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調節閥自動化調節系統中的實際應用

作者:英倫小編 文章出處:英倫小編 人氣: 點擊數: 發表時間:2021-08-30

  一、調節閥自動化調節系統中的實際應用:

  在生產過程自動化調節系統中,調節閥是一個重要的、必不可少的環節,被稱之為生產過程自動化的“手腳”,是自動控制系統的終端控制元件之一。

  調節閥流路簡單、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,同時也有利于介質的流動、避免調節閥結焦和堵塞。調節閥在反向使用時,特別應該避免長時期小開度開啟的情況,以防引起強烈振蕩而損壞閥芯。特別在化工裝置試生產階段,由于試生產時負荷較低、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時間的小開度開啟狀況,以防調節閥損壞。

  調節閥是由執行機構和閥兩部分組成。從水力學觀點來看,調節閥是一個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改變行程來改變阻力系數,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,其特點決定了它的流路簡單,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流體的調節。它可以避免結焦,粘結和堵塞等現象發生,也便于清洗和自凈。

  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,即底進側出。只有在高壓差場合和高粘度、易結焦、含懸浮顆粒物介質的情況下,才推薦反向安裝,即物料側進底出。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,同時也有利于高粘度、易結焦和含懸浮顆粒物介質的流動,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。在試車時,調節閥產生強烈振蕩,且發出刺耳的噪聲,試車4h后閥芯就斷裂了。但此并非質量問題,而是由于使用不合理所致。下面就其斷裂原因進行分析。

  除了蝶閥和隔膜閥在結構上完全對稱外,所有其他結構的調節閥都是不對稱的。當調節閥改變流動方向時,由于流路的變化會引起)值變化。各類調節閥的正常流向均為使閥芯打開的方向(正向使用),生產廠也只提供正常流向時的流通能力)值和流量特性。當調節閥反向使用時,既流體沿著使閥芯關閉的方向流動時,調節閥的流通能力會增大。水聯動試車時,模擬工藝條件不可能很快達到正常狀態,調節閥在較長時間內處于小開度狀態下使用,由于不平衡力的作用,會出現嚴重的不穩定。所以調節閥會產生強烈的震蕩并發出刺耳的噪聲,因而導致閥芯很快斷裂。而在正常工藝條件下,調節閥的開度是適中的,即使小開度也是短暫的,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才推薦反向使用。反向使用時,應避免長期小開度情況下運行,尤其在試車時更應注意。

  影響調節閥正常運行的因素及對策:

  1、前言

  在自動化程度較高的化工控制系統,調節閥作為自動調節系統的終端執行裝置,接受控制信號實現對化工流程的調節。它的動作靈敏度直接關系著調節系統的質量。據現場實際統計有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

  調節閥經常出現的問題是卡堵,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流通不暢,或調節閥檢修中填料過緊,造成摩擦力增大,導致小信號不動作大信號動作過頭的現象。

  故障處理:可迅速開、關副線或調節閥,讓臟物從副線或調節閥處被介質沖跑。另一辦法用管鉗夾緊閥桿,在外加信號壓力情況下,正反用力旋動閥桿,讓閥芯閃過卡處。若不能則增加氣源壓力增加驅動功率反復上下移動幾次,即可解決問題。如若仍不動作,則需解體處理。

  3、泄漏

  3.1閥內漏,閥桿長短不適。氣開閥,閥桿太長閥桿向上的(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,導致關不嚴而內漏。同樣氣關閥閥桿太短,導致閥芯和閥座之間有空隙,不能充分接觸,導致關不嚴而內漏。

  解決辦法:應縮短(或延長)調節閥閥桿使調節閥長度合適,使其不再內漏。

  3.2填料泄漏。填料裝入填料函以后,經壓蓋對其施加軸向壓力。由于填料的塑性,使其產生徑向力,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,甚至有些部位沒有接觸上。調節閥在使用過程中,閥桿同填料之間存在著相對運動,這個運動叫軸向運動。在使用過程中,隨著高溫、高壓和滲透性強的流體介質的影響,調節閥填料函也是發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,對于紡織填料還會出現滲漏(壓力介質沿著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,這時壓力介質就會沿著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(與填料的接觸面不能為斜面),以防止填料被介質壓力推出。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生變化,耐壓性和耐熱性良好,不受內部介質的侵蝕,與閥桿和填料函內部接觸的金屬不發生點蝕或腐蝕。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過程中的鑄造或鍛造缺陷可導致腐蝕的加強。而腐蝕介質的通過,流體介質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。當腐蝕性介質在通過調節閥時,便會產生對閥芯、閥座材料的侵蝕和沖擊使閥芯、閥座成橢圓形或其他形狀,隨著時間的推移,導致閥芯、閥座不配套,存在間隙,關不嚴發生泄漏。

  解決方法:關鍵把好閥芯、閥座的材質的選型關、質量關。選擇耐腐蝕材料,對麻點、沙眼等缺陷的產品堅決剔除。若閥芯、閥座變形不太嚴重,可經過細砂紙研磨,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易引起調節閥振蕩。還有說選閥的頻率與系統頻率相同或管道、基座劇烈振動,使調節閥隨之振動。選型不當,調節閥工作在小開度存在著急劇的流阻、流速、壓力的變化,當超過閥剛度,穩定性變差,嚴重時產生振蕩。

  解決對策:由于產生振蕩的原因是多方面的,因此具體問題具體分析。對振動輕微的振動,可增加剛度來消除。如選用大剛度彈簧,改用活塞執行結構。管道、基座劇烈震動通過增加支撐消除振動干擾;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度。

  5、閥門定位器故障

  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,主要存在以下故障類型:

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

  5-2-2、采用噴嘴擋板技術,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下發生改變,造成調節閥非線性導致控制質量下降。

  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。給定值和實際值的比較純是電動信號,不再是力平衡。因此能夠克服常規定位器的力平衡的缺點。但在用于緊急停車場合時,如緊急切斷閥、緊急放空閥等。這些閥門要求靜止在某一位置,只有緊急情況出現時,才需要可靠地動作。長時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作的危險情況。此外用于閥門的位置傳感電位器由于工作在現場,電阻值易發生變化造成小信號不動作,大信號全開的危險情況。因此為了確保智能定位器的可靠性和可利用性,必須對它們進行頻繁的測試。

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