調節閥是工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制中非常關(guān)鍵的儀表,屬于執行單元設備。
過(guò)程控制的四大變量,溫度、壓力、流量、液位,假如調節閥用在這些物理變量的控制,就會(huì )冠名溫度調節閥、液位調節閥……等等。
看到調節閥這樣的稱(chēng)呼,肯定知道它是在某個(gè)工藝段控制什么變量的。如何被冠名為氣動(dòng)薄膜調節閥、電動(dòng)調節閥等,這只能知道調節閥的驅動(dòng)能源是電源還是氣源。
?調節閥在工作過(guò)程中起到調節作用,不管是氣動(dòng)還是電動(dòng)的調節閥,核心都是有個(gè)定位器。沒(méi)有定位器的調節閥那就是一臺開(kāi)關(guān)閥門(mén)。
氣動(dòng)調節閥是如何工作的?
例如某個(gè)工藝段一臺流量調節閥,采用的是氣動(dòng)薄膜調節閥。流量控制在多少,這個(gè)是有嚴格要求的,*取決于工藝要求。
以簡(jiǎn)單控制系統為例,控制器、執行器、被控對象,檢測變送四個(gè)基本環(huán)節組成的簡(jiǎn)單控制系統。
執行器此刻就是氣動(dòng)調節閥,控制器可以是DCS、PLC等,被控對象可以是管道、檢測變送是流量計。
氣動(dòng)調節閥工作,接受DCS傳輸過(guò)來(lái)的控制信號,要它開(kāi)多大就會(huì )開(kāi)多大。但DCS傳輸過(guò)來(lái)的信號不是隨意的,而是把現場(chǎng)流量計傳輸過(guò)來(lái)的信號經(jīng)過(guò)與設定值做比較然后再輸出信號。設定值是理想的控制值,在生產(chǎn)過(guò)程中一直維持這個(gè)設定值可確保生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量。
假如流量控制器經(jīng)過(guò)與檢測變送過(guò)來(lái)信號比較,偏差值大于零,說(shuō)明現場(chǎng)流量計測量管道流量大于設定值,此時(shí)控制器會(huì )發(fā)出控制信給調節閥,將閥門(mén)關(guān)小。反之閥門(mén)開(kāi)大。
氣動(dòng)調節閥能夠識別傳輸過(guò)來(lái)的信號,是它有個(gè)核心附件定位器。定位器能把把電信號4-20mA轉變?yōu)闅庑盘?0kpa~100kpa,然后再把氣源以一定比例輸送到氣動(dòng)調節閥的膜頭。以機械式的定位器來(lái)說(shuō),機械式定位器有個(gè)核心元件就是放大器,這個(gè)就是能通過(guò)多少氣信號然后再以一定比例釋放多少氣源到氣動(dòng)膜頭。
正作用的氣動(dòng)調節閥,氣源是從膜頭下方進(jìn),閥芯是正裝,隨著(zhù)氣源的增加閥門(mén)的開(kāi)度增加。閥芯反裝,是反作用的。從膜頭上方進(jìn),閥芯正裝,這是個(gè)反作用的調節閥,隨著(zhù)氣源的增加閥門(mén)開(kāi)度減小。反之,閥芯反裝,這是正作用調節閥。
調節閥的組成
執行機構和閥門(mén)。執行機構是驅動(dòng)閥門(mén)工作的,閥門(mén)是控制被控對象變量的。執行機構有氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng),常用的是氣動(dòng)和電動(dòng)的執行機構。閥門(mén)有球閥、蝶閥等,角行程的調節閥,其閥門(mén)多般是球閥,但球閥由于死區大,高精度控制不行。直行程調節閥,相比角行程調節閥,其閥芯是要離開(kāi)閥座的,所以跟著(zhù)閥桿上下移動(dòng)。
常見(jiàn)故障有哪些?
線(xiàn)性度差
久而久之線(xiàn)性度差,比如本來(lái)百分之五十的開(kāi)度對應12mA輸出,結果輸出信號不是高于就是低于12mA。然后又檢查另外幾個(gè)特殊開(kāi)度,比例百分之二十五,百分之七十五,同樣的情況。遇到線(xiàn)性度差,十有八九的是定位器的平衡度不好,重新調整并校驗定位器。
不動(dòng)作
閥門(mén)不動(dòng)作,閥門(mén)卡死,定位器損壞,空氣過(guò)濾減壓閥堵塞,斷氣源、膜頭膜片破裂等。
例如,DCS工發(fā)一個(gè)控制信號到現場(chǎng)的流量調節閥開(kāi)度為百分之五十,觀(guān)察數分鐘發(fā)現流量沒(méi)有變化,閥門(mén)反饋值為零。此刻的故障,只有到現場(chǎng)仔細檢查。
閥門(mén)振蕩,放大器故障
一臺蒸汽控制閥,一直使用正常,突然出現閥門(mén)振蕩的現象,在輸入信號不變的情況下,閥門(mén)自己振蕩,通過(guò)現場(chǎng)檢查,排除了閥門(mén)填料過(guò)緊等閥門(mén)自身的問(wèn)題后,懷疑閥門(mén)定位器故障,在對定位器拆解分析后,確認是其放大器故障,更換后恢復正常。尤其是放大器,這是定位器最容易發(fā)生故障的元件。
信號和氣源壓力正常,但行程達不到使用要求
有一臺新裝的控制閥,氣源壓力正常,輸入信號正常,但是閥門(mén)的行程始終達不到大,在其標牌指示的70%內,無(wú)法全開(kāi)。但是經(jīng)過(guò)測試發(fā)現其零點(diǎn)正常,經(jīng)過(guò)分析認為其安裝前未進(jìn)行調校所致,通過(guò)調整擋板組件后正常,這種故障是出廠(chǎng)的問(wèn)題。