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調節閥自動(dòng)化調節系統中的實(shí)際應用

作者:英倫小編 文章出處:英倫小編 人氣: 點(diǎn)擊數: 發(fā)表時(shí)間:2021-08-30

  一、調節閥自動(dòng)化調節系統中的實(shí)際應用:

  在生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化調節系統中,調節閥是一個(gè)重要的、必不可少的環(huán)節,被稱(chēng)之為生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的“手腳”,是自動(dòng)控制系統的終端控制元件之一。

  調節閥流路簡(jiǎn)單、阻力小,一般情況下適用于正向使用(安裝)。然而在高壓降場(chǎng)合調節閥反向使用,以改善不平衡力和減少對閥芯的損傷,同時(shí)也有利于介質(zhì)的流動(dòng)、避免調節閥結焦和堵塞。調節閥在反向使用時(shí),特別應該避免長(cháng)時(shí)期小開(kāi)度開(kāi)啟的情況,以防引起強烈振蕩而損壞閥芯。特別在化工裝置試生產(chǎn)階段,由于試生產(chǎn)時(shí)負荷較低、設計工藝條件不可能很快達到要求,反向使用的調節閥應盡可能避免較長(cháng)時(shí)間的小開(kāi)度開(kāi)啟狀況,以防調節閥損壞。

  調節閥是由執行機構和閥兩部分組成。從水力學(xué)觀(guān)點(diǎn)來(lái)看,調節閥是一個(gè)局部阻力可以變化的節流元件,調節閥是按照輸入信號通過(guò)改變行程來(lái)改變阻力系數,從而達到調節流量的目的。

  二、結構與使用:

  1、調節閥的結構

  調節閥除閥體為角型外,其他結構均和單座閥相似,其特點(diǎn)決定了它的流路簡(jiǎn)單,阻力小,特別有利于高壓降、高粘度、含有懸浮物和顆粒狀物質(zhì)流體的調節。它可以避免結焦,粘結和堵塞等現象發(fā)生,也便于清洗和自?xún)簟?/p>

  2、調節閥正、反向使用比較

  一般情況下,調節閥均采用正向安裝,即底進(jìn)側出。只有在高壓差場(chǎng)合和高粘度、易結焦、含懸浮顆粒物介質(zhì)的情況下,才推薦反向安裝,即物料側進(jìn)底出。調節閥反向使用的目的是為了改善不平衡力和減少對閥芯的磨損,同時(shí)也有利于高粘度、易結焦和含懸浮顆粒物介質(zhì)的流動(dòng),避免結焦和堵塞。

  三、反向使用剖析:

  調節閥在高壓降的工藝條件下,推薦反向使用。在試車(chē)時(shí),調節閥產(chǎn)生強烈振蕩,且發(fā)出刺耳的噪聲,試車(chē)4h后閥芯就斷裂了。但此并非質(zhì)量問(wèn)題,而是由于使用不合理所致。下面就其斷裂原因進(jìn)行分析。

  除了蝶閥和隔膜閥在結構上完全對稱(chēng)外,所有其他結構的調節閥都是不對稱(chēng)的。當調節閥改變流動(dòng)方向時(shí),由于流路的變化會(huì )引起)值變化。各類(lèi)調節閥的正常流向均為使閥芯打開(kāi)的方向(正向使用),生產(chǎn)廠(chǎng)也只提供正常流向時(shí)的流通能力)值和流量特性。當調節閥反向使用時(shí),既流體沿著(zhù)使閥芯關(guān)閉的方向流動(dòng)時(shí),調節閥的流通能力會(huì )增大。水聯(lián)動(dòng)試車(chē)時(shí),模擬工藝條件不可能很快達到正常狀態(tài),調節閥在較長(cháng)時(shí)間內處于小開(kāi)度狀態(tài)下使用,由于不平衡力的作用,會(huì )出現嚴重的不穩定。所以調節閥會(huì )產(chǎn)生強烈的震蕩并發(fā)出刺耳的噪聲,因而導致閥芯很快斷裂。而在正常工藝條件下,調節閥的開(kāi)度是適中的,即使小開(kāi)度也是短暫的,所以調節閥可正常安全使用。

  結論:

  一般情況下,調節閥均不推薦反向使用,只有在高壓差、高粘度、易結焦和含懸浮顆粒介質(zhì)才推薦反向使用。反向使用時(shí),應避免長(cháng)期小開(kāi)度情況下運行,尤其在試車(chē)時(shí)更應注意。

  影響調節閥正常運行的因素及對策:

  1、前言

  在自動(dòng)化程度較高的化工控制系統,調節閥作為自動(dòng)調節系統的終端執行裝置,接受控制信號實(shí)現對化工流程的調節。它的動(dòng)作靈敏度直接關(guān)系著(zhù)調節系統的質(zhì)量。據現場(chǎng)實(shí)際統計有70%左右的故障出自調節閥。因此在日常維護中總結分析影響調節閥安全運行的因素及其對策。

  2、卡堵

  調節閥經(jīng)常出現的問(wèn)題是卡堵,出現在新投運系統和大修投運初期,由于管道內焊渣、鐵銹等在節流口、導向部位造成堵塞使介質(zhì)流通不暢,或調節閥檢修中填料過(guò)緊,造成摩擦力增大,導致小信號不動(dòng)作大信號動(dòng)作過(guò)頭的現象。

  故障處理:可迅速開(kāi)、關(guān)副線(xiàn)或調節閥,讓臟物從副線(xiàn)或調節閥處被介質(zhì)沖跑。另一辦法用管鉗夾緊閥桿,在外加信號壓力情況下,正反用力旋動(dòng)閥桿,讓閥芯閃過(guò)卡處。若不能則增加氣源壓力增加驅動(dòng)功率反復上下移動(dòng)幾次,即可解決問(wèn)題。如若仍不動(dòng)作,則需解體處理。

  3、泄漏

  3.1閥內漏,閥桿長(cháng)短不適。氣開(kāi)閥,閥桿太長(cháng)閥桿向上的(或向下)的距離不夠,造成閥芯和閥座之間有空隙,不能充分接觸,導致關(guān)不嚴而內漏。同樣氣關(guān)閥閥桿太短,導致閥芯和閥座之間有空隙,不能充分接觸,導致關(guān)不嚴而內漏。

  解決辦法:應縮短(或延長(cháng))調節閥閥桿使調節閥長(cháng)度合適,使其不再內漏。

  3.2填料泄漏。填料裝入填料函以后,經(jīng)壓蓋對其施加軸向壓力。由于填料的塑性,使其產(chǎn)生徑向力,并與閥桿緊密接觸,但這種接觸是并不是非常均勻的。有些部位接觸的松,有些部位接觸的緊,甚至有些部位沒(méi)有接觸上。調節閥在使用過(guò)程中,閥桿同填料之間存在著(zhù)相對運動(dòng),這個(gè)運動(dòng)叫軸向運動(dòng)。在使用過(guò)程中,隨著(zhù)高溫、高壓和滲透性強的流體介質(zhì)的影響,調節閥填料函也是發(fā)生泄漏現象較多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏,對于紡織填料還會(huì )出現滲漏(壓力介質(zhì)沿著(zhù)填料纖維之間的微小縫隙向外泄漏)。閥桿與填料間的界面泄漏是由于填料接觸壓力的逐漸衰減,填料自身老化等原因引起的,這時(shí)壓力介質(zhì)就會(huì )沿著(zhù)填料與閥桿之間的接觸間隙向外泄漏。

  解決對策:為使填料裝入方便,在填料函頂端倒角,在填料函底部放置耐沖蝕的間隙較小的金屬保護環(huán)(與填料的接觸面不能為斜面),以防止填料被介質(zhì)壓力推出。填料函各部與填料接觸部分的金屬表面要精加工,以提高表面光潔度,減少填料磨損。填料選用柔性石墨,因其具有氣密性好,摩擦力小,長(cháng)期使用后變化小,磨損的燒損小,維修容易,壓蓋螺栓重新擰緊后摩擦力不發(fā)生變化,耐壓性和耐熱性良好,不受內部介質(zhì)的侵蝕,與閥桿和填料函內部接觸的金屬不發(fā)生點(diǎn)蝕或腐蝕。這樣,有效地保護了閥桿填料函的密封,保證了填料的密封的可靠性和長(cháng)期性。

  3.3閥芯、閥座變形泄漏。芯、閥座泄漏的主要原因是由于調節閥生產(chǎn)過(guò)程中的鑄造或鍛造缺陷可導致腐蝕的加強。而腐蝕介質(zhì)的通過(guò),流體介質(zhì)的沖刷也可造成調節閥的泄漏。腐蝕主要以侵蝕或氣蝕的形式存在。當腐蝕性介質(zhì)在通過(guò)調節閥時(shí),便會(huì )產(chǎn)生對閥芯、閥座材料的侵蝕和沖擊使閥芯、閥座成橢圓形或其他形狀,隨著(zhù)時(shí)間的推移,導致閥芯、閥座不配套,存在間隙,關(guān)不嚴發(fā)生泄漏。

  解決方法:關(guān)鍵把好閥芯、閥座的材質(zhì)的選型關(guān)、質(zhì)量關(guān)。選擇耐腐蝕材料,對麻點(diǎn)、沙眼等缺陷的產(chǎn)品堅決剔除。若閥芯、閥座變形不太嚴重,可經(jīng)過(guò)細砂紙研磨,消除痕跡,提高密封光潔度,以提高密封性能。若損壞嚴重,則應重新更換新閥。

  4、振蕩

  調節閥的彈簧剛度不足,調節閥輸出信號不穩定而急劇變動(dòng)易引起調節閥振蕩。還有說(shuō)選閥的頻率與系統頻率相同或管道、基座劇烈振動(dòng),使調節閥隨之振動(dòng)。選型不當,調節閥工作在小開(kāi)度存在著(zhù)急劇的流阻、流速、壓力的變化,當超過(guò)閥剛度,穩定性變差,嚴重時(shí)產(chǎn)生振蕩。

  解決對策:由于產(chǎn)生振蕩的原因是多方面的,因此具體問(wèn)題具體分析。對振動(dòng)輕微的振動(dòng),可增加剛度來(lái)消除。如選用大剛度彈簧,改用活塞執行結構。管道、基座劇烈震動(dòng)通過(guò)增加支撐消除振動(dòng)干擾;選閥的頻率與系統頻率相同,則更換不同結構的閥;工作在小開(kāi)度造成的振蕩,則是選型不當流通能力C值選大,必須重新選型流通能力C值較小的或采用分程控制或子母閥以克服調節閥工作在小開(kāi)度。

  5、閥門(mén)定位器故障

  5-1、普通定位器采用機械式力平衡原理工作,即噴嘴擋板技術(shù),主要存在以下故障類(lèi)型:

  5-1-1、因采用機械式力平衡原理工作,其可動(dòng)部件較多,容易受溫度,振動(dòng)的影響,造成調節閥的波動(dòng);

  5-2-2、采用噴嘴擋板技術(shù),由于噴嘴孔很小,易被灰塵或不干凈的氣源堵住,是定位器不能正常工作;

  5-3-3、采用力的平衡原理,彈簧的彈性系數在惡劣現場(chǎng)下發(fā)生改變,造成調節閥非線(xiàn)性導致控制質(zhì)量下降。

  5-2、智能定位器由微處理器(cpu)、A/D,D/A轉換器及等部件組成,其工作原理與普通定位器截然不同。給定值和實(shí)際值的比較純是電動(dòng)信號,不再是力平衡。因此能夠克服常規定位器的力平衡的缺點(diǎn)。但在用于緊急停車(chē)場(chǎng)合時(shí),如緊急切斷閥、緊急放空閥等。這些閥門(mén)要求靜止在某一位置,只有緊急情況出現時(shí),才需要可靠地動(dòng)作。長(cháng)時(shí)間停留在某一位置容易使電氣轉換器失控造成小信號不動(dòng)作的危險情況。此外用于閥門(mén)的位置傳感電位器由于工作在現場(chǎng),電阻值易發(fā)生變化造成小信號不動(dòng)作,大信號全開(kāi)的危險情況。因此為了確保智能定位器的可靠性和可利用性,必須對它們進(jìn)行頻繁的測試。

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