閥門控制及故障保護(hù)方案(內(nèi)培)

1、閥門控制及故障保護(hù)方案 控制閥(controlvalve)用于調(diào)節(jié)操縱變量的流量，因此，亦稱調(diào)節(jié)閥。從控制系統(tǒng)整體看，一個(gè)控制系統(tǒng)控制得好不好，都要通過控制閥來實(shí)現(xiàn)。由于下列原因，控制閥變得十分重要。l控制閥是節(jié)流裝置，屬于動(dòng)部件，與檢測(cè)元件和變送器、控制器比較，在控制過程中，控制閥需要不斷改變節(jié)流件的流通面積，使操縱變量變化，以適應(yīng)負(fù)荷變化或操作條件的改變。因此，對(duì)控制閥閥組件的密封、耐壓、腐蝕等提出更高要求。例如，密封會(huì)使控制閥摩擦力增加，控制閥死區(qū)加大，造成控制系統(tǒng)控制品質(zhì)變差等。l控制閥的活動(dòng)部件是造成“跑”、“冒”、“滴”、“漏”的主要原因，它不僅造成資源或物料的浪費(fèi)，也污染環(huán)境，引

2、發(fā)事故。l控制閥的閥內(nèi)件與過程介質(zhì)直接接觸，和檢測(cè)元件與過程介質(zhì)接觸的不同之處如下：u控制閥閥組件的接觸介質(zhì)可能與檢測(cè)元件的接觸介質(zhì)不同，對(duì)控制閥的耐腐蝕性、強(qiáng)度、剛度、材料等有更高要求。u檢測(cè)元件可采用隔離液等方法與過程介質(zhì)隔離，但控制閥通常與過程介質(zhì)直接接觸，很難采用隔離的方法與過程介質(zhì)隔離。l控制閥的節(jié)流使能量在閥內(nèi)件內(nèi)部被消耗，因此，降低能耗，降低控制閥的壓力損失，和保證較好的控制品質(zhì)之間要合理選擇和兼顧。l控制閥對(duì)流體進(jìn)行節(jié)流的同時(shí)也造成噪聲。例如，當(dāng)閥出口壓力低于液體的蒸汽壓力時(shí)，造成閃蒸；當(dāng)閥下游壓力高于液體蒸汽壓力時(shí)，造成汽蝕。控制閥造成的噪聲和控制閥流路的設(shè)計(jì)、操作壓力、被控

3、介質(zhì)特性等有關(guān)，因此，降低噪聲，降低壓力損失等對(duì)控制閥提出更高要求。l控制閥的適應(yīng)性強(qiáng)。它被安裝在各種不同的生產(chǎn)過程，生產(chǎn)過程的低溫、高溫、高壓、大流量、微小流量等操作條件需要控制閥具有各種不同的功能，控制閥應(yīng)能夠適應(yīng)不同應(yīng)用的要求?？刂崎y的構(gòu)成l調(diào)節(jié)閥的組成：調(diào)節(jié)閥是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體部件兩部分組成，即：調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)+閥體部件n執(zhí)行機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)是將控制器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制閥閥桿直線位移或閥軸角位移的裝置。執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供推動(dòng)力或推動(dòng)力矩，用于克服不平衡力、閥壓緊力和摩擦力等，使位移量與輸入信號(hào)成比例變化?？刂崎y的構(gòu)成u氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu) 氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)是最常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)

4、簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，維護(hù)方便，成本低廉，得到廣泛應(yīng)用。它分為正作用和反作用兩種執(zhí)行方式。正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)在輸入信號(hào)增加時(shí)，推桿的位移向外；反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)在輸入信號(hào)增加時(shí)，推桿的位移向內(nèi)?？刂崎y的構(gòu)成u氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu) 氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用活塞作為執(zhí)行驅(qū)動(dòng)元件，具有推力大、響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)。適用于高壓差、高靜壓和要求有大推力的應(yīng)用場(chǎng)合。與薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)類似，活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)分正作用和反作用兩種類型。輸入信號(hào)增加時(shí)，活塞桿外移的類型稱為正作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu)；輸入信號(hào)增加時(shí)，活塞桿內(nèi)縮的類型稱為反作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。控制閥的構(gòu)成u手動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 僅在自動(dòng)操作存在困難時(shí)才操作。例如，自動(dòng)控制的輸入信號(hào)故障或執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜頭漏氣

5、等，有時(shí)在工藝生產(chǎn)過程的開、停車階段，由于控制系統(tǒng)還未切人自動(dòng) 操作，這時(shí)也需要用手動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)控制閥進(jìn)行操作。手動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要用途如下。p與自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配合，用于自動(dòng)控制失效時(shí)的降級(jí)操作，提高控制系統(tǒng)可靠性。p作為控制閥的限位裝置，限制閥的開度，防止事故發(fā)生。例如，造紙漿料制備過程中有些閥要求正常時(shí)有一定開度，用于排放粗渣。p節(jié)省控制閥的旁路閥。在不重要的控制系統(tǒng)中，當(dāng)管路直徑較大時(shí)，可采用手動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)替代旁路閥的功能，降低投資成本，縮小安裝空間。p用于開、停車時(shí)對(duì)過程的手動(dòng)操作?？刂崎y的構(gòu)成u 手動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由手輪、傳動(dòng)裝置和連接裝置等組成。按安裝位置可分為頂裝式和側(cè)裝式兩類。p頂裝式手動(dòng)

6、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的手輪安裝在自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的頂部，通過螺桿傳動(dòng)裝置，與自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推桿(或膜頭板)連接。正常運(yùn)行時(shí)，手輪退出，用緊固螺母鎖定，可作為閥位最高位的限制裝置。當(dāng)需手動(dòng)操作時(shí)，松開緊固螺母，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使之與自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推桿連接，從而可移動(dòng)推桿，改變閥門開度。正作用和反作用的自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與手動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接方式相同，但正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要考慮手動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)桿的密封。p側(cè)裝式手動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的手輪安裝在自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的側(cè)面，可采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)方式，也可采用杠桿傳動(dòng)方式。手動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選（使）用u選用頂裝或側(cè)裝式手輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)從方便操作考慮。當(dāng)控制閥安裝位置較低，或閥側(cè)沒有空間時(shí)，可選用頂裝式手輪

7、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其他場(chǎng)合可選用側(cè)裝式手輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)。為防止手輪被誤操作而轉(zhuǎn)動(dòng)，可設(shè)置安全鎖緊裝置，例如，銷軸固定手輪進(jìn)行限位，或用小鎖緊輪頂緊手輪軸等。u為提供閥門位置的信息，手輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置了刻度顯示裝置，用于提供閥門位置的顯示等信息。u為方便進(jìn)行手動(dòng)操作和自動(dòng)操作的切換，通常設(shè)置離合和切換裝置。當(dāng)手動(dòng)位置時(shí)，手輪與自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥桿連接；當(dāng)自動(dòng)位置時(shí)，手輪與自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥桿脫鉤，不影響自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作?？刂崎y的結(jié)構(gòu)n閥體：閥體組件是調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)部分，它與介質(zhì)直接接觸，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推動(dòng)下，改變閥芯與閥座之間的流通面積，從而達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。閥體組件是由閥體、上閥蓋組件、下閥蓋和閥內(nèi)件組成的。上

8、閥蓋組件包括上閥蓋和填料函。閥內(nèi)件是指與流體接觸并可拆卸的，起到改變節(jié)流面積和截流件導(dǎo)向等作用的零件的總稱，例如閥芯、閥座、閥桿、套筒、導(dǎo)向套等，都可以叫閥內(nèi)件。一般來說，閥是通用的，既可以和氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配，也可以與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配使用?？刂崎y的結(jié)構(gòu)n 閥體的類型（閥體的類型（大約有10種分法，僅介紹常用幾種）u按結(jié)構(gòu)分類，分為直通單座閥、直通雙座閥、三通閥、角形閥、隔膜閥、套筒閥、球閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、閘閥和蝶閥等。 u按流量特性分類，分為線性閥、等百分比閥和快開閥等。u按閥芯的形式分類，分為直行程和角行程閥芯等。 u按上閥蓋的形式分類，分為普通型、散熱或吸熱型、波紋管密封型、長(zhǎng)

9、頸型等。n 通用分類法通用分類法 這種分類方法既按原理、作用又按結(jié)構(gòu)劃分，是目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)最常用的分類方法。一般分閘閥、截止閥、節(jié)流閥、儀表閥、柱塞閥、隔膜閥、旋塞閥、球閥、蝶閥、止回閥、減壓閥安全閥、疏水閥、調(diào)節(jié)閥、底閥、過濾器、排污閥等?？刂崎y的結(jié)構(gòu)n控制閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)u控制閥有各種不同類型，它們的適用場(chǎng)合不同，因此，應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過程的要求合理選擇控制閥類型。u控制閥分氣開和氣關(guān)兩類。氣開控制閥在故障狀態(tài)時(shí)關(guān)閉，氣關(guān)控制閥在故障狀態(tài)時(shí)打開?？刹捎靡恍┹o助設(shè)備組成保位閥或使控制閥自鎖，即故障時(shí)控制閥保持故障前的閥門開度。u氣開和氣關(guān)的方式可通過正、反作用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型和正體、反體閥的組合實(shí)現(xiàn)，

10、在使用閥門定位器時(shí)，也可通過閥門定位器實(shí)現(xiàn)。u閥內(nèi)件的材料隨溫度變化，因此，應(yīng)考慮不同溫度下熱膨脹造成的影響，也要考慮在高溫下耐壓等級(jí)的變化等，應(yīng)考慮材料的耐腐蝕性、抗疲勞性等性能。 控制閥應(yīng)用中存在的問題（1）l控制閥的品種多，規(guī)格多，參數(shù)多?？刂崎y為適應(yīng)不同工業(yè)生產(chǎn)過程的控制要求，例如溫度、壓力、介質(zhì)特性等，有近千種不同規(guī)格、不同類型的產(chǎn)品，使控制閥的選型不方便、安裝應(yīng)用不方便、維護(hù)不方便、管理不方便。l控制閥的可靠性差?？刂崎y在出廠時(shí)的特性與運(yùn)行一段時(shí)間后的特性有很大差異，例如，泄漏量增加、噪聲增大、閥門復(fù)現(xiàn)性變差等，給長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行帶來困難。l控制閥笨重，給控制閥的運(yùn)輸、安裝、維護(hù)帶來不

11、便。通常，控制閥重量比一般的儀表重量要重幾倍到上百倍，例如，一臺(tái)DN200 的控制閥重達(dá)700kg，運(yùn)輸、安裝和維護(hù)都需要?jiǎng)佑靡恍C(jī)械設(shè)備才能完成，給控制閥的應(yīng)用帶來不便?？刂崎y應(yīng)用中存在的問題（2）l控制閥噪聲過大。工業(yè)應(yīng)用中，控制閥噪聲已成為工業(yè)設(shè)備的主要噪聲源，因此，降低控制閥噪聲成為當(dāng)前重要的研究課題，并得到各國(guó)政府的重視。l控制閥的流量特性與工業(yè)過程被控對(duì)象特性不匹配，造成控制系統(tǒng)品質(zhì)變差?？刂崎y的理想流量特性已在產(chǎn)品出廠時(shí)確定，但工業(yè)過程被控對(duì)象特性各不相同，力口上壓降比變化，使控制閥工作流量特性不能與被控對(duì)象特性匹配，并使控制系統(tǒng)控制品質(zhì)變差。l控制閥是耗能設(shè)備，在能源越來越緊缺的當(dāng)前，更應(yīng)采用節(jié)能技術(shù)，降低控制閥的能耗，提高能源的利用率。調(diào)節(jié)閥過程控制及故障保護(hù)方案調(diào)節(jié)閥過程控制及故障保護(hù)方案過程控制及故障保護(hù)方案過程控制及故障保護(hù)方案過程控制及故障保護(hù)方案過程控制及故障保護(hù)方案 一一過程控制及故障保護(hù)方案一過程控制及故障保護(hù)方案一過程控制及故障保護(hù)方案一過程控制及故障保護(hù)方案一過程控制及故障保護(hù)方案二過程控制及故障保護(hù)方案二過程控制及故障保護(hù)方案二過程控制及故障保護(hù)方案二過程控制及故障保護(hù)方案三過程控制及故障保護(hù)方案三過程控制及故障保護(hù)方案三過程