調(diào)節(jié)閥基礎(chǔ)知識課件

調(diào)節(jié)閥基礎(chǔ)知識加氫車間劉海海編調(diào)節(jié)閥概述

調(diào)節(jié)閥是一個局部阻力可以改變的節(jié)流元件，閥芯在閥體內(nèi)移動，改變閥芯與閥座之間的流通面積，從而達到調(diào)節(jié)被測介質(zhì)的流量，控制工藝參數(shù)的目的。這些工藝參數(shù)包括壓力、溫度、液位及流量。閥芯形式分直行程和角行程兩類。直行程閥芯通過直線運動來改變與閥座之間的流通面積；角行程閥芯通過旋轉(zhuǎn)運動來改變與閥座間的流通面積。FIELDVUE調(diào)節(jié)閥氣動調(diào)節(jié)閥：氣動調(diào)節(jié)閥就是以壓縮空氣為動力源，以氣缸為執(zhí)行器，并借助于電/氣閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥、保位閥等附件驅(qū)動閥門，（閥芯閥座相對移動）來實現(xiàn)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié)，接收控制信號：4—20mA電流信號并將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫π盘枺ㄓ啥ㄎ黄魍瓿苫螂姶砰y完成）來調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。氣動調(diào)節(jié)閥優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠穩(wěn)定、輸出力大、安裝維修方便、價格便宜且防火防爆。缺點：響應時間大、信號不適于遠傳。電動調(diào)節(jié)閥：電動執(zhí)行機構(gòu)接收4—20mA電流信號，通過電機的正反轉(zhuǎn)驅(qū)使閥芯閥桿產(chǎn)生相對位移（直行程、角行程）來改變閥芯和閥座之間的截面積大小，控制管道介質(zhì)的流量、溫度、壓力等工藝參數(shù)。電動調(diào)節(jié)閥優(yōu)點：動作快、適合遠距離傳送；節(jié)能（只在工作時才消耗電），環(huán)保（無碳排放），安裝快捷方便（無需復雜的氣動管路和氣泵工作站）。缺點：結(jié)構(gòu)復雜、推力小、價格貴，適用于防爆要求不太高及缺乏氣源的場合。直行程反作用角行程正作用氣動薄膜式執(zhí)行機構(gòu)氣動調(diào)節(jié)閥組成：調(diào)節(jié)閥＝執(zhí)行機構(gòu)+閥體部件

其中，執(zhí)行機構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的推動裝置，它按信號壓力的大小產(chǎn)生相應的推力，使推桿產(chǎn)生相應的位移，從而帶動調(diào)節(jié)閥的閥芯動作。80年代末（日本）精小型調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)，在結(jié)構(gòu)方面，將單彈簧的氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)改為多彈簧式薄膜執(zhí)行機構(gòu)，并將彈簧直接置于上下膜蓋內(nèi)，使支架大大地減小減輕；它的突出特點是使調(diào)節(jié)閥的重量和高度下降30％，流量提高30％。DVC2000智能定位器DVC6000智能定位器數(shù)字式閥門定位器接受閥門行程位置的反饋，以及供氣壓力、執(zhí)行機構(gòu)的氣動壓力+4~20mA電信號多彈簧氣動調(diào)節(jié)閥分類：直行程調(diào)節(jié)閥：角行程調(diào)節(jié)閥：1、按調(diào)節(jié)閥動作方式（閥芯運動軌跡）分類：

a.直行程調(diào)節(jié)閥

b.角行程調(diào)節(jié)閥

2、按調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)方式分類：

a.調(diào)節(jié)閥(調(diào)節(jié)切斷閥)帶定位器如國泰六期：高、低加正常疏水調(diào)節(jié)閥汽封供汽站調(diào)節(jié)閥三級減溫水調(diào)節(jié)閥低壓汽封減溫水調(diào)節(jié)閥

#3高加低負荷疏水調(diào)節(jié)閥b.切斷閥如六期高、低加危急疏水調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器組成

執(zhí)行器按其能源形式，分為氣動、電動、液動三類。氣動執(zhí)行器由氣動執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)（通常稱調(diào)節(jié)閥）兩部分組成。FIELDVUE執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)閥閥門定位器執(zhí)行器組成在某些特殊場合，還需要配置一些輔助裝置如：閥門定位器和手輪機構(gòu)。閥門定位器可提高調(diào)節(jié)質(zhì)量，改善執(zhí)行器的性能。手輪機構(gòu)可以在調(diào)節(jié)系統(tǒng)因停電、停氣、調(diào)節(jié)器無輸出或執(zhí)行機頭薄膜損壞失靈時由人直接操作，保證生產(chǎn)的正常運行。薄膜式執(zhí)行機構(gòu)的輸出特性是成比例式的，即輸出位移和輸入氣壓信號成正比關(guān)系。當信號壓力輸入薄膜氣室時，在薄膜上產(chǎn)生一個推力，使推桿移動并壓縮彈簧，當彈簧的反作用力與信號在薄膜上產(chǎn)生的推力平衡時，推桿就穩(wěn)定在一個平衡位置。信號壓力越大，推桿位移量就越大，推桿的位移就是執(zhí)行機構(gòu)的直線位移，也稱行程。執(zhí)行器的作用方式正作用執(zhí)行機構(gòu)－是指信號壓力增加時推桿向下移動反作用執(zhí)行機構(gòu)－是指信號壓力增加時推桿向上移動調(diào)節(jié)閥正裝－指閥芯向下移動時，閥芯與閥座間的流通面積減小調(diào)節(jié)閥反裝－指閥芯向下移動時，閥芯與閥座間的流通面積增大正作用執(zhí)行機構(gòu)和正裝調(diào)節(jié)閥組成氣關(guān)式執(zhí)行器（正作用）。反作用執(zhí)行機構(gòu)和正裝調(diào)節(jié)閥組成氣開式執(zhí)行器（反作用）。正作用執(zhí)行機構(gòu)和反裝調(diào)節(jié)閥組成氣開式執(zhí)行器（反作用）。正作用執(zhí)行機構(gòu)和正裝調(diào)節(jié)閥組成氣關(guān)式執(zhí)行器（正作用）。氣動節(jié)閥分類：執(zhí)行器的組成輸入壓力輸出壓力供氣壓力氣開/氣關(guān)作用方式的選擇主要依據(jù)是保護人員及設(shè)備的安全。在正常生產(chǎn)流程中的調(diào)節(jié)閥一般選擇氣開，在故障時關(guān)閉，防止溢油；放空及排海等選擇氣關(guān)，在故障時開啟泄壓。名詞術(shù)語被控對象：需要實現(xiàn)控制的設(shè)備、機器或生產(chǎn)過程。被控變量：對象內(nèi)要求保持設(shè)定值（接近恒定值或按預定規(guī)律變化）的工藝參數(shù)。操縱變量：受控制器調(diào)節(jié)，用以使被控變量保持設(shè)定值的物理量或能量。干擾（擾動）：除操縱變量外，作用于對象并能引起被控變量變化的因素。負荷變化就是一種典型的擾動。設(shè)定值：被控變量的目標值（預定值）。偏差：理論上應該是被控變量的設(shè)定值與實際值之差。但是能夠直接獲取的是被控變量的測量值信號而不是實際值，因此通常把設(shè)定值與測量值之差稱作偏差。閉環(huán)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥變送器被控對象控制器設(shè)定值偏差操縱變量擾動被控變量測量值閉環(huán)控制系統(tǒng)的過渡過程及其品質(zhì)指標過渡過程：一個控制系統(tǒng)在外界干擾或給定干擾作用下，從原有穩(wěn)定狀態(tài)過渡到新的穩(wěn)定狀態(tài)的整個過程，稱為控制系統(tǒng)的過渡過程。它是衡量控制系統(tǒng)品質(zhì)優(yōu)劣的重要依據(jù)。衡量控制系統(tǒng)好壞常采用以下幾個指標：1.衰減比：它是表征系統(tǒng)受到干擾后，被控變量衰減程度的指標。其值為前后兩個相鄰峰值之必，即圖中的B1/B2，一般希望它在4:1到5:1之間。2.余差：它是指控制系統(tǒng)受到干擾后，過渡過程結(jié)束時被控變量的殘余偏差，即圖中的C。C值也就是被控變量在擾動后的穩(wěn)態(tài)值與設(shè)定值之差?？刂葡到y(tǒng)的余差要滿足工藝要求，有的控制系統(tǒng)工藝上不允許有余差，即C=0。閉環(huán)控制系統(tǒng)的過渡過程及其品質(zhì)指標3.最大偏差：它表示被控變量偏離給定值的最大程度。對于一個衰減的過渡過程，最大偏差就是第一個波的峰值，即圖中的A值。A值就是被控變量所產(chǎn)生的最大動態(tài)偏差。4.過渡過程時間：又稱調(diào)節(jié)時間，它表示從干擾產(chǎn)生的時刻起，直至被控變量建立起新的平衡狀態(tài)為止的這一段時間，圖中以Ts表示。過渡過程時間越短越好。5.振蕩周期：被控變量相鄰兩個波峰之間的時間叫振蕩周期，圖中以T來表示。在衰減比相同的條件下，周期與過渡時間成正比。因此一般希望周期也是越短越好。一個控制系統(tǒng)的過渡過程被控變量0tTTsB2B1Ac調(diào)節(jié)規(guī)律：調(diào)節(jié)器的輸出信號隨輸入信號變化的規(guī)律比例

P特點是動偏差小，有余差存在。值越大，余差越大，但系統(tǒng)越容易達到穩(wěn)定。值越小，系統(tǒng)越容易振蕩。積分

I特點是余差可被消除，但動偏差大，調(diào)節(jié)過程長。值越小，積分作用越明顯，但過渡過程振蕩劇烈，穩(wěn)定程度下降。微分

D是根據(jù)偏差變化趨勢而動作的，只要偏差一變化就提前采取動作，，因此叫超前作用。它只有在輸入變化時，調(diào)節(jié)器才有輸出，因此它不能作為一個獨立的調(diào)節(jié)器使用。它主要使用在溫度調(diào)節(jié)方面，利用溫度微小的變化便進行相應調(diào)節(jié)，以應對溫度調(diào)節(jié)的滯后性。值越大，超前時間越長。調(diào)節(jié)規(guī)律比例作用可以加快控制過程，減少動偏差，縮短調(diào)節(jié)時間過程時間；積分作用可消除靜偏差，克服余差；微分作用能抑制偏差的增長，減小動偏差。三作用調(diào)節(jié)規(guī)律只要適當?shù)恼ū壤秶e分和微分時間三個參數(shù)，可以得到較為滿意的調(diào)節(jié)質(zhì)量。但三作用調(diào)節(jié)器不是萬能的，一些很簡單的系統(tǒng)，例如用比例調(diào)節(jié)規(guī)律可以得到滿意的調(diào)節(jié)質(zhì)量的液位系統(tǒng)，用上三作用調(diào)節(jié)規(guī)律后，不僅系統(tǒng)復雜，投資增大，而且現(xiàn)場整定困難，整定不好反而容易使液位波動。因此，實際使用時，應按具體情況來選取儀表，切忌用三作用調(diào)節(jié)器代替一切！直行程閥門執(zhí)行機構(gòu)及定位器

--667型/657型執(zhí)行機構(gòu)用于高低加正常疏水等氣開：反作用執(zhí)行機構(gòu)氣閉：正作用執(zhí)行機構(gòu)單彈簧頂裝手輪657氣閉正作用執(zhí)行機構(gòu)667氣開反作用執(zhí)行機構(gòu)側(cè)裝手輪直行程閥門執(zhí)行機構(gòu)及定位器—手輪的形式及應用定位器667氣開反作用調(diào)節(jié)閥氣動調(diào)節(jié)閥分類：4、氣動執(zhí)行機構(gòu)按結(jié)構(gòu)分類：

a.氣動薄膜（單、多彈簧）執(zhí)行機構(gòu)：輸出直線位移。

b.氣動活塞（有、無彈簧）執(zhí)行機構(gòu)：輸出直線位移或角位移薄膜執(zhí)行機構(gòu)的優(yōu)缺點

優(yōu)點：

結(jié)構(gòu)簡單、可靠。

缺點：

①膜片承受的壓力較低，最大膜室壓力不能超過250KPa，加上彈簧要抵消絕大部分的壓力，余下的輸出力就很小了。②為了提高輸出力，通常作法就是增大尺寸，使得執(zhí)行機構(gòu)的尺寸和重量變得很大；另一方面，工廠的氣源通常是500～700KPa，它只用到了250KPa，氣壓沒充分利用，這是不可取的，活塞執(zhí)行機構(gòu)解決了此問題。

為了充分用足工廠的氣源壓力來提高執(zhí)行機構(gòu)的輸出力、減少其重量和尺寸，便產(chǎn)生了活塞執(zhí)行機構(gòu)。

DVC6010雙作用氣源DVC6010單作用氣源氣動活塞式氣動薄膜式正作用反作用單作用無彈簧雙作用氣動調(diào)節(jié)閥分類：氣動活塞（有、無彈簧）執(zhí)行機構(gòu)：輸出直線位移或角位移直行程活塞執(zhí)行機構(gòu)

它主要用于配直行程的調(diào)節(jié)閥，它分為有彈簧式和無彈簧式兩種1、無彈簧活塞執(zhí)行機構(gòu)

①用于故障下要求閥保位的場合；

②用于大口徑閥要求執(zhí)行機構(gòu)推力特別大的場合；2、有彈簧式活塞執(zhí)行機構(gòu)

大多數(shù)場合使用有彈簧的活塞執(zhí)行機構(gòu)，其特點是：

①在故障情況下，通過彈簧進行復位，實現(xiàn)故障開或故障關(guān)功能；

②可以抵抗不平衡力的變化，增加執(zhí)行機構(gòu)的剛度，提高調(diào)節(jié)閥的穩(wěn)定性。它的缺點是：

①彈簧會抵消一部分輸出力；

②氣缸內(nèi)設(shè)彈簧，增加了氣缸的長度和重量。氣缸活塞環(huán)活塞上蓋螺絲活塞支架閥桿連接件推桿O型環(huán)彈簧行程限位密封軸套行程標尺執(zhí)行機構(gòu)推桿無彈簧有彈簧單作用、直行程活塞、彈簧式齒條輸出轉(zhuǎn)軸彈簧1035齒條式氣缸角行程執(zhí)執(zhí)行機構(gòu)(齒輪齒條、雙活塞、彈簧復位角行程)氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)按其作用方式可分成比例式和兩位式兩種。所謂比例式是指輸入信號壓力與推桿的行程成比例關(guān)系，這時它必須與閥門定位器配用。兩位式是根據(jù)輸入執(zhí)行機構(gòu)活塞兩側(cè)的操作壓力差來完成的?；钊筛邏簜?cè)推向低壓側(cè)，就使推桿由一個極端位置推移至另一個極端位置。

角行程活塞執(zhí)行機構(gòu)

角行程的活塞執(zhí)行機構(gòu)主要用于角行程類的調(diào)節(jié)閥，按氣缸的安裝方向，分為立式氣缸和臥式氣缸兩種。按活塞的推桿驅(qū)動輸出軸轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)，常用的有：①曲柄連桿式；

②齒輪齒條式；

③活塞螺旋式。立式曲柄連桿活塞執(zhí)行機構(gòu)臥式齒輪齒條活塞執(zhí)行機構(gòu)角行程執(zhí)行機構(gòu)及定位器—1052/size40角行程執(zhí)行機構(gòu)

用于六期#5~#8低加危急疏水調(diào)節(jié)閥氣動調(diào)節(jié)閥分類：按流向不同分為：流開和流關(guān)（閉）流開：在閥芯節(jié)流處介質(zhì)流動方向與閥門打開方向相同。流關(guān)：在閥芯節(jié)流處介質(zhì)流動方向與閥門關(guān)閉方向相同。

哪些閥需要進行流向選擇，哪些不需要？單密封類的調(diào)節(jié)閥：單閥座、高壓閥無平衡孔的單密封套筒閥需進行流量選擇（通常選擇流開）。流開、流閉各有利弊：流開型閥門工作比較穩(wěn)定，但自潔性和密封性較差，壽命短。流閉型的閥壽命長、自潔性和密封性好，但當閥桿直徑小于閥芯直徑時穩(wěn)定性差。當沖刷嚴重或有自潔要求時選擇流閉。兩位型快關(guān)特性調(diào)節(jié)閥選擇流閉。流開流關(guān)（閉）（閥座）（閥座保持架）（閥芯）（導向套）Fisher調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)：EZ型直通單座球面閥：連排至定排疏水調(diào)整門凝結(jié)水至汽封減溫器調(diào)整門直通單座閥（球面閥芯）正作用閥反作用閥閥體閥座閥籠閥芯纏繞墊上閥蓋（盤根室）填料壓蓋閥桿Fisher調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)：直通套筒閥（籠式閥）密封環(huán)在閥芯頂部開有平衡孔的叫平衡式套筒閥，否則是非平衡套筒閥ET、ED型直通套筒閥：高低加疏水調(diào)整門直通套筒閥（籠式閥）特點：套筒閥用閥籠內(nèi)表面導向，用閥籠節(jié)流可滿足所需流量特性特點如下：1、閥座通過閥籠、閥蓋壓緊在閥體上，不采用螺紋連接，安裝維修方便。2、流量特性更改方便：在套同上對稱的開有3~6個節(jié)流孔，節(jié)流開孔形狀與節(jié)流特性有關(guān)，通過更換套筒（節(jié)流開孔形狀）來改變節(jié)流閥流量特性。3、降噪和降低空化影響。為降低控制閥噪音，可采用降噪閥籠或在閥籠上開小孔降噪。

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系列控制閥主要零件閥體、閥芯、閥桿、閥座、閥籠(支架)、墊片、閥芯密封環(huán)、填料等

平衡型閥塞原理圖直行程閥門與執(zhí)行機構(gòu)的連接方法—正作用執(zhí)行機構(gòu)657型關(guān)于直行程閥門開關(guān)停止位（通常閥門）說明執(zhí)行機構(gòu)關(guān)閉位置推力一定要由閥座承擔執(zhí)行機構(gòu)全開位置推力一定要由執(zhí)行機構(gòu)上部（如膜頭上蓋，氣缸上蓋）承擔直行程閥門與執(zhí)行機構(gòu)的連接方法—

反作用執(zhí)行機構(gòu)667型1.直行程閥門----基本術(shù)語直行程閥門----EZ型直行程閥門----ED型直行程閥門----ET型直行程閥門----通用型閥桿填料函形式石墨填料單PTFE填料abcb:負壓型a:正壓型c:復合型