December 31, 2024
Пневматический регулирующий клапан является одним из инструментов управления промышленными процессами, широко используемым на нефтяных, химических, электроэнергетических, металлургических и других промышленных предприятиях. Регулирующий клапан химического производства в системе регулирования имеет важное значение, он состоит из системы промышленной автоматизации и является важным звеном, таким как автоматизация производственного процесса рук и ног.
Принцип работы
Пневматический регулирующий клапан использует сжатый воздух в качестве источника энергии, цилиндр в качестве привода и с помощью электрического позиционера клапана, преобразователя, электромагнитного клапана, удерживающего клапана и других аксессуаров для управления клапаном, для реализации переключения или пропорциональной регулировки. получение сигналов управления АСУ ТП для выполнения регулировки трубопроводных сред: расхода, давления, температуры и других технологических параметров. Пневматический регулирующий клапан отличается простотой управления, быстрым реагированием и искробезопасностью, без необходимости принятия дополнительных взрывозащитных мер.
Принцип работы пневматического регулирующего клапана
Пневматические регулирующие клапаны обычно состоят из пневматических приводов и регулирующих клапанов, подключаемых к установке и вводу в эксплуатацию. Пневматические приводы можно разделить на одностороннего и двойного действия. Два типа приводов одностороннего действия имеют пружины сброса, а приводы двойного действия - нет. поставил пружины сброса. Привод одностороннего действия, который может потерять исходное положение или внезапный отказ, автоматический возврат к клапану, изначально установленному в открытое или закрытое состояние.
Пневматический регулирующий клапан в зависимости от формы действия газа открытого типа и газа закрытого типа двух видов, то есть так называемого нормально открытого и нормально закрытого типа, пневматический регулирующий клапан газа открыт или газа закрыт, обычно через положительное и отрицательное действие Привод и структура состояния клапана могут быть реализованы по-разному.
Принцип действия пневматического регулирующего клапана
Тип Air-open (нормально закрытый тип) - когда давление воздуха на головку диафрагмы увеличивается, клапан действует в направлении увеличения открытия, а при достижении верхнего предела входного давления воздуха клапан находится в полностью открытом положении. открытое состояние. И наоборот, при уменьшении давления воздуха клапан перемещается в сторону закрытия, а при отсутствии притока воздуха клапан полностью закрывается. Гу обычно мы называем регулирующий клапан открытого типа клапаном типа закрытия неисправности.
Воздушно-закрытый тип (обычно открытый) работает в направлении, противоположном воздушно-открытому типу. Когда давление воздуха увеличивается, клапан закрывается по направлению действия; давление воздуха уменьшается или давление воздуха отсутствует, клапан открывается в направлении или полностью открыт до тех пор, пока. Гу обычно мы называем регулирующим клапаном типа отключения воздуха из-за невозможности открытия клапана.
Выбор открытого и закрытого воздушного потока основан на соображениях безопасности технологического процесса. Когда источник газа отключен, независимо от того, находится ли регулирующий клапан в закрытом или открытом положении, безопасно.
Например, управление горением нагревательной печи, регулирующие клапаны, установленные в трубопроводе топливного газа, в зависимости от температуры топочной камеры или температуры нагреваемого материала на выходе из печи для управления подачей топлива. В этом случае для большей безопасности предпочтительнее использовать клапан с открытым газом, поскольку после прекращения подачи газа более целесообразно закрыть клапан, чем полностью открыть его. Если подача газа прервана, топливный клапан полностью открыт, что создаст опасность перегрева. Другим примером является теплообменное оборудование с охлаждением охлаждающей водой, горячие материалы в теплообменнике и охлаждающая вода для теплообмена охлаждаются, регулирующий клапан установлен в трубе охлаждающей воды, с температурой материала после теплопередачи для управления охлаждающая вода, при прекращении подачи газа регулирующий клапан должен находиться в открытом положении. Для большей безопасности предпочтительнее выбрать регулирующий клапан отсечки газа (т. е. FO).
Позиционер клапана
Позиционер клапана является основным аксессуаром регулирующего клапана, а пневматический регулирующий клапан значительно поддерживает использование регулятора. Он принимает выходной сигнал регулятора, а затем его выходной сигнал для управления пневматическим регулирующим клапаном. Когда действие регулирующего клапана, смещение штока клапана и через обратную связь механического устройства с позиционером клапана, состояние положения клапана через электрический сигнал в верхнюю систему. Позиционер клапана по своей конструктивной форме и принципу работы можно разделить на пневматический позиционер клапана, электрический позиционер газового клапана и интеллектуальный позиционер клапана.
Позиционер клапана может увеличить выходную мощность регулирующего клапана, уменьшить гистерезис передачи регулирующего сигнала, ускорить скорость движения стержня клапана, улучшить линейность клапана, преодолеть трение стержня клапана и устранить влияние силу дисбаланса, чтобы обеспечить правильное расположение регулирующего клапана.
Привод делится на пневматические приводы, электрические приводы, прямой ход, угловой ход. Он используется для автоматического и ручного открытия и закрытия всех видов клапанов, ветровых щитов и т. д.
Принципы установки пневматического регулирующего клапана
(1) Положение установки пневматического регулирующего клапана: от земли требуется определенная высота, клапан должен оставлять определенное пространство сверху и снизу для выполнения разборки и ремонта клапана. Для оборудования с пневматическим позиционером клапана и регулирующим клапаном с маховиком необходимо обеспечить удобство эксплуатации, наблюдения и регулировки.
(2) регулирующий клапан должен быть установлен в горизонтальном трубопроводе, вверх и вниз, перпендикулярно трубопроводу к общему клапану, который должен поддерживаться, чтобы обеспечить стабильность и надежность. В особых случаях, когда требуется горизонтальная установка регулирующего клапана в вертикальном трубопроводе, регулирующий клапан также должен поддерживаться (за исключением регулирующего клапана малого диаметра). Установка во избежание дополнительной нагрузки на регулирующий клапан).
(3) Температура рабочей среды регулирующего клапана должна быть (-30 ~ + 60). Относительная влажность не более 95% 95%, относительная влажность не более 95%.
(4) регулирующий клапан до и после положения должен быть прямым участком трубы, длина которого не менее чем в 10 раз превышает диаметр трубы (10D), чтобы избежать слишком короткого участка прямой трубы клапана и влияния на характеристики потока. .
(5) Калибр регулирующего клапана и технологического трубопровода не одинаков, их следует соединить с помощью переходника. При установке регулирующего клапана малого калибра можно использовать резьбовое соединение. Стрелка направления жидкости на корпусе клапана должна совпадать с направлением жидкости.
(6) Для установки обводного трубопровода. Цель состоит в том, чтобы облегчить переключение или ручное управление, может быть в случае непрерывного обслуживания регулирующего клапана.
(7) Регулирующие клапаны следует тщательно снять с трубопровода перед установкой посторонних предметов, таких как грязь, сварочный шлак.
Распространенные неисправности и их устранение
1. Регулирующий клапан не работает.
Сначала убедитесь, что давление источника воздуха в норме, найдите неисправность источника воздуха. Если давление источника воздуха в норме, определите выходную мощность усилителя позиционера или электро/газопреобразователя; Если выходной сигнал отсутствует, значит, постоянное дроссельное отверстие усилителя заблокировано или в шаровом клапане усилителя скопилась влага из сжатого воздуха. Используйте небольшую стальную проволоку, чтобы прочистить постоянное дроссельное отверстие, удалить грязь или очистить источник воздуха.
Если все вышеперечисленное в норме, сигнал есть, но никаких действий нет, значит, неисправен привод, либо погнулся стержень клапана, либо заклинило золотник. В этом случае клапан необходимо снять для дальнейшей проверки.
2. Регулирующий клапан заклинил.
Если возвратно-поступательное движение штока клапана происходит медленно, корпус клапана или вязкие вещества, засорение коксом или давление набивки слишком тугое, или старение набивки из ПТФЭ, царапины при изгибе стержня клапана. Неисправности заклинивания регулирующего клапана возникают в основном в новой введенной в эксплуатацию системе и при капитальном ремонте при первоначальной эксплуатации из-за сварочного шлака трубопровода, ржавчины и т. д. в дроссельном отверстии и направляющих деталях, вызванных засорением, в результате чего поток среды не является плавным, или регулирующий клапан упаковка для капитального ремонта слишком плотная, что приводит к увеличению трения, в результате чего небольшой сигнал не перемещается, явление действия большого сигнала слишком велико.
Столкнувшись с такой ситуацией, вы можете быстро открыть и закрыть вторичную линию или регулирующий клапан, чтобы загрязнения из вторичной линии или регулирующего клапана были смыты средой. Кроме того, вы также можете использовать трубный ключ для зажима штока клапана, в случае внешнего сигнального давления, положительного и отрицательного усилия, вращающего шток клапана, чтобы золотник пролетел над картой. Если проблема не может быть решена, вы можете увеличить давление источника газа, увеличить движущую силу для многократного перемещения вверх и вниз несколько раз, вы можете решить проблему. Если вы все равно не можете двигаться, вам необходимо заняться разборкой регулирующего клапана, конечно, эта работа требует сильных профессиональных навыков, должна выполняться с привлечением профессионального и технического персонала, иначе последствия будут более серьезными.
3. Утечка клапана
Утечка регулирующего клапана обычно имеет утечку регулирующего клапана, утечку упаковки и золотника, деформацию седла, вызванную утечкой в нескольких случаях, анализируются ниже.
1, утечка клапана
Длина штока неподходящая, шток газового клапана слишком длинный, расстояние вверх (или вниз) штока недостаточно, в результате чего между золотником и седлом образуется зазор, не может быть полного контакта, что приводит к плохой внутренней утечке. Тот же стержень клапана отсечки газа слишком короткий, что также может привести к зазору между золотником клапана и седлом, не может полностью прилегать к нему, что приводит к неплотному закрытию и внутренней утечке. Решение: следует укоротить (или удлинить) шток клапана, чтобы длина клапана была подходящей, чтобы не было внутренней утечки.
2, утечка упаковки
После загрузки набивки в сальниковую коробку на нее оказывается осевое давление со стороны сальника. Из-за пластической деформации набивки, которая создает радиальную силу, и тесного контакта со штоком клапана, но этот контакт не очень равномерный, некоторые части контакта ослаблены, некоторые части контакта более плотные и даже некоторые части контакта вообще не горят. Регулирующий клапан в процессе использования, шток клапана с набивкой между существованием относительного движения, это движение называется осевым движением. В процессе использования, при высокой температуре, высоком давлении и проницаемости текучей среды, в сальниковой коробке регулирующего клапана также возникает явление утечки большего количества деталей. Основной причиной утечки упаковки является утечка на границе раздела, для текстильной упаковки также возникает утечка (среда давления вдоль волокон упаковки между крошечным зазором и внешней утечкой). Утечка штока клапана и интерфейса набивки происходит из-за постепенного снижения контактного давления набивки, старения набивки и других причин, тогда среда под давлением будет проходить вдоль набивки и штока контактного зазора между утечкой наружу.
Чтобы сделать набивку удобным, скошенным вверху сальника, в нижней части сальника, помещенным в коррозионностойкий зазор, меньшее металлическое защитное кольцо, обратите внимание на защиту контактной поверхности кольца и наполнителя. не может быть скошена, чтобы предотвратить выталкивание наполнителя под давлением среды. Сальник и наполнитель контактируют с частью обрабатываемой поверхности, чтобы улучшить качество поверхности, уменьшить износ наполнителя. Выбор наполнителя из гибкого графита, из-за его хорошей воздухонепроницаемости, трения, длительного использования с небольшими изменениями, износа от выгорания невелик, легко ремонтируется, а трение сальниковых болтов при повторном затягивании не меняется, хорошая устойчивость к давлению. и жаростойкость, не подвержена эрозии внутренней среды, а шток и заливная коробка при внутреннем контакте металла не подвергаются точечной коррозии или точечной коррозии. Таким образом, можно эффективно защитить уплотнение сальниковой коробки штока, обеспечить надежность сальникового уплотнения и значительно увеличить срок службы.
3, золотник клапана, утечка деформации седла клапана
Золотник клапана, утечка седла клапана происходит в основном из-за дефектов литья или ковки в процессе производства регулирующих клапанов, что может привести к усилению коррозии. Прохождение агрессивных сред и размыв жидких сред также могут привести к утечке регулирующего клапана. Коррозия преимущественно в виде эрозии или кавитации. Когда коррозионная среда проходит через регулирующий клапан, она вызывает эрозию и воздействие на золотник, материал седла, так что золотник, седло овальной или другой формы со временем приводит к несоответствию золотника и седла, возникает зазор, выключается. неплотно и происходит утечка.
Поставьте хороший золотник клапана, отключите выбор материала седла клапана. Подбирайте коррозионностойкие материалы, наличие питтингов, трахом и других дефектов изделия должно быть надежно устранено. Если сердечник клапана, деформация седла клапана не слишком серьезны, доступна тонкая шлифовка наждачной бумагой, устранение следов, улучшение качества уплотнения, чтобы улучшить характеристики уплотнения. Если повреждение серьезное, клапан следует заменить на новый.
4. Вибрация
Жесткость пружины регулирующего клапана недостаточна, выходной сигнал регулирующего клапана нестабилен, а резкие изменения могут легко вызвать колебания регулирующего клапана. Выбирается частота клапана и частота системы или трубопровода, базовая вибрация, так что вибрация регулирующего клапана. Неправильный выбор, работа регулирующего клапана при малой степени открытия возникает резкое сопротивление потоку, расход, изменения давления, когда жесткость клапана превышает жесткость, ухудшение стабильности, серьезные колебания.
Поскольку причины колебаний многогранны, необходимо проанализировать конкретные проблемы. Небольшую вибрацию можно устранить, например, при выборе пружинного регулирующего клапана большой жесткости, изменении конструкции поршня и т. д.; трубопровод, базовая вибрация, может быть увеличена за счет увеличения опоры для устранения вибрационных помех; Частота клапана и частота системы такие же, как при замене различных конструкций клапана регулятора; Работа при небольшой степени открытости, вызванной вибрацией, это неправильный выбор клапана, особенно из-за того, что пропускная способность клапана, значение C слишком велико, необходимо выполнить повторный выбор, выбрать пропускную способность C. значение меньше, либо использование разделения диапазона управления, либо использование вспомогательного клапана для преодоления колебаний, создаваемых регулирующим клапаном, работающим при небольшой степени открытия.
5. Шумные регулирующие клапаны.
Когда жидкость протекает через регулирующий клапан, например, до и после, разница давлений слишком велика, что в золотнике клапана, седле клапана и других частях возникает явление кавитации, так что жидкость создает шум. Значение пропускной способности выбрано, значение пропускной способности должно быть повторно выбрано на соответствующее значение регулирующего клапана, чтобы преодолеть регулирующий клапан, работающий при небольшой степени шума, вызванного шумом, вводятся следующие параметры: Устранить шум несколькими способами.
1, устранить метод резонансного шума
Только когда регулирующий клапан резонансен, возникает суперпозиция энергии и возникает сильный шум мощностью более 100 децибел. Некоторые показывают сильную вибрацию, шум небольшой, некоторые слабую вибрацию, но шум очень большой; некоторая вибрация и шум больше. Этот шум производит монотонный звук, частота которого обычно составляет от 3000 до 7000 Гц. Очевидно, что при устранении резонанса шумы естественным образом исчезают.
2, для устранения шума методом паровой коррозии
Кавитация является основным источником гидродинамического шума. Кавитация, разрыв парового пузыря приводит к высокоскоростному удару, что приводит к сильной локальной турбулентности, что приводит к кавитационному шуму. Этот шум имеет широкий частотный диапазон, создавая скрипучий звук, а жидкость, содержащая гравий, издает аналогичный звук. Устранение и уменьшение кавитации — эффективный способ устранения и снижения шума.
3. Использование метода толстостенного трубопровода.
Использование толстостенной трубы является одним из методов обработки акустического контура. Использование тонкостенных труб может привести к увеличению шума на 5 децибел, использование толстостенных труб может привести к снижению шума от 0 до 20 децибел. Чем толще стенка трубы одинакового диаметра, чем больше диаметр той же толщины стенки, тем лучше эффект снижения шума. Например, труба DN200, толщина стенки 6,25, 6,75, 8, 10, 12,5, 15, 18, 20, 21,5 мм, может уменьшить шум -3,5, -2 (т.е. увеличить), 0, 3, 6, 8, 11, 13, 14,5 децибел. Конечно, чем толще стена, тем выше стоимость.
4. Использование метода звукопоглощающих материалов.
Это также более распространенный и наиболее эффективный способ борьбы с звуковым путем. Имеющиеся звукопоглощающие материалы можно обернуть вокруг источника шума и трубопровода после задвижки. Следует отметить, что шум будет распространяться потоком жидкости на большие расстояния, поэтому упакуйте звукопоглощающий материал туда, где есть, используя толстостенную трубу, чтобы устранить эффективность шума там, где заканчивается. Этот подход применяется при не очень высоком уровне шума и не очень длинном трубопроводе, поскольку это более дорогостоящий подход.
5, метод серийного глушителя этот метод
Применимый в качестве аэродинамического глушителя шума, он может эффективно устранять шум внутри жидкости и препятствовать передаче уровня шума на твердый пограничный слой. При высоком массовом расходе или высоком перепаде давления до и после клапана этот метод является наиболее эффективным и экономичным. Значительного снижения шума можно добиться, используя глушители серии абсорбционного типа. Однако из экономических соображений обычно ограничивают затухание примерно до 25 дБ.
6, метод звукоизоляционной коробки
Использование звукоизолирующих коробов, домов и построек позволяет изолировать источник шума внутри, благодаря чему шум внешней среды снижается до приемлемого для людей диапазона.
7. Метод последовательного регулирования.
В случае высокого соотношения давлений регулирующего клапана (△ P / P1 ≥ 0,8) используется метод последовательного дросселирования, то есть общий перепад давления распределяется в регулирующем клапане и клапане после фиксированного дросселирующего элемента. Например, использование диффузоров, пористых ограничительных пластин, что является наиболее эффективным из методов снижения шума. Чтобы получить максимальную эффективность диффузора, необходимо учитывать установку каждой детали диффузора (форму объекта, размер), чтобы уровень шума, создаваемый клапаном, и уровень шума, создаваемый диффузором, были одинаковыми.
8. Выбор малошумного клапана.
Малошумный клапан в зависимости от жидкости, проходящей через золотник, седло клапана зигзагообразного пути потока (многоотверстие, многоканальный) с постепенным замедлением, чтобы избежать любой точки на пути потока для создания сверхзвуковой скорости. Существуют различные формы и конструкции малошумных клапанов (предназначенных для специализированных систем). Когда шум не очень велик, выбор малошумного золотникового клапана может снизить шум на 10–20 дБ, что является наиболее экономичным малошумным клапаном.
Неисправность позиционера клапана
Обычные позиционеры работают по принципу балансировки механических сил, т.е. по технологии перегородки сопла, и в основном существуют следующие типы неисправностей:
(1) Благодаря принципу балансировки механических сил он имеет больше подвижных частей, на которые легко воздействуют температура и вибрация, что приводит к колебаниям регулирующего клапана;
(2) При использовании технологии перегородки сопла из-за небольшого отверстия сопла его легко заблокировать пылью или источником нечистого воздуха, поэтому позиционер не может работать должным образом;
(3) Используя принцип баланса сил, коэффициент упругости пружины изменится в плохом месте, что приведет к нелинейности регулирующего клапана, что приведет к снижению качества управления.
(4) Интеллектуальный позиционер состоит из микропроцессора (ЦП), АЦП, ЦАП и других компонентов. Его принцип работы сильно отличается от обычного позиционера, сравнение заданного значения и фактического значения чисто электрических сигналов. и больше не принуждать к балансу. Таким образом, он может преодолеть недостаток баланса сил обычного позиционера. Однако при использовании в случаях аварийной остановки, таких как аварийный запорный клапан, клапан аварийного сброса давления и т. д., эти клапаны должны быть неподвижными в определенном положении, только при возникновении аварийной ситуации вам необходимо действовать надежно, долго оставаясь в определенном положении, электрический преобразователь легко вывести из-под контроля, в результате чего слабый сигнал не сработает в опасной ситуации. Кроме того. Используется для потенциометра определения положения клапана из-за работы в полевых условиях, значение сопротивления может изменяться, в результате чего небольшой сигнал не действует, большой сигнал полностью открывает опасную ситуацию. Поэтому, чтобы гарантировать надежность и доступность интеллектуальных позиционеров, их необходимо часто проверять.
