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文檔簡介

調節閥基礎知識加氫車間劉海海編2021/3/101調節閥概述

調節閥是一個局部阻力可以改變的節流元件,閥芯在閥體內移動,改變閥芯與閥座之間的流通面積,從而達到調節被測介質的流量,控制工藝參數的目的。這些工藝參數包括壓力、溫度、液位及流量。閥芯形式分直行程和角行程兩類。直行程閥芯通過直線運動來改變與閥座之間的流通面積;角行程閥芯通過旋轉運動來改變與閥座間的流通面積。FIELDVUE調節閥2021/3/102氣動調節閥:氣動調節閥就是以壓縮空氣為動力源,以氣缸為執行器,并借助于電/氣閥門定位器、轉換器、電磁閥、保位閥等附件驅動閥門,(閥芯閥座相對移動)來實現開關量或比例式調節,接收控制信號:4—20mA電流信號并將電信號轉變為壓力信號(由定位器完成或電磁閥完成)來調節管道介質的流量、壓力、溫度等各種工藝參數。氣動調節閥優點:結構簡單、動作可靠穩定、輸出力大、安裝維修方便、價格便宜且防火防爆。缺點:響應時間大、信號不適于遠傳。電動調節閥:電動執行機構接收4—20mA電流信號,通過電機的正反轉驅使閥芯閥桿產生相對位移(直行程、角行程)來改變閥芯和閥座之間的截面積大小,控制管道介質的流量、溫度、壓力等工藝參數。電動調節閥優點:動作快、適合遠距離傳送;節能(只在工作時才消耗電),環保(無碳排放),安裝快捷方便(無需復雜的氣動管路和氣泵工作站)。缺點:結構復雜、推力小、價格貴,適用于防爆要求不太高及缺乏氣源的場合。直行程反作用角行程正作用氣動薄膜式執行機構2021/3/103氣動調節閥組成:調節閥=執行機構+閥體部件

其中,執行機構是調節閥的推動裝置,它按信號壓力的大小產生相應的推力,使推桿產生相應的位移,從而帶動調節閥的閥芯動作。80年代末(日本)精小型調節閥出現,在結構方面,將單彈簧的氣動薄膜執行機構改為多彈簧式薄膜執行機構,并將彈簧直接置于上下膜蓋內,使支架大大地減小減輕;它的突出特點是使調節閥的重量和高度下降30%,流量提高30%。DVC2000智能定位器DVC6000智能定位器數字式閥門定位器接受閥門行程位置的反饋,以及供氣壓力、執行機構的氣動壓力+4~20mA電信號多彈簧2021/3/104氣動調節閥分類:直行程調節閥:角行程調節閥:1、按調節閥動作方式(閥芯運動軌跡)分類:

a.直行程調節閥

b.角行程調節閥

2、按調節閥調節方式分類:

a.調節閥(調節切斷閥)帶定位器如國泰六期:高、低加正常疏水調節閥汽封供汽站調節閥三級減溫水調節閥低壓汽封減溫水調節閥

#3高加低負荷疏水調節閥b.切斷閥如六期高、低加危急疏水調節閥2021/3/105執行器組成

執行器按其能源形式,分為氣動、電動、液動三類。氣動執行器由氣動執行機構和調節機構(通常稱調節閥)兩部分組成。FIELDVUE執行機構調節閥閥門定位器2021/3/106執行器組成在某些特殊場合,還需要配置一些輔助裝置如:閥門定位器和手輪機構。閥門定位器可提高調節質量,改善執行器的性能。手輪機構可以在調節系統因停電、停氣、調節器無輸出或執行機頭薄膜損壞失靈時由人直接操作,保證生產的正常運行。薄膜式執行機構的輸出特性是成比例式的,即輸出位移和輸入氣壓信號成正比關系。當信號壓力輸入薄膜氣室時,在薄膜上產生一個推力,使推桿移動并壓縮彈簧,當彈簧的反作用力與信號在薄膜上產生的推力平衡時,推桿就穩定在一個平衡位置。信號壓力越大,推桿位移量就越大,推桿的位移就是執行機構的直線位移,也稱行程。2021/3/107執行器的作用方式正作用執行機構-是指信號壓力增加時推桿向下移動反作用執行機構-是指信號壓力增加時推桿向上移動調節閥正裝-指閥芯向下移動時,閥芯與閥座間的流通面積減小調節閥反裝-指閥芯向下移動時,閥芯與閥座間的流通面積增大正作用執行機構和正裝調節閥組成氣關式執行器(正作用)。反作用執行機構和正裝調節閥組成氣開式執行器(反作用)。正作用執行機構和反裝調節閥組成氣開式執行器(反作用)。正作用執行機構和正裝調節閥組成氣關式執行器(正作用)。2021/3/108氣動節閥分類:2021/3/109執行器的組成輸入壓力輸出壓力供氣壓力氣開/氣關作用方式的選擇主要依據是保護人員及設備的安全。在正常生產流程中的調節閥一般選擇氣開,在故障時關閉,防止溢油;放空及排海等選擇氣關,在故障時開啟泄壓。2021/3/1010名詞術語被控對象:需要實現控制的設備、機器或生產過程。被控變量:對象內要求保持設定值(接近恒定值或按預定規律變化)的工藝參數。操縱變量:受控制器調節,用以使被控變量保持設定值的物理量或能量。干擾(擾動):除操縱變量外,作用于對象并能引起被控變量變化的因素。負荷變化就是一種典型的擾動。設定值:被控變量的目標值(預定值)。偏差:理論上應該是被控變量的設定值與實際值之差。但是能夠直接獲取的是被控變量的測量值信號而不是實際值,因此通常把設定值與測量值之差稱作偏差。2021/3/1011閉環控制系統調節閥變送器被控對象控制器設定值偏差操縱變量擾動被控變量測量值2021/3/1012閉環控制系統的過渡過程及其品質指標過渡過程:一個控制系統在外界干擾或給定干擾作用下,從原有穩定狀態過渡到新的穩定狀態的整個過程,稱為控制系統的過渡過程。它是衡量控制系統品質優劣的重要依據。衡量控制系統好壞常采用以下幾個指標:1.衰減比:它是表征系統受到干擾后,被控變量衰減程度的指標。其值為前后兩個相鄰峰值之必,即圖中的B1/B2,一般希望它在4:1到5:1之間。2.余差:它是指控制系統受到干擾后,過渡過程結束時被控變量的殘余偏差,即圖中的C。C值也就是被控變量在擾動后的穩態值與設定值之差。控制系統的余差要滿足工藝要求,有的控制系統工藝上不允許有余差,即C=0。2021/3/1013閉環控制系統的過渡過程及其品質指標3.最大偏差:它表示被控變量偏離給定值的最大程度。對于一個衰減的過渡過程,最大偏差就是第一個波的峰值,即圖中的A值。A值就是被控變量所產生的最大動態偏差。4.過渡過程時間:又稱調節時間,它表示從干擾產生的時刻起,直至被控變量建立起新的平衡狀態為止的這一段時間,圖中以Ts表示。過渡過程時間越短越好。5.振蕩周期:被控變量相鄰兩個波峰之間的時間叫振蕩周期,圖中以T來表示。在衰減比相同的條件下,周期與過渡時間成正比。因此一般希望周期也是越短越好。2021/3/1014一個控制系統的過渡過程被控變量0tTTsB2B1Ac2021/3/1015調節規律:調節器的輸出信號隨輸入信號變化的規律比例

P特點是動偏差小,有余差存在。值越大,余差越大,但系統越容易達到穩定。值越小,系統越容易振蕩。積分

I特點是余差可被消除,但動偏差大,調節過程長。值越小,積分作用越明顯,但過渡過程振蕩劇烈,穩定程度下降。微分

D是根據偏差變化趨勢而動作的,只要偏差一變化就提前采取動作,,因此叫超前作用。它只有在輸入變化時,調節器才有輸出,因此它不能作為一個獨立的調節器使用。它主要使用在溫度調節方面,利用溫度微小的變化便進行相應調節,以應對溫度調節的滯后性。值越大,超前時間越長。2021/3/1016調節規律比例作用可以加快控制過程,減少動偏差,縮短調節時間過程時間;積分作用可消除靜偏差,克服余差;微分作用能抑制偏差的增長,減小動偏差。三作用調節規律只要適當的整定比例范圍,積分和微分時間三個參數,可以得到較為滿意的調節質量。但三作用調節器不是萬能的,一些很簡單的系統,例如用比例調節規律可以得到滿意的調節質量的液位系統,用上三作用調節規律后,不僅系統復雜,投資增大,而且現場整定困難,整定不好反而容易使液位波動。因此,實際使用時,應按具體情況來選取儀表,切忌用三作用調節器代替一切!2021/3/1017直行程閥門執行機構及定位器

--667型/657型執行機構用于高低加正常疏水等氣開:反作用執行機構氣閉:正作用執行機構單彈簧2021/3/1018頂裝手輪657氣閉正作用執行機構667氣開反作用執行機構側裝手輪直行程閥門執行機構及定位器—手輪的形式及應用定位器667氣開反作用調節閥2021/3/1019氣動調節閥分類:4、氣動執行機構按結構分類:

a.氣動薄膜(單、多彈簧)執行機構:輸出直線位移。

b.氣動活塞(有、無彈簧)執行機構:輸出直線位移或角位移薄膜執行機構的優缺點

優點:

結構簡單、可靠。

缺點:

①膜片承受的壓力較低,最大膜室壓力不能超過250KPa,加上彈簧要抵消絕大部分的壓力,余下的輸出力就很小了。②為了提高輸出力,通常作法就是增大尺寸,使得執行機構的尺寸和重量變得很大;另一方面,工廠的氣源通常是500~700KPa,它只用到了250KPa,氣壓沒充分利用,這是不可取的,活塞執行機構解決了此問題。

為了充分用足工廠的氣源壓力來提高執行機構的輸出力、減少其重量和尺寸,便產生了活塞執行機構。

DVC6010雙作用氣源DVC6010單作用氣源氣動活塞式氣動薄膜式正作用反作用單作用無彈簧雙作用2021/3/1020氣動調節閥分類:氣動活塞(有、無彈簧)執行機構:輸出直線位移或角位移直行程活塞執行機構

它主要用于配直行程的調節閥,它分為有彈簧式和無彈簧式兩種1、無彈簧活塞執行機構

①用于故障下要求閥保位的場合;

②用于大口徑閥要求執行機構推力特別大的場合;2、有彈簧式活塞執行機構

大多數場合使用有彈簧的活塞執行機構,其特點是:

①在故障情況下,通過彈簧進行復位,實現故障開或故障關功能;

②可以抵抗不平衡力的變化,增加執行機構的剛度,提高調節閥的穩定性。它的缺點是:

①彈簧會抵消一部分輸出力;

②氣缸內設彈簧,增加了氣缸的長度和重量。氣缸活塞環活塞上蓋螺絲活塞支架閥桿連接件推桿O型環彈簧行程限位密封軸套行程標尺執行機構推桿無彈簧有彈簧單作用、直行程活塞、彈簧式2021/3/1021齒條輸出轉軸彈簧1035齒條式氣缸角行程執執行機構(齒輪齒條、雙活塞、彈簧復位角行程)氣動活塞式執行機構按其作用方式可分成比例式和兩位式兩種。所謂比例式是指輸入信號壓力與推桿的行程成比例關系,這時它必須與閥門定位器配用。兩位式是根據輸入執行機構活塞兩側的操作壓力差來完成的。活塞由高壓側推向低壓側,就使推桿由一個極端位置推移至另一個極端位置。

角行程活塞執行機構

角行程的活塞執行機構主要用于角行程類的調節閥,按氣缸的安裝方向,分為立式氣缸和臥式氣缸兩種。按活塞的推桿驅動輸出軸轉動的結構,常用的有:①曲柄連桿式;

②齒輪齒條式;

③活塞螺旋式。立式曲柄連桿活塞執行機構臥式齒輪齒條活塞執行機構2021/3/1022角行程執行機構及定位器—1052/size40角行程執行機構

用于六期#5~#8低加危急疏水調節閥2021/3/1023氣動調節閥分類:按流向不同分為:流開和流關(閉)流開:在閥芯節流處介質流動方向與閥門打開方向相同。流關:在閥芯節流處介質流動方向與閥門關閉方向相同。

哪些閥需要進行流向選擇,哪些不需要?單密封類的調節閥:單閥座、高壓閥無平衡孔的單密封套筒閥需進行流量選擇(通常選擇流開)。流開、流閉各有利弊:流開型閥門工作比較穩定,但自潔性和密封性較差,壽命短。流閉型的閥壽命長、自潔性和密封性好,但當閥桿直徑小于閥芯直徑時穩定性差。當沖刷嚴重或有自潔要求時選擇流閉。兩位型快關特性調節閥選擇流閉。流開流關(閉)2021/3/1024(閥座)(閥座保持架)(閥芯)(導向套)Fisher調節閥結構:EZ型直通單座球面閥:連排至定排疏水調整門凝結水至汽封減溫器調整門直通單座閥(球面閥芯)2021/3/1025正作用閥反作用閥閥體閥座閥籠閥芯纏繞墊上閥蓋(盤根室)填料壓蓋閥桿Fisher調節閥結構:直通套筒閥(籠式閥)密封環在閥芯頂部開有平衡孔的叫平衡式套筒閥,否則是非平衡套筒閥ET、ED型直通套筒閥:高低加疏水調整門2021/3/1026直通套筒閥(籠式閥)特點:套筒閥用閥籠內表面導向,用閥籠節流可滿足所需流量特性特點如下:1、閥座通過閥籠、閥蓋壓緊在閥體上,不采用螺紋連接,安裝維修方便。2、流量特性更改方便:在套同上對稱的開有3~6個節流孔,節流開孔形狀與節流特性有關,通過更換套筒(節流開孔形狀)來改變節流閥流量特性。3、降噪和降低空化影響。為降低控制閥噪音,可采用降噪閥籠或在閥籠上開小孔降噪。

E

系列控制閥主要零件閥體、閥芯、閥桿、閥座、閥籠(支架)、墊片、閥芯密封環、填料等

平衡型閥塞原理圖2021/3/1027直行程閥門與執行機構的連接方法—正作用執行機構657型關于直行程閥門開關停止位(通常閥門)說明執行機構關閉位置推力一定要由閥座承擔執行機構全開位置推力一定要由執行機構上部(如膜頭上蓋,氣缸上蓋)承擔2021/3/1028直行程閥門與執行機構的連接方法—

反作用執行機構667型2021/3/10291.直行程閥門----基本術語2021/3/1030直行程閥門----EZ型2021/3/1031直行程閥門----ED型2021/3/1032直行程閥門----ET型2021/3/1033直行程閥門----通用型閥桿填料函形式石墨填料單PTFE填料abcb:負壓型a:正壓型c:復合型雙PTFE填料2021/3/10342021/3/10352021/3/10362021/3/10372021/3/1038費希爾旋轉閥產品系列—蝶閥8560

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