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1、调节阀基础知识,加氢车间,刘海海编,调节阀概述,调节阀是一个局部阻力可以改变的节流元件,阀芯在阀体内移动,改变阀芯与阀座之间的流通面积,从而达到调节被测介质的流量,控制工艺参数的目的。这些工艺参数包括压力、温度、液位及流量。 阀芯形式分直行程和角行程两类。直行程阀芯通过直线运动来改变与阀座之间的流通面积;角行程阀芯通过旋转运动来改变与阀座间的流通面积。,调节阀,气动调节阀:气动调节阀就是以压缩空气为动力源,以气缸为执行器, 并借助于电/气阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件驱动阀门, (阀芯阀座相对移动)来实现开关量或比例式调节,接收控制信号: 420mA电流信号并将电信号转变为压力信号(
2、由定位器完成或电磁 阀完成)来调节管道介质的流量、压力、温度等各种工艺参数。 气动调节阀优点:结构简单、动作可靠稳定、输出力大、安装维修方便、 价格便宜且防火防爆。缺点:响应时间大、信号不适于远传。 电动调节阀:电动执行机构接收420mA电流信号,通过电机的正反 转驱使阀芯阀杆产生相对位移(直行程、角行程)来改变阀芯和阀座 之间的截面积大小,控制管道介质的流量、温度、压力等工艺参数。 电动调节阀优点:动作快、适合远距离传送;节能(只在工作时才消耗 电),环保(无碳排放),安装快捷方便(无需复杂的气动管路和气泵 工作站)。 缺点:结构复杂、推力小、价格贵,适用于防爆要求不太高 及缺乏气源的场合。
3、,气动调节阀分类:,1、按调节阀动作方式(阀芯运动轨迹)分类:a.直行程调节阀b.角行程调节阀,2、按调节阀调节方式分类:a.调节阀(调节切断阀)带定位器 如国泰六期: 高、低加正常疏水调节阀 汽封供汽站调节阀 三级减温水调节阀 低压汽封减温水调节阀 #3高加低负荷疏水调节阀 b.切断阀 如六期高、低加危急疏水调节阀,执行器组成,执行器按其能源形式,分为气动、电动、液动三类。气动执行器由气动执行机构和调节机构(通常称调节阀)两部分组成。,执行器组成,在某些特殊场合,还需要配置一些辅助装置如:阀门定位器和手轮机构。阀门定位器可提高调节质量,改善执行器的性能。手轮机构可以在调节系统因停电、停气、调
4、节器无输出或执行机头薄膜损坏失灵时由人直接操作,保证生产的正常运行。 薄膜式执行机构的输出特性是成比例式的,即输出位移和输入气压信号成正比关系。当信号压力输入薄膜气室时,在薄膜上产生一个推力,使推杆移动并压缩弹簧,当弹簧的反作用力与信号在薄膜上产生的推力平衡时,推杆就稳定在一个平衡位置。信号压力越大,推杆位移量就越大,推杆的位移就是执行机构的直线位移,也称行程。,执行器的作用方式,正作用执行机构 是指信号压力增加时推杆向下移动,反作用执行机构是指信号压力增加时推杆向上移动,调节阀正装 指阀芯向下移动时,阀芯与阀座间的流通面积减小,调节阀反装 指阀芯向下移动时,阀芯与阀座间的流通面积增大,正作用
5、执行机构和正装调节阀组成气关式执行器(正作用)。,反作用执行机构和正装调节阀组成气开式执行器(反作用)。,正作用执行机构和反装调节阀组成气开式执行器(反作用)。,正作用执行机构和正装调节阀组成气关式执行器(正作用)。,气动节阀分类:,执行器的组成,输入压力,输出压力,供气压力,气开/气关作用方式的选择主要依据是保护人员及设备的安全。在正常生产流程中的调节阀一般选择气开,在故障时关闭,防止溢油;放空及排海等选择气关,在故障时开启泄压。,名词术语,被控对象:需要实现控制的设备、机器或生产过程。 被控变量:对象内要求保持设定值(接近恒定值或按预定规律变化)的工艺参数。 操纵变量:受控制器调节,用以使
6、被控变量保持设定值的物理量或能量。 干扰(扰动):除操纵变量外,作用于对象并能引起被控变量变化的因素。负荷变化就是一种典型的扰动。 设定值:被控变量的目标值(预定值)。 偏差:理论上应该是被控变量的设定值与实际值之差。但是能够直接获取的是被控变量的测量值信号而不是实际值,因此通常把设定值与测量值之差称作偏差。,闭环控制系统,调节阀,变送器,被控对象,控制器,设定值,偏差,操纵变量,扰动,被控变量,测量值,闭环控制系统的过渡过程及其品质指标,过渡过程:一个控制系统在外界干扰或给定干扰作用下,从原有稳定状态过渡到新的稳定状态的整个过程,称为控制系统的过渡过程。它是衡量控制系统品质优劣的重要依据。
7、衡量控制系统好坏常采用以下几个指标: 1.衰减比:它是表征系统受到干扰后,被控变量衰减程度的指标。其值为前后两个相邻峰值之必,即图中的B1/B2,一般希望它在4:1到5:1之间。 2.余差:它是指控制系统受到干扰后,过渡过程结束时被控变量的残余偏差,即图中的C。C值也就是被控变量在扰动后的稳态值与设定值之差。控制系统的余差要满足工艺要求,有的控制系统工艺上不允许有余差,即C=0。,闭环控制系统的过渡过程及其品质指标,3.最大偏差:它表示被控变量偏离给定值的最大程度。对于一个衰减的过渡过程,最大偏差就是第一个波的峰值,即图中的A值。A值就是被控变量所产生的最大动态偏差。 4.过渡过程时间:又称调
8、节时间,它表示从干扰产生的时刻起,直至被控变量建立起新的平衡状态为止的这一段时间,图中以Ts表示。过渡过程时间越短越好。 5.振荡周期:被控变量相邻两个波峰之间的时间叫振荡周期,图中以T来表示。在衰减比相同的条件下,周期与过渡时间成正比。因此一般希望周期也是越短越好。,一个控制系统的过渡过程,被控变量,0,t,T,Ts,B2,B1,A,c,调节规律:调节器的输出信号随输入信号变化的规律,调节规律,比例作用可以加快控制过程,减少动偏差,缩短调节时间过程时间;积分作用可消除静偏差,克服余差;微分作用能抑制偏差的增长,减小动偏差。三作用调节规律只要适当的整定比例范围,积分和微分时间三个参数,可以得到
9、较为满意的调节质量。但三作用调节器不是万能的,一些很简单的系统,例如用比例调节规律可以得到满意的调节质量的液位系统,用上三作用调节规律后,不仅系统复杂,投资增大,而且现场整定困难,整定不好反而容易使液位波动。因此,实际使用时,应按具体情况来选取仪表,切忌用三作用调节器代替一切!,直行程阀门执行机构及定位器-667型/657型执行机构用于高低加正常疏水等,气开:反作用执行机构,气闭:正作用执行机构,单弹簧,顶装手轮,直行程阀门执行机构及定位器手轮的形式及应用,定位器,667气开反作用调节阀,气动调节阀分类:,4、气动执行机构按结构分类:a.气动薄膜(单、多弹簧)执行机构:输出直线位移。b.气动活
10、塞(有、无弹簧)执行机构:输出直线位移或角位移,气动调节阀分类:,气动活塞(有、无弹簧)执行机构:输出直线位移或角位移 直行程活塞执行机构 它主要用于配直行程的调节阀,它分为有弹簧式和无弹簧式两种 1、无弹簧活塞执行机构 用于故障下要求阀保位的场合; 用于大口径阀要求执行机构推力特别大的场合; 2、有弹簧式活塞执行机构 大多数场合使用有弹簧的活塞执行机构,其特点是: 在故障情况下,通过弹簧进行复位,实现故障开或故障关功能; 可以抵抗不平衡力的变化,增加执行机构的刚度,提高调节阀的稳定性。 它的缺点是: 弹簧会抵消一部分输出力; 气缸内设弹簧,增加了气缸的长度和重量。,无弹簧,有弹簧,单作用、直
11、行程活塞、弹簧式,角行程执行机构及定位器1052/size40角行程执行机构用于六期#5#8低加危急疏水调节阀,Fisher调节阀结构:,EZ型直通单座球面阀:连排至定排疏水调整门 凝结水至汽封减温器调整门,直通单座阀(球面阀芯),在阀芯顶部开有平衡孔的叫平衡式套筒阀, 否则是非平衡套筒阀,ET、ED型直通套筒阀:高低加疏水调整门,直通套筒阀(笼式阀)特点:,套筒阀用阀笼内表面导向,用阀笼节流可满足所需流量特性特点如下: 1、阀座通过阀笼、阀盖压紧在阀体上,不采用螺纹连接,安装维修方便。 2、流量特性更改方便:在套同上对称的开有36个节流孔, 节流开孔形状与节流特性有关,通过更换套筒(节流开孔
12、形状)来改变节流阀流量特性。 3、降噪和降低空化影响。为降低控制阀噪音,可采用降噪阀笼或在阀笼上开小孔降噪。,直行程阀门与执行机构的连接方法正作用执行机构657型,关于直行程阀门开关停止位(通常阀门)说明 执行机构关闭位置推力一定要由阀座承担 执行机构全开位置推力一定要由执行机构 上部(如膜头上盖,气缸上盖)承担,直行程阀门与执行机构的连接方法 反作用执行机构667型,1.直行程阀门-基本术语,直行程阀门-EZ型,直行程阀门-ED型,直行程阀门-ET型,费希尔旋转阀产品系列球阀V200,气动放大器,I/P 转换器,输入信号 (4 to 20 mA) 数字信号 (HART 协议),小循环反馈 压
13、力传感器,FIELDVUE智能产品介绍DVC6000智能定位器 工作原理,气蚀与闪蒸: 据伯奴利方程,管道内流体的流速提高压力就会下降。 管道节流处流体速度大幅度提高。压力急剧下降。 如果液体流经管道节流处的压力低于汽化压力(PV)将产生汽蚀或闪蒸现象。气蚀与闪蒸是由于管道节流引起的。 如果液体流过管道节流处,压力恢复后P2仍低于汽化压力(PV)(此时流体内仍有气泡)。 这种现象称为闪蒸。 如果液体流过管道节流处,压力恢复后P2高于汽化压力(PV)(此时流体内气泡破裂)。 这种现象称为气蚀。 闪蒸最严重的破坏发生在流速最高处。即阀塞阀座处。冲蚀是闪蒸破坏的直观表现 气蚀发生时,气泡破裂释放的能量使阀塞阀座甚至附近管道损坏,并伴发噪声气蚀与闪蒸是致使阀门损坏的重要原因!,闪蒸,气蚀,