調(diào)節(jié)閥是工業(yè)自動(dòng)化過程控制中非常關(guān)鍵的儀表,屬于執(zhí)行單元設(shè)備。
過程控制的四大變量,溫度、壓力、流量、液位,假如調(diào)節(jié)閥用在這些物理變量的控制,就會(huì)冠名溫度調(diào)節(jié)閥、液位調(diào)節(jié)閥……等等。
看到調(diào)節(jié)閥這樣的稱呼,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(diào)節(jié)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等,這只能知道調(diào)節(jié)閥的驅(qū)動(dòng)能源是電源還是氣源。
?調(diào)節(jié)閥在工作過程中起到調(diào)節(jié)作用,不管是氣動(dòng)還是電動(dòng)的調(diào)節(jié)閥,核心都是有個(gè)定位器。沒有定位器的調(diào)節(jié)閥那就是一臺(tái)開關(guān)閥門。
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥是如何工作的?
例如某個(gè)工藝段一臺(tái)流量調(diào)節(jié)閥,采用的是氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥。流量控制在多少,這個(gè)是有嚴(yán)格要求的,*取決于工藝要求。
以簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)為例,控制器、執(zhí)行器、被控對(duì)象,檢測(cè)變送四個(gè)基本環(huán)節(jié)組成的簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)。
執(zhí)行器此刻就是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥,控制器可以是DCS、PLC等,被控對(duì)象可以是管道、檢測(cè)變送是流量計(jì)。
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作,接受DCS傳輸過來的控制信號(hào),要它開多大就會(huì)開多大。但DCS傳輸過來的信號(hào)不是隨意的,而是把現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)傳輸過來的信號(hào)經(jīng)過與設(shè)定值做比較然后再輸出信號(hào)。設(shè)定值是理想的控制值,在生產(chǎn)過程中一直維持這個(gè)設(shè)定值可確保生產(chǎn)過程中的質(zhì)量。
假如流量控制器經(jīng)過與檢測(cè)變送過來信號(hào)比較,偏差值大于零,說明現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)測(cè)量管道流量大于設(shè)定值,此時(shí)控制器會(huì)發(fā)出控制信給調(diào)節(jié)閥,將閥門關(guān)小。反之閥門開大。
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥能夠識(shí)別傳輸過來的信號(hào),是它有個(gè)核心附件定位器。定位器能把把電信號(hào)4-20mA轉(zhuǎn)變?yōu)闅庑盘?hào)20kpa~100kpa,然后再把氣源以一定比例輸送到氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的膜頭。以機(jī)械式的定位器來說,機(jī)械式定位器有個(gè)核心元件就是放大器,這個(gè)就是能通過多少氣信號(hào)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(diào)節(jié)閥,氣源是從膜頭下方進(jìn),閥芯是正裝,隨著氣源的增加閥門的開度增加。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(diào)節(jié)閥,隨著氣源的增加閥門開度減小。反之,閥芯反裝,這是正作用調(diào)節(jié)閥。
調(diào)節(jié)閥的組成
執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是驅(qū)動(dòng)閥門工作的,閥門是控制被控對(duì)象變量的。執(zhí)行機(jī)構(gòu)有氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng),常用的是氣動(dòng)和電動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。閥門有球閥、蝶閥等,角行程的調(diào)節(jié)閥,其閥門多般是球閥,但球閥由于死區(qū)大,高精度控制不行。直行程調(diào)節(jié)閥,相比角行程調(diào)節(jié)閥,其閥芯是要離開閥座的,所以跟著閥桿上下移動(dòng)。
常見故障有哪些?
線性度差
久而久之線性度差,比如本來百分之五十的開度對(duì)應(yīng)12mA輸出,結(jié)果輸出信號(hào)不是高于就是低于12mA。然后又檢查另外幾個(gè)特殊開度,比例百分之二十五,百分之七十五,同樣的情況。遇到線性度差,十有八九的是定位器的平衡度不好,重新調(diào)整并校驗(yàn)定位器。
不動(dòng)作
閥門不動(dòng)作,閥門卡死,定位器損壞,空氣過濾減壓閥堵塞,斷氣源、膜頭膜片破裂等。
例如,DCS工發(fā)一個(gè)控制信號(hào)到現(xiàn)場(chǎng)的流量調(diào)節(jié)閥開度為百分之五十,觀察數(shù)分鐘發(fā)現(xiàn)流量沒有變化,閥門反饋值為零。此刻的故障,只有到現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)檢查。
閥門振蕩,放大器故障
一臺(tái)蒸汽控制閥,一直使用正常,突然出現(xiàn)閥門振蕩的現(xiàn)象,在輸入信號(hào)不變的情況下,閥門自己振蕩,通過現(xiàn)場(chǎng)檢查,排除了閥門填料過緊等閥門自身的問題后,懷疑閥門定位器故障,在對(duì)定位器拆解分析后,確認(rèn)是其放大器故障,更換后恢復(fù)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(hào)和氣源壓力正常,但行程達(dá)不到使用要求
有一臺(tái)新裝的控制閥,氣源壓力正常,輸入信號(hào)正常,但是閥門的行程始終達(dá)不到大,在其標(biāo)牌指示的70%內(nèi),無法全開。但是經(jīng)過測(cè)試發(fā)現(xiàn)其零點(diǎn)正常,經(jīng)過分析認(rèn)為其安裝前未進(jìn)行調(diào)校所致,通過調(diào)整擋板組件后正常,這種故障是出廠的問題。