学习情境十一调节机构的安装与检修.

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1、学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 学习情境十一 调节机构的安 装与检修 任务一 调节阀的认知 任务二 调节阀的选择 下篇 控制仪表 任务三 调节阀的安装与检修 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 调节机构也称调节阀，是执行器的控制部分，又称为控制调节机构也称调节阀，是执行器的控制部分，又称为控制 机构，它安装在流体管道上，直接与被调介质接触。在执行机机构，它安装在流体管道上，直接与被调介质接触。在执行机 构的输出力和位移作用下，阀芯动作，改变流通面积，使被调构的输出力和位移作用下，阀芯动作，改变流通面积，使被调 介质的流量作相应的变化。介质的流量作

2、相应的变化。 任务一任务一 调节阀的认知调节阀的认知 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 任务引领：任务引领：一个以调节阀作为控制操作设备一个以调节阀作为控制操作设备 的过程控制系统，可由受控参数的测量变送的过程控制系统，可由受控参数的测量变送 装置、控制器、执行器和调节阀等几部分组装置、控制器、执行器和调节阀等几部分组 成。成。 据统计一台据统计一台300MW300MW的机组，大约装设的机组，大约装设270270 多种不同规格的阀门多种不同规格的阀门10001000多个。因此，正确多个。因此，正确 合理的选择和使用阀门，对发电厂的经济运合理的选择和使用阀门，对发电厂的经

3、济运 行有着重要的意义。行有着重要的意义。 通过本任务的学习，要求掌握调节阀的通过本任务的学习，要求掌握调节阀的 基本结构、主要类型和工作原理。基本结构、主要类型和工作原理。 任务一任务一 调节阀的认知调节阀的认知 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 试说明调节在控制过程中起什么作用？试说明调节在控制过程中起什么作用？ 调节阀由哪几部分组成，描述其工作原理？调节阀由哪几部分组成，描述其工作原理？ 调节阀有哪几种类型，各具有什么特点？调节阀有哪几种类型，各具有什么特点？ 各类调节阀的使用场合？各类调节阀的使用场合？ 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院

4、知识点1：调节阀的工作原理 调节阀安装在流体管道上，是一 个局部阻力可变的节流元件，属于典 型的直通单座调节阀结构。流体从左 侧进入调节阀，从右侧流出。阀杆的 上端通过螺母与执行机构的阀杆连接 ，带动阀杆及其下端的阀芯上下移动 ，使阀芯与阀座间流通面积产生变化 ，从而使被控介质产生变化。 直通单座调节阀结构图 1-阀杆;2-上阀盖;3-填料 4-阀芯;5-阀座;6-阀体 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 知识点1：调节阀的工作原理 当不可压缩流体流经调节阀时，由于流通面积的缩小，会产生局部阻力 ，并形成压力降。设Pl和P2分别是流体在调节阀前后的压力，为流体的密 度，为

5、接管处的流体平均流速，为阻力系数，在高雷诺数Re条件下，根据伯 努利方程可得 即 设调节阀接管的面积为A，则流体流过调节阀的体积流量Q为 由上式可见，由于阻力系数与阀门的结构形式和开度有关，在调节阀截 面积A一定时，改变调节阀的开度即可改变阻力系数，从而达到调节被控介质 流量的目的。 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 1 1流过某一油管的最大体积流量为流过某一油管的最大体积流量为40m40m 3 3 /h/h ，流体密度为，流体密度为0.05g/cm0.05g/cm 3 3 ，阀前后压差，阀前后压差 P = 0.2MPaP = 0.2MPa，试选择调节阀的尺寸。，试选择

6、调节阀的尺寸。 2 2试设计一个加热炉出口温度控制系统，试设计一个加热炉出口温度控制系统， 并防止发生事故时将加热炉烧坏，图示并防止发生事故时将加热炉烧坏，图示 。 1 1）确定被控变量，操纵变量；）确定被控变量，操纵变量； 2 2）画出带控制点的工艺流程图，方框图；）画出带控制点的工艺流程图，方框图； 3 3）试确定调节阀的正反作用；调节器）试确定调节阀的正反作用；调节器TCTC正正 、反作用。、反作用。 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 知识点2：调节阀的阀芯结构 一、阀芯的类型一、阀芯的类型 1. 直行程阀芯 （1）平板型阀芯。见图（a） （2）柱塞型阀芯。 图（

7、b）左面两种用于双导向； 图（b）右面两种为上导向； 对于小流量，可采用球形、 针形阀芯，见图（c） 也可在圆柱体上铣出小槽， 见图（d） （3）三通阀阀芯。图（e） 所示为三通阀分流和合流阀芯 （4）多级阀芯。见图（f） （5）套筒阀芯。见图（g） 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 角行程阀芯 （1）如图（a）所示为偏心旋转阀阀芯。 （2）如图（b）所示为蝶阀阀芯。 （3）如图（c）所示为球阀O形和V形阀芯。 2角行程阀芯 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 二、其他分类方式二、其他分类方式 几种直行程调节阀结构示意图 （a）直通单座阀；（b）直

8、通双座阀 （c）角形阀；（d）套筒阀 因结构的不同，直行程式又可分为直通单座阀、直通双座 阀、角形阀、套筒阀等。 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 二、其他分类方式二、其他分类方式 几种角行程调节阀结构示意图 （a）蝶阀；（b）偏心旋塞阀 （c）直孔球阀；（d）V孔球阀 角行程式又可分为蝶阀、偏心旋转阀、直孔球阀、V孔球阀 等，如图所示。 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 认识一下控制仪表实训室设备展示区的各种认识一下控制仪表实训室设备展示区的各种 调节阀，归纳总结各类调节阀的性能调节阀，归纳总结各类调节阀的性能 及特点。及特点。 手动操纵阀门，

9、观察调节阀的动作状态。手动操纵阀门，观察调节阀的动作状态。 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 知识点3：调节阀的流量系数 调节阀的流量系数是调节阀重要的特性参数，它是指在规定条件下，流 体单位时间内通过调节阀的体积，用C表示，又称作流通能力。为了使各类调 节阀在比较时有一个统一的标准，我国规定的流量系数C的定义为：在给定行 程下，阀两端压差为0.lMPa，水的密度为lg/cm3时，流经调节阀的水的流量 （以m3/h表示）如式所示 即 式中 C 调节阀流量系数； Q 通过调节阀的流量，m3/h； p1、p2调节阀两端的压差，kPa； 水的密度，g/cm3。 学习情境十一

10、调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 知识点3：调节阀的流量系数 阀全开时的流量系数称为额定流量系数，以C100表示。C100 是表示阀流通能力的参数。流量系数作为调节阀的基本参数由 阀门制造厂提供。 调节阀规格与流量系数对照表 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 请分析调节阀的流量系数与哪些因素有关请分析调节阀的流量系数与哪些因素有关 ，如何选取调节阀的流量系数？，如何选取调节阀的流量系数？ 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 学习情境十一 调节机构的安 装与检修 任务一 调节阀的认知 任务二 调节阀的选择 下篇 控制仪表 任务三 调节阀的安

11、装与检修 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 任务引领：任务引领：调节阀是过程控制系统中一调节阀是过程控制系统中一 个极其重要的环节，对它的选择正确与个极其重要的环节，对它的选择正确与 否直接影响到过程控制系统的控制质量否直接影响到过程控制系统的控制质量 ，严重时，甚至系统不能正常运行，因，严重时，甚至系统不能正常运行，因 此必须引起足够的重视。一般应根据被此必须引起足够的重视。一般应根据被 控介质的特点和生产工艺要求等方面合控介质的特点和生产工艺要求等方面合 理的选择。理的选择。 通过本任务的学习，要求掌握正确通过本任务的学习，要求掌握正确 合理的调节阀选择方法。合理的

12、调节阀选择方法。 任务二任务二 调节阀的选择调节阀的选择 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 试说明选择调节阀时应考虑哪几方面的问题试说明选择调节阀时应考虑哪几方面的问题 ？ 调节阀的气开、气关方式如何确定？调节阀的气开、气关方式如何确定？ 什么是调节阀的流量特性，共有几类，如何什么是调节阀的流量特性，共有几类，如何 选择？选择？ 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 知识点1：调节阀的尺寸选择 调节阀接管的尺寸通常用公称直径Dg和阀座直径dg表示， Dg和是dg根据计算出来的调节阀的流通能力C来确定的，它们之 间的关系见下表。 调节阀流通能力C与其尺

13、寸的关系 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 对于不可压缩流体，流过调节阀的体积流量为 考虑选取接管面积A的单位为cm3，p的单位为Pa，密度的单位为 g/cm3，故式(5-4)需修正为 式中，C为调节阀流通能力 知识点1：调节阀的尺寸选择 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 知识点1：调节阀的尺寸选择 1）调节阀流通能力C与接管截面积A成正比。A与调节阀公 称直径的关系为。对于同类结构调节阀，愈大，A愈大，C愈大。 因此流通能力C值的大小，可作为确定调节阀公称直径的依据。 2）调节阀阻力系数值主要由阀体决定，对于相同口径，结构 不同的阀门，其流通能

14、力不一定相同。值还与流体的流动方向有 关，生产厂提供的调节阀流通能力C的值，是指流体的流向与阀 座上标示的箭头方向一致的C，否则，C值会变化。 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 流过某一油管的最大体积流量为流过某一油管的最大体积流量为40m40m 3 3 /h/h， 流体密度为流体密度为0.05g/cm0.05g/cm 3 3 ，阀前后压差，阀前后压差P = P = 0.2MPa0.2MPa，试选择调节阀的尺寸。，试选择调节阀的尺寸。 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 知识点2：气开式、气关式调节阀的选择 气开阀是指输入气压信号P0.02MPa时

15、，调节阀开始打开 ，也就是说“有气”时阀打开。气关阀是指输入气压信号 P0.02MPa时，调节阀开始关闭，当P= 0. 1MPa时，调节阀全 关闭；相反，当P0.02MPa时，调节阀全打开。 由于执行机构有正，反两种作用形式，调节阀也有正装和 反装两种形式。因此，实现调节阀的气开、气关有四种组合。 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 知识点2：气开式、气关式调节阀的选择 气开、气关阀示意图 执行器组合方式 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 知识点2：气开式、气关式调节阀的选择 事故条件下，工艺装置应尽量处于安全状态。 例如，一般蒸汽加热器选择气开调

16、节阀，一旦气源中断，阀 门处于全关位置，停止加热，保证设备不致因温度过高而发生故 障或危险。锅炉进水调节阀应选择气关式，当气源中断时仍有水 进入锅炉，不致产生烧干或爆炸事故。 事故状态下，减少原料或动力消耗，保证生产质量。 例如，炼油厂蒸馏塔进料调节阀一般用气开式，事故时阀门 关闭，停止进料；而回流调节阀一般用气关式。出现事故时阀门 全开，保证回流量，防止不合格产品蒸出。加热炉 考虑介质的特性。 例如，蒸馏塔塔釜内是易结晶、易凝固的液体时，再沸器蒸 汽流量调节阀应采用气关式，以防止事故时塔釜内物料结晶或凝 固。 学习情境十一 调节机构的安装与检修 保定电力职业技术学院 试设计一个加热炉出口温度控制系统，并防止发生事故时试设计一个加热炉出口温度控制系统，并防止发生事故时 将加热炉烧坏。将加热炉烧坏。 1 1