气动调节阀在化工自动控制中的应用研究

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)延安炼油厂 作者:郝俊

  伴随着工业自动化的发展,作为一种良好的执行机构,气动调节阀得到了广泛应用。气动调节阀由于动作可靠且结构简单,对于保证工业自动化系统的安全运行意义重大。本文首先简单接好了气动调节阀的结构及原理,并分析了气动调节阀的常见故障以及相应的处理方法。

1、概述

  如今化工生产自动化也得到了大力发展,在化工自动控制体系中,调节阀是一个非常重要的执行器,可以实现对流量、压力、温度及液位的精确控制。由于气动调节阀所具有的动作可靠、结构简单的优点,因此能有效的保证系统安全稳定运行。气体调节阀的种类很多,功能也各不相同,它能否正常工作直接影响着整个自动控制系统的质量。

2、气动调节阀

  2.1、分类

  按动作方式可将气动调节阀分为气开型和气关型两种。

  2.2、化工自动控制过程中气动调节阀的选用

  化工自动控制中选择气动调节阀需要综合考虑现场被控工艺介质的特点、对控制要求、调节阀安装环境等,同时结合调节阀自身的流量特性和结构进行选择。真空技术网(http://www.chvacuum.com/)认为在选用调节阀时还需要考虑到上阀盖的形式以及所选用的填料。

  2.3、气动调节阀的工作原理

  压缩控制气动调节阀的动力源,执行器作为气缸,需要依靠电气阀门的电磁阀、转换器、定位器、保位阀等部件来驱动阀门,并能够对开关进行比例式调节,继而通过各种控制信号设置管道介质的温度、压力、流量和其他参数。当气室的压力达到一定值后,薄膜就会出现推力,从而拉动推力盘、阀杆、推杆、压缩弹簧、阀芯的移动,当阀芯离开阀座后,压缩空气开始流通,在信号压力达到某一定值好,阀门就会保持在相应的开度上。

3、气动调节阀的常见故障及消除方法

  (1)磨蚀。磨蚀往往由于流体速度过快、流体中有颗粒存在、空化和闪蒸等原因造成。通常采用的解决措施包括降低流体速度、阀体改为流线型结构以减小流体的撞击或者改用低压力恢复的阀门。

  (2)阀芯、阀座环、阀体之间的泄漏。由阀芯或阀座表面受到磨损或腐蚀、执行机构作用力太小、阀座螺纹被腐蚀或松动、拧紧力矩太小、阀体有气孔等产生。消除方法为研磨阀座及阀芯的密封面、调节执行机构与阀杆的连接、更换阀芯及阀座、加大拧紧力矩和焊接修理。

  (3)填料泄漏。可能由于阀杆表面粗糙度高、填料盖压紧度不够、填料选用不当或结构不理想、填料层堆积太高等原因造成。为消除此故障可以将阀杆打磨光滑、阀杆调直、将填料盖重新拧紧、选择合适的填料或更换填料以及降低填料高度。

  (4)阀杆连接脱开或折断。造成这种故障的主要原因包括力矩太大、销连接不好、振动或不稳定,通过改用阀芯阀杆整体件、改用焊接阀芯、销连接固定牢及消除振动因素的方式来解决。

  (5)阀门没有动作。产生原因包括没有气源或气源压力不足、执行机构故障或泄漏、供气管断裂或变形、阀杆或轴卡死、阀内件损坏或者卡住。一般采用检查并修理气源、修理或更换故障元件等方法解决。

  (6)阀振动。发生这种故障一般是由于密封填料的粘-滑作用、旁路没有调好、定位器损坏、流动方向安装错误、支撑不好、有振动源等。往往通过润滑填料调整、调整旁路、修理或更换、改换方向、避开振动源等方法解决。

4、案例分析

  本文以原有长输管道中气动调节阀的应用为例进行分析。原厂长输管道主要采用密闭常温输送或者密闭加热输送工艺将原油输送到石油炼化企业,原油管道的出站调节系统包括调节阀、截止阀、出站压力流量检测仪表以及泵入口汇管压力检测仪表等装置。调节阀是调节系统的执行终端,根据接收到的调度中心及工作站的控制系统发出的控制命令,自动调节管道的进出站压力。目前大都采用MOKVELD气动调节阀,并设置独立的供气系统提供气源。其调节阀的控制原理。

  MOKVELD气动调节阀属于一种轴流式活塞型阀门,在阀体内利用阀杆来控制活塞杆使活塞水平运动,以控制阀门的开关。采独立的供气系统提供气源。电气定位器能够将控制系统所发出的4~20mA电流信号转换为0.02~0.1MPa的标准气压信号。气动放大器通过气压信号控制进气或排气,如图所示气动放大器与执行机构的气缸连接。气缸下路进气带动气缸的上路排气,阀杆上移,从而使阀门打开;反之,则阀门关闭。当阀门达到控制信号所对应的阀位后,则定位器两路的气压输出平衡,当气动放大器停止进气、排气时,阀门将不再移动。真空技术网(http://www.chvacuum.com/)认为通过执行机构气缸内的气体推动阀杆上下移动来带动活塞杆左右移动,使得阀门在全行程上移动。

5、结论

  作为化工自控控制回路的重要部件,气动调节阀的类型、安装及维护工作会在很大程度上影响化工系统的运转,伴随着在科技水平的日益发展,化工自动控制对于气动调节阀的要求也越来预告,因此需要不断加深对气动调节阀的研究,不断提升气动调节阀的可靠性与稳定性,在工作中要加强气动调节阀的维护工作经验总结。一旦发生故障,需能够迅速查明原因,并立即采取积极有效的处理方法,从而保证生产稳定运行以及生产装置的长周期运转,提高生产效率和经济效益。

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