己的套筒閥產(chǎn)品系列。
調(diào)節(jié)閥||閥門||control valve 80年代:80年代初由于改革開放,中國成功引進(jìn)了石化裝置和調(diào)節(jié)閥技術(shù),使套筒閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥得到了推廣使用,尤其是套筒閥、大有取代單、雙座閥之勢,其使用越來越廣。80年代末,的又一重大進(jìn)展是日本的CV3000精小型調(diào)節(jié)閥,它在結(jié)構(gòu)方面,只是將單彈簧的氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)改為多彈簧是薄膜執(zhí)行機構(gòu),閥的結(jié)構(gòu)只是改進(jìn),不是改變。它的突出特點是使調(diào)節(jié)閥的重量和高度下降30%,流量系數(shù)提高30%。haofm. 質(zhì)量更穩(wěn)定、工作更可靠、操作更安全。W0xx] j(Mi:jj約能源 采用低阻抗閥門 提高閥芯、閥座的密封性能 盡量使用氣/電1.3.1 自動化過程工廠是由無數(shù)個控制回路組成的。每一個控制回路都經(jīng)過設(shè)計以保證重要的過程變量如壓力、流量、溫度等不超過要求的工作范圍,每一個回路都會接受并從內(nèi)部產(chǎn)生擾動。這些干擾對過程變量產(chǎn)生決定性影響。為了減少這些負(fù)載擾動的影響,傳感器和變送器會收集關(guān)于過程變量及其與要求的設(shè)定點之間的關(guān)系的信息。控制器然后處理這些信息并決定必須怎樣做才能使得過程變量在負(fù)載擾動發(fā)生后恢復(fù)到它的正常范圍。終端控制元件必須執(zhí)行有控制器選擇的控制策略。過程控制工業(yè)里zui常用的終端元件就是。調(diào)節(jié)流動的液體、氣體、蒸汽、水或化學(xué)混合物,以補償負(fù)載擾動并使得被控制的過程變量盡可能地靠近需要的設(shè)定點。
真空閥——工作壓力低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的閥門。調(diào)節(jié)閥||閥門網(wǎng)|技術(shù)資料Nq
低壓閥——公稱壓力PN 小于1.6MPa的閥門。control||調(diào)節(jié)閥|自力式2
中壓閥——公稱壓力PN 2.5-6.4MPa的閥門。
高壓閥——公稱壓力PN10.0-80.0MPa的閥門。
l$IuF'P~調(diào)節(jié)閥||閥門網(wǎng)|技術(shù)資料超高壓閥——公稱壓力PN大于100MPa的閥門。
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按介質(zhì)溫度分類調(diào)節(jié)閥||閥門|
調(diào)節(jié)閥||閥門||control valvecontrol||調(diào)節(jié)閥|自力式3d@@}0UB
1.4 結(jié)構(gòu)與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 調(diào)節(jié)閥||閥門網(wǎng)|技術(shù)資料
很多現(xiàn)代的單座閥體采用閥籠或保持架式的結(jié)構(gòu)以固定閥座環(huán),提供閥芯就可以改變流量特性的特點。
3~ E!VnB調(diào)節(jié)閥||閥門網(wǎng)|技術(shù)資料 通過更換閥內(nèi)件零部件,閥籠或保持架式的單座閥體也可以很容易地被修改,以實現(xiàn)減小流通能力、降低噪聲、或減少或消除氣蝕的目的。||調(diào)節(jié)閥|自力式
平衡閥芯籠式閥
有兩組閥芯密封面,芯上開有平衡孔,不平衡力小,但泄漏量大,可用于對泄漏量沒有特殊要求的場合。
●流體壓力作用于兩個閥芯上,不平衡力相互抵消許多,因此許用壓差大。
●在關(guān)閉時,因存在著加工誤差,閥芯和閥座的兩個密封面不能同時密封,因此泄漏量比單座閥大很多,同時溫度變化泄漏量也會增大,這是它的突出缺點,所以不能用在工藝要求泄漏小的場合。
調(diào)節(jié)閥||閥門||control valve●閥體流路較復(fù)雜,加之上下導(dǎo)向處易被固體顆粒卡住,不使用于高粘度、懸浮液,含固體顆粒等易沉淀、易堵塞的場合。
●閥的穩(wěn)定性好,由于套筒閥的閥塞設(shè)有平衡孔,可以減少介質(zhì)作用在閥塞上的不平衡力,加上足夠的閥塞導(dǎo)向,因此不易引起閥芯的振蕩。;V _|.K5Q"~
●套筒提供的節(jié)流窗口可以改進(jìn)為降低噪音的低噪音閥。
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●閥的泄漏量大,許用壓差大,因為是雙密封結(jié)構(gòu)。調(diào)節(jié)閥||
●維修方便,套筒通過上閥蓋壓緊在閥體上,因此拆裝簡便。
●閥塞自身導(dǎo)向,加上流路復(fù)雜,更容易堵卡。
角型閥
一種閥門結(jié)構(gòu),它的一個口與閥桿或執(zhí)行機構(gòu)在同一直線上,另一個口則與閥桿成一垂直角度。
●流路簡單,具有“自潔”性能,可使用于不干凈介質(zhì)場合;好閥門網(wǎng)i0ZF C4d"B5DQt
●流阻小,流量系數(shù)大。
●需要角形連接的場合
●閥體利于鍛造毛坯,所以高壓閥通常采用角形閥。
三個管道連接口具有通常的合流(流體混合)或分流(流體分散)作用??捎糜诨鞙卣{(diào)節(jié),減溫減壓器減溫水配比調(diào)節(jié),換熱器調(diào)節(jié)及兩種介質(zhì)的混合及切換等,利用一個三通閥可代替兩個兩通閥并是調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡化。
1.4.2旋轉(zhuǎn)式
它們具有大的流通能力、小的經(jīng)過閥門的壓力損失。
蝶閥閥體具有每投資1美元流通能力的經(jīng)濟性,尤其是較大尺寸的蝶閥
傳統(tǒng)輪廓的閥板提供閥板旋轉(zhuǎn)角zui大至60度的調(diào)節(jié)式控制。擁有的動態(tài)流線型閥板適合用于需要90度閥板旋轉(zhuǎn)角的應(yīng)用場合。
閥體配合標(biāo)準(zhǔn)的凸面管道法蘭。
如果閥門很大或壓力降很高,蝶閥閥體可能需要高輸出或大型的執(zhí)行機構(gòu),因為操作力矩可能會很大。
有極其嚴(yán)格的泄漏要求的用于核電廠應(yīng)用工況的閥體也可提供。
蝶閥展示出近似等百分比的流量特性。它們可以用調(diào)節(jié)或開關(guān)控制。在閥體或閥板表面上使用內(nèi)襯或可調(diào)軟閥座環(huán)可以獲得軟閥座結(jié)構(gòu)。
球閥有“O”形球閥和“V”形球閥之分,它利用球芯轉(zhuǎn)動與閥座相割打開的面積來調(diào)節(jié)流量,其使用特點如下:
“O”形球閥無阻調(diào)節(jié),流量系數(shù)zui大,通常用于介質(zhì)的兩位切斷。
這個結(jié)構(gòu)類似于一個傳統(tǒng)的球閥,但是在球上帶有擁有輪廓設(shè)計的V形切口。V形切口球提供等百分比的流量特性。這種有良好的可調(diào)比、控制和關(guān)閉能力。“V”形球閥與閥座相對轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生剪切作用,尤其適用于高粘度、懸浮液、紙漿等不干凈,含纖維介質(zhì)的調(diào)節(jié)、切斷。
它有偏心的閥芯旋轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)和切斷介質(zhì),綜合了球閥與蝶閥的優(yōu)點。具有泄漏量小,可兼做切斷閥、可調(diào)比大、體積小、重量輕、流量系數(shù)大、動態(tài)穩(wěn)定性高,閥效應(yīng)不明顯(一般閥門在臨界點流量特性曲線將發(fā)生畸變,這種現(xiàn)象稱閥效應(yīng));閥芯不平衡力較小,適用溫度廣,通用性好。該閥綜合性能*,可以代替普通調(diào)節(jié)閥,它特別適用于要求調(diào)節(jié)范圍寬,泄漏量小,流通能力大,阻力小的場合。如火力發(fā)電廠中的除氧器加熱蒸汽調(diào)節(jié)閥、主凝水調(diào)節(jié)閥等。另外,流路簡單還適用于高粘度介質(zhì)(重油),主要缺點是公稱壓力較小,不能在高壓系統(tǒng)中使用。的正確安裝與正確選型同樣重要。安裝質(zhì)量關(guān)系到控制系統(tǒng)的操作性能、控制品質(zhì)、安全性和成本等,因此應(yīng)引起重視。
安裝在現(xiàn)場,對防火、防爆、防泄漏等提出更高要求,的噪聲污染也日益受到有關(guān)部門重視。
一、安裝施工的規(guī)定:
安裝施工的一般規(guī)定
1、安裝應(yīng)按照設(shè)計圖紙和設(shè)計文件的規(guī)定。
2、安裝應(yīng)遵循國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,例如,建筑安裝工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)自動化儀表施工及驗收規(guī)范、電氣設(shè)備安裝工程施工及驗收規(guī)范等。
3、安裝所需的設(shè)備、輔助設(shè)備和主要材料應(yīng)符合現(xiàn)行國家或部頒標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。
二、安裝施工的注意事項:
安裝的注意事項應(yīng)從易操作性、安全性和標(biāo)準(zhǔn)化等考慮。具體內(nèi)容如下:
(一)、安裝位置和方位:
1、按照設(shè)計圖紙和設(shè)計文件的規(guī)定,安裝位置應(yīng)具有足夠的操作空間,用于安裝、操作和維護(hù);其位置應(yīng)避免安裝在有振動、潮濕、易受機械損傷、有強電磁干擾、高溫、溫度變化劇烈和有腐蝕性氣體的場所;安裝應(yīng)牢固、平整;安裝方位應(yīng)使的執(zhí)行機構(gòu)在調(diào)節(jié)機構(gòu)上部,圖6—8顯示了直行程的各種安裝方位。其中,位置有是*的位置、次選的位置。
2、內(nèi)流體的流向內(nèi)流體的流向應(yīng)與閥體上標(biāo)注的箭頭*。特殊情況下可不受本規(guī)定的限制。
3、連接的連接有螺紋連接、法蘭連接和焊接連接等。螺紋連接用于小口徑,安裝螺紋連接的時,必須同時安裝可拆卸的活動連接件。法蘭連接有法蘭連接和夾持式連接兩種,連接法蘭的公稱直徑應(yīng)與的接管直徑*。法蘭也有不同耐壓等級,法蘭的耐壓等級應(yīng)與耐壓等級*。法蘭內(nèi)徑應(yīng)與管道內(nèi)徑相等。法蘭面與管道軸線的垂直度允許偏差為l°。法蘭密封面應(yīng)平齊。法蘭與管道的同軸度允許偏差t應(yīng)
滿足:t≤0.015D
式中,D是管道內(nèi)徑;β是工作條件下節(jié)流件內(nèi)徑與管道內(nèi)徑之比。法蘭連接時應(yīng)受力均勻合適,避免局部受到過大壓力。盡量避免采用焊接連接,焊接連接時必須同時安裝可拆卸的活動連接件。連接時,不應(yīng)使連接管道內(nèi)部引成新的凸出物。例如,密封墊片、焊接縫等不應(yīng)在管道內(nèi)凸出。
4、與上、下游切斷閥、旁路閥的連接上、下游切斷閥和旁路閥應(yīng)與同時安裝。上、下游切斷閥與之間的管段長度應(yīng)考慮管路阻力和對流體流動狀態(tài)的影響。直管段長度長,有利于流體經(jīng)切斷閥后的穩(wěn)定,可使流體流動平穩(wěn),減少紊流影響,降低噪聲;直管段長度短,流體經(jīng)切斷閥后還未穩(wěn)定就進(jìn)入,使噪聲增強,但管段長度短有利于降低管路阻力,提高兩端壓降,使流量特性的畸變減小,有利于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。因此,應(yīng)權(quán)衡和綜合考慮。通常,上游側(cè)應(yīng)有10D~20D的直管段,下游側(cè)有3D~7D的直管段。D是管道公稱直徑,必要時應(yīng)設(shè)置整流裝置。
(二)、連接方案的選擇。
1、與上、下游切斷閥的連接有多種方式,幾種常用的連接方案。圖中,方案A的結(jié)構(gòu)布置緊湊,占地面積小,容易維護(hù)和操作,系統(tǒng)的放空或排液容易。但常常不能夠滿足足夠的直管段長度,造成噪聲增強。方案B的結(jié)構(gòu)占地面積較大,位置可安裝在下部或上部,容易適應(yīng)操作要求,但直管段長度不易保證。方案C的結(jié)構(gòu)適用于角形,可減少彎頭數(shù)量,占地面積較小。對底進(jìn)側(cè)出的流向,可有較長的上游直管段長度。方案D的結(jié)構(gòu)與方案B類似,占地面積較大。方案E的結(jié)構(gòu)適用于角形閥,與方案C比較,上游側(cè)的直管段長度縮短,不利于流體的穩(wěn)定。方案F的結(jié)構(gòu)是zui常見的連接結(jié)構(gòu)。它占地面積大,管路阻力較小,但操作和維護(hù)空間較小。
2.泄放閥、放空閥、排污閥的連接,為便于拆卸,應(yīng)在拆卸前進(jìn)行閥前和閥后壓力的泄放,泄放閥應(yīng)安裝在與上、下游切斷閥之間。
3、放空閥、排污閥用于排放流體中夾帶的不凝氣體和冷凝液。安裝時,被控流體,是氣體或蒸汽時,為便于冷凝液排放,排污閥宜安裝在組的zui低處。被控流體是液體時,為便于不凝氣體的放空,放空閥宜安裝在組的zui高處。
4、。旁路閥。拆卸維修時,可用旁路閥對生產(chǎn)過程進(jìn)行操作。當(dāng)被控流量過大。用無法正常調(diào)節(jié)時,作為應(yīng)急措施,也可用旁路閥作為的并行連接方案,對過程進(jìn)行控制。為降低成本,大口徑安裝手輪執(zhí)行機構(gòu),可代替旁路閥進(jìn)行操作。旁路閥的安裝應(yīng)便于操作,它與上、下游切斷閥一起組成組,因此,安裝時應(yīng)與它們配套,并同時完成施工安裝。旁路閥公稱直徑與管道公稱直徑相同,耐壓等級也與工藝耐壓等級*。
5、執(zhí)行機構(gòu)的安裝通常,執(zhí)行機構(gòu)與閥體直接連接,但液動執(zhí)行機構(gòu)、長行程執(zhí)行機構(gòu)等執(zhí)行機構(gòu)與閥體分開時,安裝執(zhí)行機構(gòu)時應(yīng)注意,執(zhí)行機構(gòu)的連桿和機械活動部件應(yīng)靈活,無松動或卡扭等現(xiàn)象。連桿長度應(yīng)在全行程范圍內(nèi)動作穩(wěn)定、靈活可靠。當(dāng)與工藝管道有熱位移的閥體連接時,應(yīng)保證執(zhí)行機構(gòu)與閥體之間相對位置保持不變。手輪執(zhí)行機構(gòu)有側(cè)裝和頂裝兩種,安裝時應(yīng)留有操作空間。手輪操作應(yīng)靈活,沒有卡死或扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。應(yīng)有手輪轉(zhuǎn)動方向與閥開度關(guān)系的標(biāo)注。限位裝置應(yīng)調(diào)整合適,起到保護(hù)作用。液動執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)低于控制器安裝,如果必須高于控制器時,其高差應(yīng)不超過1.0m,并且應(yīng)在管路集氣處安裝排氣閥,靠近控制器處安裝止逆閥或自動切斷閥。
6、閥門定位器的安裝閥門定位器的閥位檢測裝置與閥桿或閥軸直接連接,因此,安裝時應(yīng)保證反饋信號能夠正確、及時反映閥位信號和變化。通常,閥門定位器與配套供應(yīng),由制造廠完成兩者的連接。當(dāng)生產(chǎn)過程控制需要添加閥門定位器時,應(yīng)保證閥門定位器閥位檢測裝置動作的正確、可靠和靈活。反饋桿支點的機械間隙應(yīng)盡量小。閥門定位器的信號管線應(yīng)正確連接,氣源管線和輸出管線、輸入管線應(yīng)標(biāo)記銘牌。閥門定位器的閥位顯示信號應(yīng)有利于操作和維護(hù)人員觀測。
7、其他附件的安裝其他附件包括閥位傳感器、電磁閥、限位開關(guān)、繼動器、電氣轉(zhuǎn)換器等,安裝應(yīng)符合產(chǎn)品說明書有關(guān)規(guī)定。小流量宜在上游安裝過濾器。紊流嚴(yán)重時,應(yīng)在上游側(cè)安裝整流裝置。
8、連接管線的安裝連接管線的安裝應(yīng)注意下列事項。
1)、信號氣管和氣源管線一般采用聚氯乙烯護(hù)套的銅管纜,管徑為sL6Xl或g18Xl
2)、氣源管線應(yīng)靠近。
3)、信號管線和液壓管線應(yīng)盡量短,用于縮短信號時滯和系統(tǒng)時間常數(shù)。
4)、管線應(yīng)有足夠伸縮余度,且不應(yīng)妨礙執(zhí)行機構(gòu)動作。
5)、管線焊接時不應(yīng)將焊渣落人管內(nèi)。連接管線應(yīng)在安裝前進(jìn)行清洗,去除油污、水和銹蝕等污物。連接管線的配管應(yīng)整齊、美觀。
6)、。液壓油管線應(yīng)遠(yuǎn)離高溫設(shè)備和管線,與熱表面的距離應(yīng)大于150mm。
7)、在安裝前,應(yīng)對與管線連接的排污閥、放空閥進(jìn)行清洗,去除油污,并進(jìn)行檢查和試驗。
8)、液壓和氣壓管路系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗,并符合規(guī)定。
9)、。連接信號的電線、電纜應(yīng)穿管敷設(shè),在設(shè)備側(cè)用金屬軟管連接。需防爆的設(shè)備應(yīng)采取相應(yīng)防爆措施,對全部被保護(hù)的系統(tǒng)應(yīng)采取密封。
10)、管線的敷設(shè)不應(yīng)妨礙操作人員的操作及維護(hù)人員的維護(hù)。
11)、連接的管線應(yīng)標(biāo)記銘牌。必要時可用支撐架固定連接的管線,防止拆卸后連接管線無法固定。
12)、連接線應(yīng)避免水和液體的浸泡和腐蝕或有害氣體的侵入。
9、附加管件的安裝附加管件有縮徑管和擴徑管。附加管件的安裝使管路壓損增大,并影響流量系數(shù)。安裝附加管件時,應(yīng)在連接處留有操作空間,便于維修時拆卸連接螺栓。安裝管件時應(yīng)安裝支撐架或支座,必要時可加防振墊片或防振彈簧。
10、和其他附件的脫月旨、絕熱和伴熱需進(jìn)行脫脂處理的和其他附件必須按設(shè)計規(guī)定進(jìn)行脫脂處理。經(jīng)脫脂處理后的、管線等需自然通風(fēng)或用干燥空氣或氮氣吹干,經(jīng)檢驗合格后封閉保存,在安裝時應(yīng)保持干凈無油污。需進(jìn)行絕熱和伴熱處理的和其他附件應(yīng)進(jìn)行絕熱和伴熱處理。伴熱用的蒸汽管線或電熱帶的敷設(shè)應(yīng)符合有關(guān)安裝施工規(guī)定。絕熱用的保溫層材料和厚度應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定。安裝和附件的各種支撐架、支座和連接管線需涂漆處理。涂漆前應(yīng)清除被涂表面的鐵銹\焊渣、毛刺和污物。涂漆的顏色和厚度、涂漆操作的條件等應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。
11、自力式取源部件的安裝自力式壓力、差壓取壓部件參照壓力取源部件的安裝規(guī)定進(jìn)行施工。自力式溫度取源部件可參照溫包安裝規(guī)定進(jìn)行施工。
三、現(xiàn)場調(diào)試:
安裝后,在生產(chǎn)過程開車前應(yīng)進(jìn)行的現(xiàn)場調(diào)試?,F(xiàn)場調(diào)試分線路調(diào)試和系統(tǒng)調(diào)試。
?。ㄒ唬⒕€路調(diào)試
線路調(diào)試用于檢查連接的信號線路、氣源管線或液壓管線是否正確連接。
1.輸入信號的連接。通常,與閥門定位器一起檢查。輸入信號來自控制器,因此,從控制器輸出一個起點信號,檢查是否在起點位置;輸出一個終點信號,檢查是否在終點位置。為此,應(yīng)檢查供氣氣源壓力是否正常;過濾減壓器工作是否正常;液壓系統(tǒng)供給的油壓是否正常;供電是否正常;輸出信號是否正確等,并在測量范圍內(nèi)至少取5點檢查輸入信號與閥位之間是否滿足所需關(guān)系。應(yīng)檢查氣開、氣關(guān)的作用方式是否正確,是否滿足工藝生產(chǎn)過程的安全生產(chǎn)要求。
2.輸出信號的連接。輸出信號是閥位信號,可以是模擬量信號或數(shù)字量信號。應(yīng)在檢查輸入信號的同時,檢查閥位信號是否正確。采用HART或智能電氣閥門定位器時,應(yīng)檢查閥位狀態(tài)信息能否正確傳輸。全行程運行過程中應(yīng)偵聽閥芯和閥座是否有機械振動和異常雜音。
3.手輪機構(gòu)調(diào)試。檢查手輪機構(gòu)能否正確轉(zhuǎn)動和動作,限位和鎖定裝置是否好用。
4.當(dāng)出現(xiàn)偏差超過允許偏差*,應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試。例如,改變閥位開關(guān)的位置,檢查接線或管路是否有泄漏等。
?。ǘ⑾到y(tǒng)調(diào)試
是控制系統(tǒng)的zui終元件,因此,運行前需進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)與工藝操作配合進(jìn)行。
1.負(fù)反饋調(diào)試??刂葡到y(tǒng)應(yīng)滿足負(fù)反饋要求,因此,應(yīng)將控制器、檢測變送和(包括閥門定位器)和被控對象一起考慮,并設(shè)置控制器的正、反作用。負(fù)反饋準(zhǔn)則是控制系統(tǒng)開環(huán)總增益為正。設(shè)置好控制器正、反作用方式后,可在控制器測量端模擬輸入信號,使其增加或減小,觀測控制器輸出變化是否符合作用方式的要求,并檢查的動作方向是否正確,是否能夠使被控變量向減小方向變化。
2.壓降檢查。壓降檢查在進(jìn)行清水模擬調(diào)試時進(jìn)行。在全行程運行過程中,檢查兩端壓降變化,是否有空化或閃蒸造成的噪聲發(fā)生,流量變化情況如何,是否符合所設(shè)計的流量特性等。
3.響應(yīng)時間檢查。一些控制系統(tǒng)對的響應(yīng)時間有要求時,應(yīng)檢查的響應(yīng)時間。在控制器輸出信號改變時開始計時,到閥位到達(dá)zui終穩(wěn)態(tài)位置的63%所需的時間即為響應(yīng)時間,其時間應(yīng)滿足工藝生產(chǎn)過程的操作要求。
摘要:介紹了氣動調(diào)節(jié)閥選擇的幾個因素。根據(jù)化工生產(chǎn)的工藝條件,選擇合適的調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)和類型;根據(jù)工藝對象,選擇合適的流量特性;根據(jù)工藝參數(shù),計算流量系數(shù),選擇調(diào)節(jié)閥的口徑;根據(jù)工藝要求,選擇材料和輔助裝置。現(xiàn)代化工企業(yè),自動化水平較高,在過程控制中,執(zhí)行器的控制品質(zhì)與生產(chǎn)工況的穩(wěn)定有著密切的,所以對執(zhí)行器的選擇顯得格外重要,對于安全防爆要求比較高的化工企業(yè),絕大多數(shù)執(zhí)行器采用的是氣動調(diào)節(jié)閥。
氣動調(diào)節(jié)閥的選擇一般要從以下幾個方面進(jìn)行考慮:
(1)根據(jù)工藝條件,選擇合適的調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)和類型。
(2)根據(jù)工藝對象,選擇合適的流量特性。
(3)根據(jù)工藝參數(shù),計算流量系數(shù),選擇閥的口徑。
(4)根據(jù)工藝要求,選擇材料和輔助裝置。
下面針對以上 4 點加以論述。
1 的結(jié)構(gòu)和類型
氣動調(diào)節(jié)閥是由氣動執(zhí)行機構(gòu)和閥兩部分組成的,氣動執(zhí)行機構(gòu)是接收輸入的氣源信號,產(chǎn)生相應(yīng)的推力,使推桿發(fā)生位移,推動閥門動作;而閥是指與管路聯(lián)接的閥體組件部分,它接受執(zhí)行機構(gòu)的推桿推力,改變閥桿位移,從而改變閥門開度,zui終控制流體流量的變化。氣動調(diào)節(jié)閥按其行程可分為直行程和角行程兩種,按其結(jié)構(gòu)類型分直通單座閥、直通雙座閥、高壓閥、角形閥、套筒閥、隔膜閥、蝶閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥等。其中直通閥比較常見,單座閥泄漏量較小,但閥前后壓差不能太大,而雙座閥正好與之相反。高壓閥適合于高靜壓和高壓差的介質(zhì)測量,但在高壓差情況下,流體對材料沖刷和氣蝕嚴(yán)重,一般要考慮閥芯和閥座的材質(zhì),以提高其使用壽命。在高壓差、高黏度、含懸浮物和顆粒狀物質(zhì)流體的控制中可選用角形閥。隔膜閥更適用于強酸、強堿等強腐蝕性介質(zhì)的控制。蝶閥適用于大流量、低壓差的氣體介質(zhì)。套筒閥采用平衡型閥芯結(jié)構(gòu),具有低噪聲的特點,是應(yīng)用較為廣泛的閥之一。
氣動調(diào)節(jié)閥有氣開與氣關(guān)兩種類型。確定調(diào)節(jié)閥開關(guān)方式的原則是:當(dāng)信號壓力中斷時,應(yīng)保證工藝設(shè)備和生產(chǎn)的安全。如果閥門在信號中斷后處于打開位置,流體不中斷zui安全,則選用氣關(guān)閥;如果閥門在信號壓力中斷后處于關(guān)閉位置,流體不通過zui安全,則選用氣開閥。如加熱爐的燃料氣或燃料油管路上的調(diào)節(jié)閥,應(yīng)選用氣開閥,當(dāng)信號中斷后,閥自動關(guān)閉,燃料被切斷,以免爐溫過高而發(fā)生事故;鍋爐進(jìn)水管路上的調(diào)節(jié)閥,應(yīng)選用氣關(guān)閥,當(dāng)信號中斷后,閥自動打開,仍然向鍋爐內(nèi)送水,可以避免鍋爐燒干。
2 的流量特性
調(diào)節(jié)閥的流量特性是指介質(zhì)流過閥的相對流量 Q 與閥芯相對行程(閥門的相對開度)之間的函數(shù)關(guān)系:
Q=f(L)
當(dāng)調(diào)節(jié)閥兩端壓差 △P 保持不變時,閥的流量特性稱為固有流量特性。固有流量特性主要有直線、等百分比(對數(shù))、拋物線和快開等 4 種類型,如圖 1 所示。
圖 1 閥的固有流量特性
在生產(chǎn)中閥的固有流量特性有直線、等百分比和快開 3 種。拋物線特性介于直線和等百比之間,一般用等百特性來代替??扉_特性主要用于二位式控制。
在一般情況下,閥兩端壓差不可能永遠(yuǎn)保持不變,這時閥的固有流量特性就會發(fā)生畸變,閥在實際工作條件下的特性稱之為工作流量特性。這時在確定流量特性時要引人一個稱為閥阻比的系數(shù) S。
S=△P/Σ△P
Σ△P 為系統(tǒng)總壓差,是閥、全部工藝設(shè)備和管路系統(tǒng)上的各壓差之和。
從以下 3 個方面內(nèi)容對閥的工作流量特性進(jìn)行分析:
(1)從控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量方面分析對于一個簡單的控制系統(tǒng),它是由控制對象、變送器、調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)閥幾個基本環(huán)節(jié)組成的,系統(tǒng)的總放大系數(shù) K=K1K2K3K4K5。
K1~K5 分別表示變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行機構(gòu)、閥、控制對象的放大系數(shù)。在負(fù)荷變動的情況下,要使控制系統(tǒng)能保持預(yù)定的控制指標(biāo),希望總放大系數(shù)在控制系統(tǒng)的整個操作范圍內(nèi)保持不變。一般來說,在一個確定的系統(tǒng)里,K1~K3 的系數(shù)是固定不變的,只有對象的放大系數(shù) K5 隨負(fù)荷的變化而變化,為此選擇適當(dāng)?shù)牧髁刻匦詠硌a償對象特性的變化,保證 K4K5 的乘積是個常數(shù)就保證了系統(tǒng)的總放大系數(shù) K 是個穩(wěn)定值。
(2)從工藝配管情況分析調(diào)節(jié)閥總是與管道、設(shè)備連在一起使用的,管道阻力的存在必然會使閥的工作特性與固有特性不同。所以,應(yīng)根據(jù)對象的特性,選擇合適的工作特性,再根據(jù)配管情況選擇相應(yīng)閥的固有流量特性??紤]工藝配管情況時,可參照表 1 來選擇閥的固有特性。
表 1 配管狀況表 | |||
配管狀況 | S=1~0.6 | S=0.6~0.3 | S<0.3 |
閥的工作特性 | 直線 等百分比 | 直線 等百分比 | 不宜控制 |
閥的固有特性 | 直線 等百分比 | 等百分比 等百分比 | 不宜控制 |
從表 1 上看,當(dāng) S=1~0.6 時,所選固有流量特性和工作流量特性*。當(dāng) S < 0.3 時,特性曲線畸變嚴(yán)重不宜控制。
(3)從負(fù)荷變化情況分析直線特性調(diào)節(jié)閥在小開度時流量相對變化量大,過于靈敏,容易引起振蕩,閥芯閥座易損壞,故在 S 值小、負(fù)荷變化幅度大的場合不宜采用。等百分比閥的放大系數(shù)隨閥門行程增大而增大,流量相對變化量恒定不變。
3 的口徑
調(diào)節(jié)閥口徑的確定是在計算閥流量系數(shù) CV 的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。流量系數(shù)的定義是指在閥門全開條件下,閥兩端壓差 △P 為 100kPa,流體密度 ρ=1g/cm3 時,通過閥的流體體積流量為 Q(m3/h),其節(jié)流公式為:
C 是一個比例系數(shù),它與流量系數(shù)的關(guān)系是 m 倍,即 CV=mC。當(dāng)流量特性為直線型時 m=1.63,當(dāng)流量特性為等百分比型時 m=1.97。式(1)是當(dāng)測量介質(zhì)為液體時的計算方法,當(dāng)測量介質(zhì)為氣體時應(yīng)考慮溫度和壓力對介質(zhì)體積的影響,其 C 值的計算分 2 種情況:當(dāng)閥前后壓差 △P < 0.5 倍的閥前壓力 P1,即 △P < 0.5P1 時:
另外,當(dāng)介質(zhì)為過熱蒸汽時,計算 C 值要考慮蒸汽的過熱度。確定完 CV 值以后,要對調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行驗算,要求zui大流量時閥開度 ≯ 90%,zui小流量時開度 ≮ 10%。在正常工況下,閥門開度應(yīng)在 15%~85% 之間。zui后根據(jù) CV 值確定調(diào)節(jié)閥口徑。
4 的材料和輔助裝置
調(diào)節(jié)閥的閥體一般選用鑄鐵材質(zhì),其耐壓等級、使用溫度范圍、耐腐蝕等方面應(yīng)不低于對工藝管道的要求,但在介質(zhì)為易燃易爆的流體時應(yīng)作特殊考慮。閥芯、閥座材質(zhì)的選用應(yīng)考慮到流體中是否有固體顆粒產(chǎn)生的磨損和氣蝕作用對閥內(nèi)件的沖擊。一般對于非腐蝕性流體,常選用不銹鋼;對于腐蝕性較強的流體,可選用哈氏合金;對于沖擊、振動、磨損嚴(yán)重的流體,可選用堆焊硬質(zhì)合金或噴涂材質(zhì)。另外當(dāng)操作介質(zhì)溫度 > 200℃ 時,要選擇帶散熱片的上閥蓋。
調(diào)節(jié)閥的輔助裝置主要有閥門定位器、電磁閥、回訊開關(guān)、過濾減壓器、保位閥等。閥門定位器是調(diào)節(jié)閥的一個重要附件,常見的有氣動閥門定位器和電氣閥門定位器 2 種。它主要用于:
1. 高壓差的場合;
2. 高壓、高溫或低溫介質(zhì)的場合;
3. 介質(zhì)中含有固體懸浮物或黏性流體的場合;
4. 調(diào)節(jié)閥口徑較大的場合;
5. 實現(xiàn)分程控制;
6. 改善調(diào)節(jié)閥的流量特性。
電磁閥的作用是快速地切斷和接通氣源,使閥處于*通、斷的位置,多用于安全放空閥?;赜嶉_關(guān)是需要在控制室實時監(jiān)測到閥位的信號才選用的。保位閥的選擇是根據(jù)工藝狀況,當(dāng)氣源切斷時,閥位要求保持在一定的位置上,但這種情況不多見。
結(jié)語
調(diào)節(jié)閥是自動控制系統(tǒng)中一個重要的環(huán)節(jié),若選擇計算不準(zhǔn)確,使用維護(hù)不得當(dāng),將直接影響控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量,甚至造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。為此,對調(diào)節(jié)閥的正確選用、安裝和維修等各項工作都必須高度重視。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展,對氣動調(diào)節(jié)閥的要求越來越高,這些要求包括:新結(jié)構(gòu)、新材料、高性能、與計算機通訊以及*的動態(tài)性能等。因此,對新型調(diào)節(jié)閥的研究和學(xué)習(xí)是一項艱巨而重要的任務(wù)。
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