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調(diào)節(jié)閥 我有新說法
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    調(diào)節(jié)閥又名控制閥,在工業(yè)自動化過程控制領(lǐng)域中,通過接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號,借助動力操作去改變介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)的最終控制元件。一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成。如果按行程特點,調(diào)節(jié)閥可分為直行程和角行程;按其所配執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的動力,可以分為氣動調(diào)節(jié)閥、電動調(diào)節(jié)閥、液動調(diào)節(jié)閥三種;按其功能和特性分為線性特性,等百分比特性及拋物線特性三種。調(diào)節(jié)閥適用于空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質(zhì)、泥漿、油品等介質(zhì)。英文名:control valve,位號通常FV開頭。調(diào)節(jié)閥常用分類:氣動調(diào)節(jié)閥,電動調(diào)節(jié)閥,液動調(diào)節(jié)閥,自力式調(diào)節(jié)閥。

1定義

       在現(xiàn)代化工廠的自動控制中,調(diào)節(jié)閥起著十分重要的作用,這些工廠的生產(chǎn)取決于流動著的介質(zhì)正確分配和控制。這些控制無論是能量的交換、壓力的降低或者是簡單的容器加料,都需要某些最終控制元件去完成。

     調(diào)節(jié)閥在管道中起可變阻力的作用。它改變工藝流體的紊流度或者在層流情況下提供一個壓力降,壓力降是由改變閥門阻力或“摩擦”所引起的。這一壓力降低過程通常稱為“節(jié)流”。對于氣體,它接近于等溫絕熱狀態(tài),偏差取決于氣體的非理想程度(焦耳一湯姆遜效應(yīng))。在液體的情況下,壓力則為紊流或粘滯摩擦所消耗,這兩種情況都把壓力轉(zhuǎn)化為熱能,導(dǎo)致溫度略為升高。

      常見的控制回路包括三個主要部分,第一部分是敏感元件,它通常是一個變送器。它是一個能夠用來測量被調(diào)工藝參數(shù)的裝置,這類參數(shù)如壓力、液位或溫度。變送器的輸出被送到調(diào)節(jié)儀表——調(diào)節(jié)器,它確定并測量給定值或期望值與工藝參數(shù)的實際值之間的偏差,一個接一個地把校zheng信號送出給最終控制元件——調(diào)節(jié)閥。閥門改變了流體的流量,使工藝參數(shù)達(dá)到了期望值。

     調(diào)節(jié)閥屬于控制閥系列,主要作用是調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力、流量、溫度等參數(shù),是工藝環(huán)路中最終的控制元件。

2閥體類型

      調(diào)節(jié)閥的閥體種類很多,常用的閥體種類有直通單座、直通雙座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋轉(zhuǎn)、蝶形、套筒式、球形等。

在具體選擇時,可做如下考慮:

(1)閥芯形狀結(jié)構(gòu)

主要根據(jù)所選擇的流量特性和不平衡力等因素考慮。

(2)耐磨損性

當(dāng)流體介質(zhì)是含有高濃度磨損性顆粒的懸浮液時,閥的內(nèi)部材料要堅硬。

(3)耐腐蝕性

由于介質(zhì)具有腐蝕性,盡量選擇結(jié)構(gòu)簡單閥門。

(4)介質(zhì)的溫度、壓力

當(dāng)介質(zhì)的溫度、壓力高且變化大時,應(yīng)選用閥芯和閥座的材料受溫度、壓力變化小的閥門,當(dāng)溫度≥250℃時應(yīng)加散熱器。

(5)防止閃蒸和空化

     閃蒸和空化只產(chǎn)生在液體介質(zhì)。在實際生產(chǎn)過程中,閃蒸和空化會形成振動和噪聲,縮短閥門的使用壽命,因此在選擇閥門時應(yīng)防止閥門產(chǎn)生閃蒸和空化。

3調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)

     為了使調(diào)節(jié)閥正常工作,配用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)要能產(chǎn)生足夠的輸出力來保證高度密封和閥門的開啟。

     對于雙作用的氣動、液動、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu),一般都沒有復(fù)位彈簧。作用力的大小與它的運(yùn)行方向無關(guān),因此,選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵在于弄清最大的輸出力和電機(jī)的轉(zhuǎn)動力矩。對于單作用的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu),輸出力與閥門的開度有關(guān),調(diào)節(jié)閥上的出現(xiàn)的力也將影響運(yùn)動特性,因此要求在整個調(diào)節(jié)閥的開度范圍建立力平衡。

      對執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力確定后,根據(jù)工藝使用環(huán)境要求,選擇相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對于現(xiàn)場有防爆要求時,應(yīng)選用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。從節(jié)能方面考慮,應(yīng)盡量選用電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。若調(diào)節(jié)精度高,可選擇液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如發(fā)電廠透明機(jī)的速度調(diào)節(jié)、煉油廠的催化裝置反應(yīng)器的溫度調(diào)節(jié)控制等。

      調(diào)節(jié)閥的作用方式只是在選用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)時才有,其作用方式通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)正反作用和閥門的正反作用組合形成。組合形式有4種即正正(氣關(guān)型)、正反(氣開型)、反正(氣開型)、反反(氣關(guān)型),通過這四種組合形成的調(diào)節(jié)閥作用方式有氣開和氣關(guān)兩種。

      對于調(diào)節(jié)閥作用方式的選擇,主要從三方面考慮:a)工藝生產(chǎn)安全;b)介質(zhì)的特性;c)保證產(chǎn)品質(zhì)量,經(jīng)濟(jì)損失最小。

4工作原理

       調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力和液位。根據(jù)調(diào)節(jié)部位信號,自動控制閥門的開度,從而達(dá)到介質(zhì)流量、壓力和液位的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)閥分電動調(diào)節(jié)閥、氣動調(diào)節(jié)閥和液動調(diào)節(jié)閥等。

     調(diào)節(jié)閥由電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)或氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。調(diào)節(jié)閥通常分為直通單座式調(diào)節(jié)閥和直通雙座式調(diào)節(jié)閥兩種,后者具有流通能力大、不平衡辦小和操作穩(wěn)定的特點,所以通常特別適用于大流量、高壓降和泄漏少的場合。

5維護(hù)保養(yǎng)

       調(diào)節(jié)閥正常運(yùn)行后要進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。調(diào)節(jié)閥作為自動化控制系統(tǒng)的一部分,其維護(hù)應(yīng)與自動化儀表和其他設(shè)備同時進(jìn)行。

      調(diào)節(jié)閥的維護(hù)與一般儀表的維護(hù)類似,可分為被動性維護(hù)、預(yù)防性維護(hù)和預(yù)見性維護(hù)。被動性維護(hù)是當(dāng)調(diào)節(jié)閥等設(shè)備出現(xiàn)故障時才進(jìn)行維護(hù)的一種維護(hù)方法。由于設(shè)備發(fā)生故障才維護(hù),因此常常造成生產(chǎn)過程停車,嚴(yán)重時甚至出現(xiàn)設(shè)備損壞或人員傷亡等。被動性維護(hù)是生產(chǎn)過程所不希望的維護(hù),預(yù)防性維護(hù)是根據(jù)過去的運(yùn)行經(jīng)驗,按時間進(jìn)行維護(hù)的一種維護(hù)方法。例如,常用的定期維護(hù)就是預(yù)防性維護(hù),它根據(jù)不同設(shè)備的運(yùn)行情況制定相應(yīng)的維護(hù)時間表,在設(shè)備還沒有出現(xiàn)故障時就進(jìn)行維護(hù)。由于故障沒有發(fā)生就進(jìn)行維護(hù),因此,可大大降低故障發(fā)生概率。但這種維護(hù)方法并沒有將當(dāng)前使用的該調(diào)節(jié)閥實際情況進(jìn)行分析,常常對還可以使用一定時間的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行拆裝和檢查,浪費了時間和資源。預(yù)見性維護(hù)從當(dāng)前使用的調(diào)節(jié)閥數(shù)據(jù)分析出發(fā),預(yù)見該調(diào)節(jié)閥的狀態(tài),從而使調(diào)節(jié)閥得到最大限度的利用。

一、 調(diào)節(jié)閥日常維護(hù)工作內(nèi)容

調(diào)節(jié)閥日常維護(hù)工作內(nèi)容分為巡回檢查和定期維護(hù)兩部分,巡回檢查工作內(nèi)容如下。

1、向當(dāng)班工藝操作人員了解調(diào)節(jié)閥的運(yùn)行情況。

2、查看調(diào)節(jié)閥和有關(guān)附件的供給能源(氣源、液壓油或電源)

3、檢查液壓油系統(tǒng)運(yùn)行情況。

4、檢查調(diào)節(jié)閥的各靜、動密封點有無泄漏。

5、檢查調(diào)節(jié)閥連接管線和接頭有無松動或腐蝕。

6、檢查調(diào)節(jié)閥有無異常聲音和較大振動,檢查供給情況。

7、檢查調(diào)節(jié)閥的動作是否靈活,在控制信號變化時是否及時變化

8、偵聽閥芯、閥座有無異常振動或雜音。

9、發(fā)現(xiàn)問題及時聯(lián)xi處理。

10、做好巡回檢查的記錄,并歸檔。

定期維護(hù)工作內(nèi)容如下:

1、定期對調(diào)節(jié)閥外部進(jìn)行清潔工作。

2、定期對調(diào)節(jié)閥填料函和其他密封部件進(jìn)行調(diào)整,必要時應(yīng)更換密封部件,保持靜、動密封點的密封性。

3、定期對需潤滑的部件添加潤滑油。

4、定期對氣源或液壓過濾系統(tǒng)進(jìn)行排污和清潔工作。

5、定期檢查各連接點的連接情況,腐蝕情況,必要時應(yīng)更換連接件。

二、 調(diào)節(jié)閥的定期校驗

調(diào)節(jié)閥預(yù)見性維護(hù)工作尚未開展的單位,應(yīng)對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行定期校驗。定期校驗工作是預(yù)防性維護(hù)工作。

根據(jù)不同工藝生產(chǎn)過程,調(diào)節(jié)閥的定期校驗應(yīng)有不同的校驗周期??山Y(jié)合制造商提供的資料確定各調(diào)節(jié)閥定期校驗的周期。通??稍诠に嚿a(chǎn)過程進(jìn)行大修的同時進(jìn)行。一些調(diào)節(jié)閥應(yīng)用在高壓、高壓降或腐蝕性較強(qiáng)的場合時,檢驗周期要縮短。

檢驗的內(nèi)容主要是調(diào)節(jié)閥靜態(tài)性能測試,必要時可增加相應(yīng)的測試項目,例如調(diào)節(jié)閥流量特性的測試等。定期校驗需要有關(guān)測試設(shè)備和儀器,還需要有更換的部件,因此,通??晌兄圃鞆S商完成。

三、 調(diào)節(jié)閥的維修

調(diào)節(jié)閥維修分應(yīng)急維修、定期維修和預(yù)見性維修。應(yīng)急維修是調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)故障,不能滿足工藝操作要求時的維修。定期維修通常包括日常維修和與工藝停車大修同時進(jìn)行的維修。預(yù)見性維修是根據(jù)預(yù)見性維護(hù)的分析結(jié)果,有針對性地對有關(guān)調(diào)節(jié)閥部件的維修。應(yīng)急維修是調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障后的維修,定期維修和預(yù)見性維修是調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障前的維修。通常,調(diào)節(jié)閥的日常維修由儀表維修人員進(jìn)行,與大修同時進(jìn)行的定期維修由制造技術(shù)人員進(jìn)行。

一) 調(diào)節(jié)閥日常檢查和保養(yǎng)工作包括下列內(nèi)容:

1、消除應(yīng)力。由于安裝或組合不當(dāng)造成各種應(yīng)力。例如,高溫介質(zhì)產(chǎn)生熱應(yīng)力,安裝時緊.固力不平衡造成應(yīng)力等。應(yīng)力的不平衡作用在調(diào)節(jié)閥上,使調(diào)節(jié)閥閥桿、導(dǎo)向件變形,不能正確與閥座對中造成泄漏,變差增大等。因此,在日常維修中應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力的維修工作。

2、清除鐵銹和污物。經(jīng)常檢查調(diào)節(jié)閥連接管道內(nèi)有無鐵銹、焊渣、污物等,發(fā)現(xiàn)后應(yīng)及時清除。因為這些污物會造成調(diào)節(jié)閥閥芯和閥座的磨損,影響調(diào)節(jié)閥的正常運(yùn)行。通常,可在調(diào)節(jié)閥前加裝過濾網(wǎng)等過濾裝置,并定期清洗。

3、檢查調(diào)節(jié)閥支撐。調(diào)節(jié)閥支撐使調(diào)節(jié)閥的各部件處于不受重力等影響的位置。如果支撐不當(dāng)會造成調(diào)節(jié)閥閥桿與閥座不能對中,使變差增大,密封性能下降。因此,應(yīng)檢查調(diào)節(jié)閥支撐是否合適。

4、清除氣源、液壓油等供應(yīng)能源的污物。氣源、液壓源是調(diào)節(jié)閥運(yùn)行的能量來源。儀用壓縮空氣、液壓油中所含的雜質(zhì)會堵塞節(jié)流孔和管道,造成故障。因此,定期檢查氣源、液壓油,定期對過濾裝置進(jìn)行排污十分重要。

5、齒輪傳動裝置的檢查。對手輪機(jī)構(gòu)、電動執(zhí)行器和液動執(zhí)行器的齒輪傳動裝置應(yīng)定期檢查,添加潤滑劑,防止咬卡現(xiàn)象發(fā)生。應(yīng)檢查制動和限位裝置是否靈活好用。

6、填料函檢查。應(yīng)檢查填料的磨損情況和壓緊力,定期更換填料函,保證填料能夠在起到密封的同時,減少其摩擦力的影口向。對無油潤滑的填料函不應(yīng)添加潤滑油。

7、安全運(yùn)行的檢查。對在爆炸性危險場所使用的調(diào)節(jié)閥和有關(guān)附件應(yīng)檢查其安全運(yùn)行情況例如,密封蓋是否擰緊,安全柵的運(yùn)行情況,電源供應(yīng)情況等,保證調(diào)節(jié)閥及有關(guān)附件能夠安全運(yùn)行。

8、運(yùn)輸和保管。調(diào)節(jié)閥在運(yùn)輸和保管期間,應(yīng)用專用支架固定,防止松動;安裝在調(diào)節(jié)閥上的有關(guān)附件,如閥門定位器、手輪機(jī)構(gòu)等應(yīng)牢固,應(yīng)防止與調(diào)節(jié)閥連接的反饋桿等部件受到外力損傷;各連接接口應(yīng)用塑料膜封套,防止外物侵入;調(diào)節(jié)閥的連接口可用配套法蘭和盲板密封,也可采用黏性紙密封,防止外物侵入。運(yùn)輸時應(yīng) 加裝牢固的木箱,并采取防風(fēng)沙、雨水和粉塵等惡劣運(yùn)輸環(huán)境條件的影響。運(yùn)輸和保管的環(huán)境條件應(yīng)滿足產(chǎn)品說明書要求。

二) 調(diào)節(jié)閥和附件日常維修的主要內(nèi)容如下:

1、氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜片的更換。氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的膜片在運(yùn)行過程中受到伸縮,因此,容易疲勞損壞。更換時應(yīng)采用同規(guī)格的橡膠膜片,固緊時應(yīng)使膜片受力均勻,防止泄漏和壓壞膜片。

2、 研磨。閥芯與閥座之間在運(yùn)行一定時間后造成泄漏,汽缸的活塞與缸體之間也會造成內(nèi)部泄漏,這時應(yīng)進(jìn)行研磨??蛇M(jìn)行手工研磨、機(jī)械磨削、鍍層處理和鑲套等方法,研磨用的金剛砂粒度應(yīng)合適,研磨力應(yīng)均勻和合適。經(jīng)研磨后,應(yīng)進(jìn)行拋光,并滿足所需光潔度和精度要求,滿足閥芯與閥座的對中要求等,在總裝后需進(jìn)行密封性測試。

3、填料函更換。。填料函更換時應(yīng)采用同類型的填料函,更換時應(yīng)小心將填料勾出,正確拆除填料,防止對閥桿造成損傷。新填料函的安裝應(yīng)按照說明書要求,切口應(yīng)錯位,防止閥桿的螺紋對填料的刮傷,填料的壓緊力應(yīng)均勻和合適,防止造成應(yīng)力和增大摩擦力。

4、傳動部件的更換。調(diào)節(jié)閥和附件中的傳動部件如果部分磨損可進(jìn)行部件更換、修復(fù)等。在更換和修復(fù)后應(yīng)保證傳動靈活,傳動間隙盡量小。

5、氣動放大器的清洗。因儀用壓縮空氣內(nèi)的污物造成氣動放大器的節(jié)流孔堵塞時應(yīng)對節(jié)流孔進(jìn)行清洗,可采用合適的鋼絲進(jìn)行疏通和清洗?;匮b時,放大器膜片應(yīng)受力均勻,防止造成堵塞或泄漏??赏ㄟ^調(diào)節(jié)鋼珠的壓緊力調(diào)整放大器增益,防止共振。

參考資料

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