氣動調節閥在化工自動控制中的應用研究

2016-01-23 郝俊 延安煉油廠

  伴隨著工業自動化的發展,作為一種良好的執行機構,氣動調節閥得到了廣泛應用。氣動調節閥由于動作可靠且結構簡單,對于保證工業自動化系統的安全運行意義重大。本文首先簡單接好了氣動調節閥的結構及原理,并分析了氣動調節閥的常見故障以及相應的處理方法。

1、概述

  如今化工生產自動化也得到了大力發展,在化工自動控制體系中,調節閥是一個非常重要的執行器,可以實現對流量、壓力、溫度及液位的精確控制。由于氣動調節閥所具有的動作可靠、結構簡單的優點,因此能有效的保證系統安全穩定運行。氣體調節閥的種類很多,功能也各不相同,它能否正常工作直接影響著整個自動控制系統的質量。

2、氣動調節閥

  2.1、分類

  按動作方式可將氣動調節閥分為氣開型和氣關型兩種。

  2.2、化工自動控制過程中氣動調節閥的選用

  化工自動控制中選擇氣動調節閥需要綜合考慮現場被控工藝介質的特點、對控制要求、調節閥安裝環境等,同時結合調節閥自身的流量特性和結構進行選擇。真空技術網(http://www.jnannai.com/)認為在選用調節閥時還需要考慮到上閥蓋的形式以及所選用的填料。

  2.3、氣動調節閥的工作原理

  壓縮控制氣動調節閥的動力源,執行器作為氣缸,需要依靠電氣閥門的電磁閥、轉換器、定位器、保位閥等部件來驅動閥門,并能夠對開關進行比例式調節,繼而通過各種控制信號設置管道介質的溫度、壓力、流量和其他參數。當氣室的壓力達到一定值后,薄膜就會出現推力,從而拉動推力盤、閥桿、推桿、壓縮彈簧、閥芯的移動,當閥芯離開閥座后,壓縮空氣開始流通,在信號壓力達到某一定值好,閥門就會保持在相應的開度上。

3、氣動調節閥的常見故障及消除方法

  (1)磨蝕。磨蝕往往由于流體速度過快、流體中有顆粒存在、空化和閃蒸等原因造成。通常采用的解決措施包括降低流體速度、閥體改為流線型結構以減小流體的撞擊或者改用低壓力恢復的閥門。

  (2)閥芯、閥座環、閥體之間的泄漏。由閥芯或閥座表面受到磨損或腐蝕、執行機構作用力太小、閥座螺紋被腐蝕或松動、擰緊力矩太小、閥體有氣孔等產生。消除方法為研磨閥座及閥芯的密封面、調節執行機構與閥桿的連接、更換閥芯及閥座、加大擰緊力矩和焊接修理。

  (3)填料泄漏?赡苡捎陂y桿表面粗糙度高、填料蓋壓緊度不夠、填料選用不當或結構不理想、填料層堆積太高等原因造成。為消除此故障可以將閥桿打磨光滑、閥桿調直、將填料蓋重新擰緊、選擇合適的填料或更換填料以及降低填料高度。

  (4)閥桿連接脫開或折斷。造成這種故障的主要原因包括力矩太大、銷連接不好、振動或不穩定,通過改用閥芯閥桿整體件、改用焊接閥芯、銷連接固定牢及消除振動因素的方式來解決。

  (5)閥門沒有動作。產生原因包括沒有氣源或氣源壓力不足、執行機構故障或泄漏、供氣管斷裂或變形、閥桿或軸卡死、閥內件損壞或者卡住。一般采用檢查并修理氣源、修理或更換故障元件等方法解決。

  (6)閥振動。發生這種故障一般是由于密封填料的粘-滑作用、旁路沒有調好、定位器損壞、流動方向安裝錯誤、支撐不好、有振動源等。往往通過潤滑填料調整、調整旁路、修理或更換、改換方向、避開振動源等方法解決。

4、案例分析

  本文以原有長輸管道中氣動調節閥的應用為例進行分析。原廠長輸管道主要采用密閉常溫輸送或者密閉加熱輸送工藝將原油輸送到石油煉化企業,原油管道的出站調節系統包括調節閥、截止閥、出站壓力流量檢測儀表以及泵入口匯管壓力檢測儀表等裝置。調節閥是調節系統的執行終端,根據接收到的調度中心及工作站的控制系統發出的控制命令,自動調節管道的進出站壓力。目前大都采用MOKVELD氣動調節閥,并設置獨立的供氣系統提供氣源。其調節閥的控制原理。

  MOKVELD氣動調節閥屬于一種軸流式活塞型閥門,在閥體內利用閥桿來控制活塞桿使活塞水平運動,以控制閥門的開關。采獨立的供氣系統提供氣源。電氣定位器能夠將控制系統所發出的4~20mA電流信號轉換為0.02~0.1MPa的標準氣壓信號。氣動放大器通過氣壓信號控制進氣或排氣,如圖所示氣動放大器與執行機構的氣缸連接。氣缸下路進氣帶動氣缸的上路排氣,閥桿上移,從而使閥門打開;反之,則閥門關閉。當閥門達到控制信號所對應的閥位后,則定位器兩路的氣壓輸出平衡,當氣動放大器停止進氣、排氣時,閥門將不再移動。真空技術網(http://www.jnannai.com/)認為通過執行機構氣缸內的氣體推動閥桿上下移動來帶動活塞桿左右移動,使得閥門在全行程上移動。

5、結論

  作為化工自控控制回路的重要部件,氣動調節閥的類型、安裝及維護工作會在很大程度上影響化工系統的運轉,伴隨著在科技水平的日益發展,化工自動控制對于氣動調節閥的要求也越來預告,因此需要不斷加深對氣動調節閥的研究,不斷提升氣動調節閥的可靠性與穩定性,在工作中要加強氣動調節閥的維護工作經驗總結。一旦發生故障,需能夠迅速查明原因,并立即采取積極有效的處理方法,從而保證生產穩定運行以及生產裝置的長周期運轉,提高生產效率和經濟效益。