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1、KOSO培训教材 WELCOME VE101SCHOOL 1 课程大纲 VE101SCHOOL 2 自动化基础知识 观察 思考 搬动阀门 VE101SCHOOL 3 自动化基础知识 控制精度低 思考决定于人的经验 人工搬动阀门 不能满足自动化控制的需求 劳动强度大 VE101SCHOOL 4 自动化基础知识 1 2 3 测量元件与变送器 4 控制器 5 控制阀6 对象 VE101SCHOOL 5 自动化系统标识 F 流量C 控制FC 流量控制L 物位I 显示LI 液位指示P 压力T 变送TC 温度控制T 温度 VE101SCHOOL 6 自动化基础知识 全貌图 比值控制 VE101SCHOOL
2、 7 自动化基础知识 被调参数Y 被控变量 液位 压力 温度 流量 VE101SCHOOL 8 工业生产自动化特点 在工业设备 装置及管道上配置一些自动化装置 代替操作工人的部分直接劳动 使生产在不同程度上自动的进行 这种部分的或全部的用自动化装置来管理生产过程的方法称为过程自动化 加快生产速度 降低生产成本 提高产品质量与产量减轻劳动强度 改善劳动条件能够保证生产安全 防止事故发生或扩大 达到延长设备使用寿命 提高设备利用率 保障人身安全的目的生产过程自动化的实现 能根本改变劳动方式 提高操作者专业技术水平 以适应当代信息技术革命和信息产业革命的需要 VE101SCHOOL 9 随着现场传感
3、器及控制系统的不断发展 调节阀本身的性能已是决定过程控制实现的关键 VE101SCHOOL 10 控制阀基础知识 控制阀 CONTROLVALVE IEC 国际电工委员会 定义 控制阀由执行机构和阀体两部分组成其中执行机构是控制阀的控制装置 它按信号的大小产生相应的推力使推杆产生相应的位移 从而带动阀芯动作 阀体部件是控制阀的调节部分 它直接与介质接触 由阀芯的动作 改变调节阀节流面积 达到调节目的 VE101SCHOOL 11 控制阀基础知识 控制阀 CONTROLVALVE 控制阀是执行器中的一大类产品 执行器 在工业生产过程自动控制系统中 以调节仪表或其他控制装置的信号为输入信号 按一定
4、调节规律调节被控对象输入量的装置 它包括控制阀 执行机构 电磁阀和各种不同功能的附件 阀门定位器 伺服放大器 位置发信器 保位阀 等产品 控制阀的应用最为广泛普遍 所以现在也有直接称为执行器 VE101SCHOOL 12 控制阀基础知识 控制阀 CONTROLVALVE 控制阀是构成自动化系统不可缺少的重要部分 它接受控制器的输出信号 直接控制能量或物料达到控制温度 压力 流量 液位等工艺参数的目的 VE101SCHOOL 13 控制阀基础知 控制阀在自动化中的重要性 A 安装在生产现场 常年与介质接触 工作在高温 高压 深冷 强腐蚀 易磨损 易堵 易漏的恶劣条件B 是控制系统中最薄弱的环节
5、由于选择不当或维护不善常常使整个自动化系统不能可靠工作 严重时会引起装置停车 工厂停产C 与生产工艺密切相关 它直接影响生产过程中的物料平衡与能量平衡 VE101SCHOOL 14 控制阀基础知识 控制阀基本构成 执行机构 动力装置 附件 实现自动化要求的各种性能 阀体 节流部件 VE101SCHOOL 15 控制阀基础知识 控制阀基本参数 一 公称通径DN502 二 公称压力PN1 6ANSI150JIS10K VE101SCHOOL 16 控制阀基础知识 公称通径 mm 6 10 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350 400
6、 450 500 600 700 800900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 公称压力 MPa 0 1 0 4 1 1 6 2 5 4 6 4 10 16 25 32 40 160 250 GB T4213 92 中国国家标准 VE101SCHOOL 17 控制阀基础知识 公称通径 英寸 1 2 3 4 1 11 2 2 21 2 3 31 2 4 5 6 8 10 1214 18 20 24 26 28 30 32 34 36 38 40 48 ANSIB16 34 1996 美国国家标准 VE101SCHOOL 18 控制阀基础知识 ANSIB16 34 20
7、03 美国国家标准 公称压力 VE101SCHOOL 19 VE101SCHOOL 20 控制阀基础知识 控制阀基本分类 按用途开关型调节型 按行程直行程角行程 按阀门结构单 双座调节阀闸阀套筒调节阀截止阀三通调节阀止回阀隔膜阀安全阀蝶阀球阀旋塞阀偏心旋转阀自力式控制阀 VE101SCHOOL 21 控制阀基础知识 控制阀基本分类 按压力真空阀PN 0MPa低压阀PN 1 6MPa中压阀PN1 6 10MPa高压阀PN10 32MPa超高压阀PN 32MPa 按温度高温阀 450 中温阀200 450 常温阀 20 200 低温阀0 60 深冷阀 60 196 VE101SCHOOL 22 阀
8、门结构 VE101SCHOOL 23 阀盖型式 标准型 5 230 散热片型 230 以上 5 45 加长型 5 45 VE101SCHOOL 24 阀盖类型 加长型 45 196 流体压力密封型 波纹管密封型阀盖适用于强毒性 易挥发 易渗透 或贵重流体 VE101SCHOOL 25 阀盖型式 冷箱内 冷箱内 内抽式结构 VE101SCHOOL 26 直行程调节阀的阀芯型式 VE101SCHOOL 27 套筒导向型调节阀套筒型式 VE101SCHOOL 28 阀盖 VE101SCHOOL 29 角行程调节阀的阀芯型式 VE101SCHOOL 30 角行程调节阀动作示意图 VE101SCHOOL
9、 31 阀内件 阀内件与流体接触的可拆卸的阀内零件包括阀芯 阀座 阀杆导向 衬套 套筒 填料函部件的填料压盖 弹簧 套环 填料底环等 不包括的零件 填料 上阀盖 下阀盖及其连接用密封垫片 VE101SCHOOL 32 阀内件 阀芯形式 VE101SCHOOL 33 阀内件 VE101SCHOOL 34 阀内件 VE101SCHOOL 35 阀内件 VE101SCHOOL 36 阀芯与流量特性 不同的阀芯形状决定不同的流量特性蝶阀 球阀 隔膜阀 偏心旋转阀固有特性不能修改套筒阀 柱塞阀 v形开口阀 可修改阀芯形状改变流量特性 VE101SCHOOL 37 阀芯与流量特性 改变阀特性的几个方法 由
10、设计阀芯实现由定位器修正由非线性执行机构实现由控制系统实现由专用仪表修正 VE101SCHOOL 38 流量特性 固有流量特性 压差不变 工作流量特性 压差变化 VE101SCHOOL 39 流量特性 直线流量特性等百分比流量特性快开流量特性 VE101SCHOOL 40 流量特性 理想流量特性在压差不变的条件下 流过阀门的相对流量与相对开度的关系 VE101SCHOOL 41 可调比 理想可调比 阀门压差不变 控制阀所能控制的最大流量与最小流量之比 VE101SCHOOL 42 流量特性 直线流量特性相对流量与相对开度成直线关系 即单位行程引起的流量变化是常数R 30 l L 0时Q Qma
11、x 3 3 l L 1时Q Qmax 100 VE101SCHOOL 43 流量特性 22 7 13 13 100 74 6 61 3 51 7 51 7 100 18 5 90 4 80 6 80 6 100 12 1 VE101SCHOOL 44 流量特性 等百分比流量特性单位行程变化引起相对流量变化与该点的相对流量成正比 即放大系数是变化的 但是相对流量的变化是常数 VE101SCHOOL 45 流量特性 6 58 4 67 4 67 100 40 25 6 18 3 18 3 100 40 71 2 50 8 50 8 100 40 VE101SCHOOL 46 流量特性 快开流量特性
12、相对行程变化引起相对流量的变化与该点相对流量成反比其作用与等百分比相反 有效行程为1 4 D VE101SCHOOL 47 流量特性 工作流量特性 VE101SCHOOL 48 流量特性 S值在串联系统中阀门压差与系统总压差之比 VE101SCHOOL 49 安装流量特性 VE101SCHOOL 50 VE101SCHOOL 51 流量特性 VE101SCHOOL 52 流量特性 实际R与s值大小有关 s越小 R也减小 VE101SCHOOL 53 流量系数理论 流量系数是控制阀的重要参数 它表示通过流体的能力 是选择控制阀口径的重要依据 C 称为流量系数 它与阀芯和阀座的结构 阀前阀后的压差
13、 流体性质等因素有关 Kv 温度 5 40 的水 在100kPa压差下 1小时流过阀的立方米数Cv 温度 40 60F 的水 在1Psi压差下 1分钟流过阀的美加法仑数Cv 1 167Kv VE101SCHOOL 54 工作流量特性的选择 VE101SCHOOL 55 固有流量特性的选择 VE101SCHOOL 56 其他 由于缺乏某些条件 按表选择有困难时1 若阀流量特性对系统影响很小时 则可任意选择2 若S值很小或设计依据不足 阀口径选择偏大时 应选择等百分比特性 VE101SCHOOL 57 液位控制系统 VE101SCHOOL 58 压力控制系统 液体控制过程 气体控制过程 容积小 管道距离小于10ft 气体控制过程 容积大 能吸收干扰的系统直线或距离变送器大于100ft或负荷增加 P减小 最大负荷的 P 20 的 最小负荷的 P气体控制过程 容积大负荷增加 P减小 最大负荷的 P 20 的最小负荷的 P VE101SCHOOL 59 流量控制系统 VE101SCHOOL 60 流量特性 固有流量特性由阀芯的设计来实现 VE101SCHOOL 61 控制阀选择 阀门口径 开度验算线性特性的控制阀开度范围为 20 80 等百分比特性的控制阀开度范围为 10 90 控制阀正常流量时开度应为 50 70 目前控制阀开度的验算多由计算机完成 VE101SCHOOL 62
