調(diào)節(jié)閥的選型

1、調(diào)節(jié)閥的選型、維修與校驗(yàn)在電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥是最常見(jiàn)的一種執(zhí)行器，一般自動(dòng)控制系統(tǒng)由對(duì)象、監(jiān)測(cè)儀表、控制器、執(zhí)行器等組成。正確選取調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)型式、流量特性、流通能力及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力矩、推力與行程，對(duì)于自動(dòng)控制系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性有著十分重要的作用。如果選擇不當(dāng)，將直接影響控制系統(tǒng)性能，甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，進(jìn)而影響整臺(tái)機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。調(diào)查發(fā)現(xiàn)在這些事例中約95%屬于選型不當(dāng)造成，而計(jì)算錯(cuò)誤造成的問(wèn)題不到5%。實(shí)踐證明計(jì)算與選型相比，選型難度更大，出現(xiàn)的問(wèn)題更多，對(duì)此應(yīng)特別重視。 1 調(diào)節(jié)閥的選型 1.1 選型應(yīng)考慮的主要因素 (1)要滿足生產(chǎn)過(guò)程的溫度、壓力、液位

2、及流量要求； (2)閥的泄漏及密封性要求； (3)閥的工作壓差需用壓差； (4)對(duì)提高閥使用壽命和可靠性的考慮； (5)對(duì)閥動(dòng)作速度、流量特性的考慮； (6)對(duì)閥作用方式和流向的考慮； (7)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式、輸出力矩、剛度及彈簧范圍的考慮； (8)對(duì)材質(zhì)及閥經(jīng)濟(jì)性的考慮(選型不當(dāng)價(jià)格會(huì)相差34 倍)。 1.2 選型的一般原則 在滿足過(guò)程控制要求的前提下，所選的閥應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、可靠、價(jià)廉、壽命長(zhǎng)、維修方便和備件來(lái)源及時(shí)可靠。要盡力避免單純追求好的結(jié)構(gòu)、好的材質(zhì)、多帶附件，而忽略了對(duì)可靠性、經(jīng)濟(jì)性的考慮。從可靠性觀點(diǎn)來(lái)看，結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，其可靠性就越高；材質(zhì)選擇過(guò)高，將造成不必要的價(jià)格投入。 1.3 選

3、型應(yīng)提供的工藝參數(shù)及系統(tǒng)要求 (1)工藝參數(shù)：溫度、壓力、正常流量時(shí)壓差及切斷時(shí)的壓差。 (2)流體特性：腐蝕性、粘度、溫度變化對(duì)流體特性的影響。 (3)系統(tǒng)要求：泄漏量、可調(diào)比、動(dòng)作速度與頻率、線性及噪音。 1.4 調(diào)節(jié)閥的分類及選擇 調(diào)節(jié)閥按結(jié)構(gòu)特征大致可分為如下9大類： (1)直通單座調(diào)節(jié)閥：該閥應(yīng)用最廣，具有泄漏小、許用壓差小、流路復(fù)雜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，故適用于泄漏要求嚴(yán)、工作壓差小的干凈介質(zhì)場(chǎng)合，但小規(guī)格閥(DN300mm時(shí)，通常都有蝶閥來(lái)完成。 (8)球閥：“O”形球閥全開(kāi)時(shí)為無(wú)阻調(diào)節(jié)閥，“自潔”性能最佳，適用于特別污濁、含纖維介質(zhì)的2位切斷場(chǎng)合?！癡”形球閥具有近似等百分比的調(diào)節(jié)

4、特性，適用于較污濁、含纖維介質(zhì)可調(diào)比較大的調(diào)節(jié)場(chǎng)合，球閥價(jià)格較貴。 (9)偏心旋轉(zhuǎn)閥：該閥介于蝶閥和球閥之間，“自潔”、調(diào)節(jié)性能好，亦可切斷，故適用于較污濁介質(zhì)、泄漏要求小的調(diào)節(jié)場(chǎng)合，但該閥價(jià)格較貴。 這9類產(chǎn)品中前6種為直行程調(diào)節(jié)閥，后3種為角行程調(diào)節(jié)閥。作為用戶，必須弄清其特點(diǎn)。 1.5 正確選擇的若干問(wèn)題 閥體材料選擇 (1)閥體耐壓等級(jí)、使用溫度、耐腐蝕性能等方面應(yīng)不低于工藝連接管道要求，并優(yōu)先選用定型產(chǎn)品。 (2)水蒸氣及含水較多的濕氣體介質(zhì)、環(huán)境溫度低于-20時(shí)，不宜選用鑄鐵閥。 閥內(nèi)件材質(zhì)選擇 (1)非腐蝕性介質(zhì)一般選用1Cr18Ni9Ti或其它不銹鋼。 (2)對(duì)汽蝕、沖蝕較為嚴(yán)

5、重、介質(zhì)溫度與壓差構(gòu)成的直角坐標(biāo)中，其溫度為300，壓差為1.5MPa 2點(diǎn)連線以外的區(qū)域時(shí)，應(yīng)選用耐磨材料，如鈷基合金或表面堆焊史太萊合金等。 (3)對(duì)硬密封切斷閥，為提高密封面可靠性，應(yīng)選用耐磨合金。當(dāng)密封要求十分嚴(yán)密時(shí)，應(yīng)選用軟密封，如四氟、橡膠。 高低溫材料選擇 當(dāng)介質(zhì)溫度600時(shí)應(yīng)選用高溫高強(qiáng)度合金(如因可耐爾)。 1.6 填料及閥蓋型式選擇 (1)通常情況下，介質(zhì)溫度200時(shí)，選用“V”形四氟填料，普通型上閥蓋；介質(zhì)溫度400時(shí)，需選用散熱型閥蓋和石墨填料。 (4)為增加閥桿密封的可靠性，可選用雙層填料結(jié)構(gòu)。 1.7 定位器的選擇 以下情況應(yīng)選用定位器： (1)電動(dòng)儀表控制氣動(dòng)閥，

6、且為慢速響應(yīng)系統(tǒng)時(shí)。 (2)需要提高薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力的場(chǎng)合。 (3)緩慢過(guò)程需要提高調(diào)節(jié)閥響應(yīng)速度的場(chǎng)合，如溫度、液位及分析等參數(shù)。 (4)需要克服摩擦力，減小過(guò)大的回差造成調(diào)節(jié)品質(zhì)差的場(chǎng)合，如低溫或采用柔性石墨填料的調(diào)節(jié)閥。 (5)調(diào)節(jié)器比例帶很寬，但又要求閥小信號(hào)有響應(yīng)時(shí)，采用無(wú)彈簧執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。 帶定位器適用的閥，通常選用20100kPa的彈簧，但為了提高輸出力，可選用氣源壓力PS=250kPa。對(duì)氣開(kāi)閥，可選用60180kPa的彈簧，以增加起點(diǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力。對(duì)氣閉閥可選用20100kPa的彈簧，以增加關(guān)閉時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力。 2 調(diào)節(jié)閥正確安裝的若干問(wèn)題 2.1 安裝的一般性要

7、求 (1)調(diào)節(jié)閥應(yīng)垂直、正立安裝在水平管道上，公稱通經(jīng)Dg50的調(diào)節(jié)閥，其閥前后管道上最好有永久性支架。 (2)調(diào)節(jié)閥安裝位置應(yīng)方便操作維修，以便人員能進(jìn)行維修和操作，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置平臺(tái)。 (3)調(diào)節(jié)閥上、下部分應(yīng)留有足夠空間，以便維修時(shí)取下執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥內(nèi)件及閥的下法蘭和堵頭。 (4)當(dāng)調(diào)節(jié)閥安裝在有振動(dòng)場(chǎng)合時(shí)，應(yīng)考慮防振措施。 (5)未安裝閥門定位器的調(diào)節(jié)閥，膜頭上最好安裝指示控制信號(hào)的小型壓力表。 (6)調(diào)節(jié)閥應(yīng)先檢查校驗(yàn)，并在管道吹掃后安裝。 2.2 對(duì)安全問(wèn)題的考慮 (1)閥門在操作的各個(gè)環(huán)節(jié)中(即安裝、試驗(yàn)、操作和維修)，應(yīng)首先注意人員和設(shè)備的安全性。 (2)閥切斷后，閥門中的壓力還可

8、保持一段時(shí)間，應(yīng)有降壓的安全措施，如安裝放空閥或排放閥。 (3)對(duì)液體介質(zhì)，應(yīng)安裝1個(gè)能限制流量的放空閥，以防過(guò)快打開(kāi)放空閥時(shí)水擊所造成的危害。 (4)對(duì)蒸汽管線，在接近調(diào)節(jié)閥的上下2端應(yīng)保溫。 (5)壓力波動(dòng)嚴(yán)重的地方，應(yīng)安裝管線緩沖器。 2.3 對(duì)調(diào)節(jié)閥性能的考慮 (1)配管通徑盡量與閥通徑一致。 (2)調(diào)節(jié)閥入口直管段長(zhǎng)度至少不得小于10倍管道通經(jīng)。 (3)調(diào)節(jié)閥出口直管段應(yīng)有35倍管道通經(jīng)。 (4)調(diào)節(jié)閥進(jìn)出口取壓點(diǎn)位置為閥前2倍管道通經(jīng)、閥后3倍管道通徑處。 (5)必須按流動(dòng)方向箭頭安裝調(diào)節(jié)閥，避免過(guò)大的安裝應(yīng)力。 2.4 對(duì)手動(dòng)操作的考慮 (1)閥門安裝位置應(yīng)便于操作，并使操作人員

9、能看到指示器(如液位計(jì))上顯示的參數(shù)。 (2)應(yīng)考慮卸下調(diào)節(jié)閥手輪機(jī)構(gòu)、定位器等附件的側(cè)面空間。 (3)對(duì)大口徑、高空安裝的調(diào)節(jié)閥，要考慮到維護(hù)時(shí)操作人員的工作位置。 2.5 調(diào)節(jié)閥信號(hào)的配管和配線 (1)調(diào)節(jié)閥的配管和配線方案應(yīng)滿足調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求。 (2)調(diào)節(jié)閥配管宜采用D61mm 紫銅管；大膜頭調(diào)節(jié)閥和氣動(dòng)閥宜采用D81mm 紫銅管。 3 調(diào)節(jié)閥主要性能的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè) 調(diào)節(jié)閥的性能指標(biāo)很多，以下項(xiàng)目應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)和調(diào)校。 (1)基本誤差：將20100kPa信號(hào)平穩(wěn)地增大或減小輸入氣室(或定位器)內(nèi)，測(cè)量各點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的行程值，計(jì)算出“信號(hào)行程”關(guān)系與理論值之間的各點(diǎn)誤差，其最大值即為基本誤差。試驗(yàn)

10、點(diǎn)應(yīng)按信號(hào)范圍的0%、25%、50%、75%、100% 5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行，測(cè)量?jī)x表基本誤差應(yīng)限于被測(cè)試閥門基本誤差限的1/4。 (2)回差：實(shí)驗(yàn)方法同上。在同一輸入信號(hào)上測(cè)得的正反行程的最大差值即回差。 (3)始終點(diǎn)偏差：實(shí)驗(yàn)方法同上。信號(hào)上限(始點(diǎn))處的基本誤差即為始點(diǎn)偏差；信號(hào)下限(終點(diǎn))處的基本誤差即為終點(diǎn)偏差。 (4)泄漏試驗(yàn)：通常試驗(yàn)介質(zhì)為常溫水，當(dāng)閥的壓差小于350kPa時(shí)，實(shí)驗(yàn)壓力按350kPa做，當(dāng)閥的工作壓差大于350kPa 時(shí)按允許壓差做。實(shí)驗(yàn)介質(zhì)應(yīng)按規(guī)定流向進(jìn)入閥內(nèi)，閥出口可直接連通大氣或連接出口通大氣的低壓頭測(cè)量裝置，在確認(rèn)閥和下游各連接管完全充滿介質(zhì)后，方可測(cè)取泄漏量。對(duì)主

11、要閥門，還要做強(qiáng)壓試驗(yàn)。 (5)對(duì)配套定位器的閥，在安裝、投運(yùn)前，均應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。 4 調(diào)節(jié)閥的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù) 調(diào)節(jié)閥由于直接與工藝介質(zhì)接觸，其性能直接影響到系統(tǒng)質(zhì)量和環(huán)境污染，所以對(duì)調(diào)節(jié)閥必須進(jìn)行經(jīng)常維護(hù)和定期檢修，尤其對(duì)使用條件惡劣和重要場(chǎng)合更應(yīng)重視維修工作。其重點(diǎn)檢查維護(hù)部位： (1)對(duì)于使用在高壓差和腐蝕性介質(zhì)場(chǎng)合的調(diào)節(jié)閥，閥體內(nèi)壁、隔膜經(jīng)常受到介質(zhì)的沖擊和腐蝕，應(yīng)重點(diǎn)檢查耐壓、耐腐情況。 (2)固定閥座用的螺紋，內(nèi)表面易受腐蝕而使閥座松動(dòng)，應(yīng)重點(diǎn)檢查此部位；對(duì)高壓差下工作的閥還應(yīng)檢查閥座密封面是否被沖蝕、汽蝕。 (3)閥芯受介質(zhì)的沖刷、腐蝕最為嚴(yán)重，檢修時(shí)要認(rèn)真檢查是否被腐蝕、磨損，特別是在

12、高壓差情況下閥芯因汽蝕現(xiàn)象磨損更為嚴(yán)重。 (4)檢查膜片、“0”型圈和其它密封墊是否裂化或老化。 (5)應(yīng)注意聚四氟乙烯填料、密封潤(rùn)滑油脂是否老化、配合面是否被損壞，必要時(shí)應(yīng)更換。 5 調(diào)節(jié)閥常見(jiàn)故障及現(xiàn)場(chǎng)處理 調(diào)節(jié)閥現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)問(wèn)題是關(guān)不死、打不開(kāi)、回差大、泄漏大、振動(dòng)、振蕩等，其處理方法分別為： (1)閥芯關(guān)不死：對(duì)氣閉閥解決辦法是增大氣源壓力或調(diào)松彈簧預(yù)緊力(即降低氣室外起點(diǎn)壓力)。對(duì)氣開(kāi)閥的解決方法是增大彈簧預(yù)緊力，同時(shí)增大起源壓力。 (2)推桿動(dòng)作遲鈍或不動(dòng)作：檢驗(yàn)?zāi)て?、滾動(dòng)膜片、墊片是否老化、破裂引起漏氣。 (3)回差大：推桿是否彎曲、填料壓蓋是否壓得太緊，尤其是石墨填料、閥芯導(dǎo)向是否有傷。解決辦法是換閥桿、換填料、增大導(dǎo)向間隙、換強(qiáng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 (4)閥的全行程不夠：松開(kāi)閥桿連接螺母，將閥桿向外旋或向內(nèi)伸。使全行程偏差值超過(guò)允許值再將螺母并緊。 (5)閥小開(kāi)度穩(wěn)定性差：現(xiàn)場(chǎng)首先檢查是否流向裝反了，或閥選得太大，解決辦法是改流開(kāi)安裝、縮小閥芯尺寸。 (6)閥的動(dòng)作不穩(wěn)定：定位器故障、輸出管線漏氣、執(zhí)行機(jī)構(gòu)剛度太小流體壓力變化造成推力不足。解決辦法是維修定位器和管線，改用剛度大的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 (7)泄漏量大：首先檢查密封面是否有傷、閥座與閥桿連接螺紋是否松動(dòng)、閥關(guān)閉時(shí)壓差是否大于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力。解決辦法是更換密封面、并緊