气动调节阀的现场安装与校准

安徽电气工程职业技术学院ANHUI ELECTRICAL ENGINEERING PROFESSIONAL TECHNIQUE COLLEGE毕业论文 题目： 气动调节阀的现场安装与校准 系 （部）： 自动化与信息工程系 专业班级： 生产过程自动化一班 姓 名： 汪甘 学 号： 指导教师： 张和平 2010 年 05 月 14 日目录1、 绪论.22、 阀门安装前的检查和要求.4 2、1阀门本体及填料、垫片等材质必须符合国家有关产品标准规定.4 2、2阀门必须有产品合格证和制造厂的铭牌.43、一般阀门常见的故障和处理方法.5 3、1填料函泄漏 .5 3、2内泄与外泄.5 3、3阀杆升降失灵阀杆升降失灵的原因.5 3、4其他.6 3、5预防方法.64、气动调节阀的常见故障及处理方法.7 4、1检修时的重点检查部位.8 4、2气动用调节阀的日常维护.8 4、3常见故障及产生的原因.95、阀门的调试.10 5、1 ABB TZID-C智能定位器阀门的调试.10 5、2 TZID-C系列智能定位器程序功能图解.156、智能阀门定位器常见故障及现场处理.167、应用和维护.178、参考文献.17 绪论 在目前的大小型火电厂里，气动阀门的正常准确控制事关电厂的日常正常运行，可以说阀门中存在的任何问题都可能使机组跳机，所以掌握气动阀门的现场安装与调试是非常重要的，可以说这是检验一个热工人与是否合格的重要标准之一。相对与气动阀门而言，气动阀动作力距比电动阀门大，气动阀门开关动作速度可以调整，结构简单，易维护，动作过程中因气体本身的缓冲特性，不易因卡住而损坏，但必须有气源，且其控制系统也比电动阀复杂。气动阀采购时只明确规格、类别、工压就满足采购要求的作法，在当前市场经济环境里是不完善的。因为气动阀制造厂家为了产品的竞争，各自均在气动阀统一设计的构思下，进行不同的创新，形成了各自的企业标准及产品个性。因此在气动阀采购时较详尽的提出技术要求，与厂家协调取得共识，作为气动阀采购合同的附件是十分必要的。在北仑电厂实习了几个月，让我对电厂的知道有了初步的了解，特别是阀门这部分，因为我主要做的就是阀门检修工作，可以说阀门是电厂重要的一部分，如果阀门不能正常运行，可以说电厂将会陷入瘫痪状态。以下就对气动调节阀的现场安装与校准做一些简单的介绍。气动调节阀的现场安装与校准一、阀门安装前的检查及要求1、阀门本体及填料、垫片等材质必须符合国家有关产品标准规定。2、阀门必须有产品合格证和制造厂的铭牌。合格证的内容应符合下列规定：（1）制造厂名和出厂日期；（2）产品名称、型号；（3）公称压力、公称通径、适用介质和温度；（4）依据的标准、检验结论及检验日期；（5）出厂编号；（6）检验人员及负责检验人员签章。铭牌上应标明公称压力、公称通径、工作温度及工作介质。2.1对于高压阀门、合金阀门及特殊阀门还应有产品说明书，其内容包括：（1）制造厂名；（2）用途和主要性能规范；（3）作用原理和结构说明；（4）注有主要外形尺寸和连接尺寸的结构图；（5）主要零件的材料；（6）维护、保养、安装和使用注意事项；（7）可能发生的故障和消除方法；（8）附件清单。二、一般阀门的常见故障和预防措施1、填料函泄漏这是跑、冒、滴、漏的主要方面，在工厂里经常见到。 产生填料函泄漏的原因有下列几点：(1)填料与工作介质的腐蚀性、温度、压力不相适应；(2)装填方法不对，尤其是整根填料盘旋放入，最易产生泄漏；(3)阀杆加工精度或表面光洁度不够，或有椭圆度，或有刻痕；(4)阀杆已发生点蚀，或因露天缺乏保护而生锈；(5)阀杆弯曲；(6)填料使用太久，已经老化；(7)操作太猛。 消除填料泄漏的方法是：正确选用填料；按正确的进行装填；阀杆加工不合格的，要修理或更换，表面光洁度最低要达到5，较重要的，要达到8以上，且无其他缺陷；采取保护措施，防止锈蚀，已经锈蚀的要更换；阀杆弯曲要校直或更新；填料使用一定时间后，要更换；操作要注重平稳，缓开缓关，防止温度剧变或介质冲击。 2、关闭件泄漏通常将填料函泄漏叫做外泄，把关闭件叫做内泄。关闭件泄漏，在阀门里面，不易发现。 关闭件泄漏，可分两类：一类是密封面泄漏，另一类是密封圈根部泄漏。 引起泄漏的原因有：(1)密封面研磨得不好；(2)密封圈与阀座、阀瓣配合不严紧；(3)阀瓣与阀杆连接不牢*；(4)阀杆弯扭，使上下关闭件不对中；(5)关闭太快，密封面接触不好或早已损坏；(6)材料选择不当，经受不住介质的腐蚀；(7)将截止阀、闸阀作调节阀使用。密封面经受不住高速流动介质的冲蚀；(8)某些介质，在阀门关闭后逐渐冷却，使密封面出现细缝，也会产生冲蚀现象；(9)某些密封面与阀座、阀瓣之间采用螺纹连接，轻易产生氧浓差电池，腐蚀松脱；(10)因焊渣、铁锈、尘土等杂质嵌入，或生产系统中有机械零件脱落堵住阀芯，使阀门不能关严。 预防办法有： 使用前必须认真试压试漏，发现密封面泄漏或密封圈根部泄漏，要处理好后再使用；要事先检查阀门各部件是否完好，不能使用阀杆弯扭或阀瓣与阀杆连接不可*的阀门；阀门关紧要使稳劲，不要使猛劲，如发现密封面之间接触不好或有挡碍，应立即开启稍许，让杂物流出，然后再细心关紧；选用阀门时，不但要考虑阀体的耐腐蚀性，而且要考虑关闭件的耐腐蚀性；要按照阀门的结构特性，正确使用，需要调节流量的部件应该采用调节阀；对于关阀后介质冷却且温差较大的情况，要在冷却后再将阀门关紧一下；阀座、阀瓣与密封圈采用螺纹连接时，可以用聚四氟乙烯带作螺纹间的填料，使其没有空隙；有可能掉入杂质的阀门，应在阀前加过滤器。 3、阀杆升降失灵阀杆升降失灵的原因 (1)操作过猛使螺纹损伤；(2)缺乏润滑或润滑剂失效；(3)阀杆弯扭；(4)表面光洁度不够；(5)配合公差不准，咬得过紧；(6)阀杆螺母倾斜；(7)材料选择不当，例如阀杆和阀杆螺母为同一材质，轻易咬住；(8)螺纹被介质腐蚀（指暗杆阀门或阀杆螺母在下部的阀门）；(9)露天阀门缺乏保护，阀杆螺纹沾满尘砂，或者被雨露霜雪所锈蚀。预防的方法： 精心操作，关闭时不要使猛劲，开启时不要到上死点，开够后将手轮倒转一两圈，使螺纹上侧密合，以免介质推动阀杆向上冲击；经常检查润滑情况，保持正常的润滑状态；不要用长杠杆开闭阀门，习惯使用短杠杆的工人要严格控制用力分寸，以防扭弯阀杆（指手轮和阀杆直接连接的阀门）；提高加工或修理质量，达到规范要求；材料要耐腐蚀，适应工作温度和其他工作条件；阀杆螺母不要采用与阀杆相同的材质；采用塑料作阀杆螺母时，要验算强度，不能只考虑耐腐蚀性好和摩擦系数小，还须考虑强度问题，强度不够就不要使用；露天阀门要加阀杆保护套；常开阀门，要定期转动手轮，以免阀杆锈住。 4、其他 (1)垫圈泄漏：主要原因是不耐腐蚀，不适应工作温度和工作压力；还有高温阀门的温度变化。预防方法：采用与工作条件相适应的垫圈，对新阀门要检查垫圈材质是否适合，如不适合就应更换。对于高温阀门，要在使用时再紧一遍螺栓。 (2)阀体开裂：一般冰冻造成的。天冷时，阀门要有保温伴热措施，否则停产后应将阀门及连接管路中的水排干净（如有阀底丝堵，可打开丝堵排水）。 (3)手轮损坏：撞击或长杠杆猛力操作所致。只要操作人员和其他有关人员注重，便可避免。 (4)填料压盖断裂：压紧填料时用力不均匀，或压盖（一般是铸铁）有缺陷。压紧填料，要对称地旋转螺丝，不可偏歪。制造时不仅要注重大件和要害件，也要注重压盖之类次要件，否则影响使用。 (5)阀杆与阀板连接失灵：闸阀采用阀杆长方头与闸板T形槽连接的形式较多，T形槽内有时不加工，因此使阀杆长方头磨损较快。主要从制造方面来解决。但使用单位也可对T形槽进行补加工，让它有一定的光洁度。三、气动调节阀的检查及常见故障处理气动调节阀在火力发电厂水位、压力、温度等参数的调节中大量使用，许多重要参数如除氧器水位、凝汽器热井水位调节等都是通过气动调节阀来实现。它的正常工作对保证工艺装置的正常运行和安全生产有着重要的意义。因此，加强气动调节阀的维修是必要的。 1、检修时的重点检查部位检查间体内壁：在高压差和有腐蚀性介质的场合，阀体内壁、隔膜阀的隔膜经常受到介质的冲击和腐蚀，必须重点检查耐压耐腐情况； (1)检查阀座：因工作时介质渗入，固定阀座用的螺纹内表面易受腐蚀而使阀座松弛； (2)检查阀芯：阀芯是调节阀的可动部件之一，受介质的冲蚀较为严重，检修时要认真检查阀芯各部是否被腐蚀、磨损，特别是在高压差的情况下，阀芯的磨损因空化引起的汽蚀现象更为严重。损坏严重的阀芯应予更换；检查密封填料：检查盘根石棉绳是否干燥，如采用聚四氟乙烯填料，应注意检查是否老化和其配合面是否损坏； (3)检查执行机构中的橡胶薄膜是否老化，是否有龟裂现象。 2、气动用调节阀的日常维护 当调节阀采用石墨一石棉为填料时，大约三个月应在填料上添加一次润滑油，以保证调节阀灵活好用。如发现填料压帽压得很低，则应补充填料，如发现聚四氟乙燥填料硬化，则应及时更换；应在巡回检查中注意调节阀的运行情况，检查阀位指示器和调节器输出是否吻合；对有定位器的调节阀要经常检查气源，发现问题及时处理；应经常保持调节阀的卫生以及各部件完整好用。 3、常见故障及产生的原因 3.1调节阀不动作。故障现象及原因如下： (1)无信号、无气源。气源未开，由于气源含水在冬季结冰，导致风管堵塞或过滤器、减压阀堵塞失灵，压缩机故障；气源总管泄漏。 (2)有气源，无信号。调节器故障，信号管泄漏；定位器波纹管漏气；调节网膜片损坏。 (3)定位器无气源。过滤器堵塞；减压阀故障I管道泄漏或堵塞。 (4)定位器有气源，无输出。定位器的节流孔堵塞。 (5)有信号、无动作。阀芯脱落，阀芯与社会或与阀座卡死；阀杆弯曲或折断；阀座阀芯冻结或焦块污物；执行机构弹簧因长期不用而锈死。 3.2调节阀的动作不稳定。故障现象和原因如下： (1)气源压力不稳定。压缩机容量太小；减压阀故障。 (2)信号压力不稳定。控制系统的时间常数（TRC）不适当；调节器输出不稳定。 (3)气源压力稳定，信号压力也稳定，但调节阀的动作仍不稳定。定位器中放大器的球阀受脏物磨损关不严，耗气量特别增大时会产生输出震荡；定位器中放大器的喷咀挡板不平行，挡板盖不住喷咀；输出管、线漏气；执行机构刚性太小；阀杆运动中摩擦阻力大，与相接触部位有阻滞现象。 3.3调节阀振动。故障现象和原因如下： (1)调节阀在任何开度下都振动。支撑不稳；附近有振动源；阀芯与衬套磨损严重。 (2)调节阀在接近全闭位置时振动。调节阀选大了，常在小开度下使用；单座阀介质流向与关闭方向相反。 3.4调节阀的动作迟钝。迟钝的现象及原因如下： (1)阀杆仅在单方向动作时迟钝。气动薄膜执行机构中膜片破损泄漏；执行机构中“O”型密封泄漏。 (2)阀杆在往复动作时均有迟钝现象。阀体内有粘物堵塞；聚四氟乙烯填料变质硬化或石墨一石棉填料润滑油干燥；填料加得太紧，摩擦阻力增大；由于阀杆不直导致摩擦阻力大；没有定位器的气动调节阀也会导致动作迟钝。 3.6调节阀的泄漏量增大。泄漏的原因如下： (1)阀全关时泄漏量大。阀芯被磨损，内漏严重，阀未调好关不严。 (2)阀达不到全闭位置。介质压差太大，执行机构刚性小，阀关不严；阀内有异物；衬套烧结。四、阀门的调试因为北仑电厂三期2*100WM机组用的都是ABB TZID-C智能定位器，且一、二期的5*60WM机组大多采用的也是这种定位器，所以下面就对这种定位器调试及调试中遇到的问题做一些简单的介绍。 1、气动连接(1)使用与定位器源端口处标识的标准接口连接气源(2)连接定位器的输出与气动执行器的气缸2、电气连接根据下列接线端子图以及设计要求进行相应的配线（一般只需11，12,+31,-32）1112控制信号输入端子（DC4-20mA，负载电阻Max.410欧姆）3132位置反馈输出端子（DC4-20mA，DCS+24V供电）4142全关信号输出端子（光电耦合器输出）5152全开信号输出端子（光电耦合器输出）8182开关信号输入端子（光电耦合器输入）8384报警信号输出端子（光电耦合器输出）4142低位信号输出端子（干簧管接点输出，5-11VDC,8mA）5152高位信号输出端子（干簧管接点输出，5-11VDC,8mA）3、调试步骤(1)接通气源，检查减压阀后压力是否符合执行器的铭牌参数要求（定位器的最大供气压力为7BAR,但实际供气压力必须参考执行器所容许的最大气源压力）(2)接通4-20mA输入信号。（定位器的工作电源取自输出信号，由DCS二线制供电，不能将DC24V直接加至定位器，否则有可能损坏定位器电路）。(3)检查位置反馈杆的安装角度（如定位器与执行器整体供货，则由执行器供货商安装调试完毕，只需作检查确认，该步并非必须）：按住MOSE键并同时点击或键，直到操作模式代码1.3显示出来松开MODE键。使用或键操作，使执行器分别运行到两个终端位置，记录两终端角度。两个角度应符合下列推荐角度范围（最小角位移度；无需严格对称）直行程应用在-之内。角行程应用在-之内。全行程角度应不小于4、换至参数配置菜单同时按住和键点击ENTER键等待秒钟，计数器从计数到、松开和键程序自动进入P1.0配置菜单5、和键选择定位器安装形式为直行程或角行程。角行程安装形式：定位器没有反馈杆，其反馈轴与执行器角位移输出轴同轴心一般角位移为直行程安装形式：定位器必须通过反馈杆驱动定位器的转动轴,一般定位器的反馈杆角位移小于60，用于驱动直行程阀门启动执行器。注意：进行自动调整之前，请确认实际安装形式是否与定位器菜单所选形式相符，因为自动调整过程中定位器对执行器行程终端的定义方法不通，且线性化校正数据库不同，可能导致较大的非线性误差。6、动自动调整程序（执行器或阀门安装于系统后最好通过此程序重新整定）；(1)按住MODE键(2)点击键一次或多次，直到显示出“P1.1”(3)松开MODE键(4)按住ENTER键秒直到计数器倒数到(5)松开ENTER键，自动调整程序开始运行（显示正在进行的程序语句号）。(6)自动调整程序顺利结束后，显示器显示“COMPLETE”。在自动调整过程中如果遇到故障，程序将被迫终止并显示出故障代码，根据故障代码即可检查故障原因，也可以人为地强制中断自动调整程序。7、，进入“P1.2”调整控制偏差带（或称死区）8、有必要，进入“P1.3”测试设定效果。9、设定效果：(1)按住MODE键(2)点击键一次或多次，直到显示出“. P1.4“(3)松开MODE键(4)用或键选择NV_SAVE(若选择“CANCEL”,此前所作修改将不寻存储。(5)按住ENTER键秒直到计数器倒计数结束后松开前面所进行的设定和自动调整中所测得的参数将存储在EEPROM中，定位器转换到先前选择的运行级操作模式。运行级操作模式的选择1.0模式：自适应控制模式(1)按住MODE键(2)点击键一次或多次，直到显示出“1.0 CTRL_ADP”(3)松开MODE键(4)显示器显示阀位百分数如“50.0% POSITION”1.1模式：固定控制模式(1)按住MODE键(2)点击键一次或多次，直到显示出“1.1 CTRL_FIX”(3)松开MODE键(4)显示器显示阀位百分数如“50.0% POSITION”1.2模式：在执行器的实际全行程范围内手动控制(1)按住MODE键(2)点击键一次或多次，直到显示出“1.2MANUAL”(3)松开MODE键(4)显示器显示阀位百分数如“50.0% POSITION”使用或键进行手动控制先按住键再按住键（始终按住键），执行器将快速开启先按住键再按住键（始终按住键），执行器将快速关闭1.3模式：在定位器的检测范围内手动控制(1)按住MODE键(2)点击键一次或多次，直到显示出“1.3MAN_SENS”(3)松开MODE键(4)显示器显示反馈杆所处角度位置如“-15.0SENS_POS”(5)使用或键进行手动控制。先按住键再按住键（始终按住键），执行器将快速开启先按住键再按住键（始终按住键），执行器将快速关闭请参阅附后功能表总图参数设定举例：将阀门的正作用改为反作用（定位器初始设定适合于正作用阀门，如实际去奠定阀门为反作用型式即阀杆上行关闭阀门，则需确认P2.3=Reverse）一般的阀门出厂之前已经修改此参数无需用户再修改，但可以通过下述方法检查。定位器起始位置可以是运行，运行模式中任意方式1.切换至配置功能菜单(1)同时按住和键(2)点击ENTER键(3)等待秒钟，计数器从倒计数至(4)松开和键(5)显示器显示“P1.0 ACTUATOR”2.从配置功能菜单中选择第二组参数(1)同时按住MODE和ENTER两键(2)点击键(3)显示器显示“P2._ SETPOINT”(4)松开MODE和ENTER两键显示器显示“P2.0 MIN-PGE”P4.4 SW2-ACTV高于或低于第二位置信号时有效P4.5 EXIT退出到运行操作级P5.-P5.0 LEACKAGE启动执行器汽缸泄漏报警ALARMSP5.1 SP-RGE启动给定信号超时限报警报警功能组P5.2 SENS-RGE启动零点漂移报警P5.3 CTRLER启动远方控制被切换报警P5.4 TIME-OUT启动定位超时报警P5.5 STRK-CTR启动调节行程超限报警P5.6 TRAVEL启动总行程超限报警P5.7 EXIT退出到运行操作级P6.-P6.0 MIN-VR手动设置阀门全关位置MAN-ADJP6.1 MAX-VR手动设置阀门全开位置手动调整P6.2 ACTAUTOR选择执行器型式P6.3 SPRNG-Y2设定执行器弹簧伸长时定位器返馈杆旋转方向P6.4ADJ-MODE选择自动调节所需检测的项目P6.5 EXIT退出到运行操作级P7.-P7.0 KPO开向比例系数调整CTRL-PARP7.1 KPO关向比例系数调整控制参数P7.2 TVO开向积分时间调整P7.3 TVO关向积分时间调整P7.4 EXIT退出到运行操作级P8.-P8.0 MIN-RGE阀位起始点电流值（默认为4mA）ANLG-OUTP8.1 MAX-RGE100阀位电流值（默认为20mA） (1)按住MODE键 (2)点击键次(3)显示器显示“P2.3ACTION”松开MODE键4.更改阀门作用方式(1)点击键选择“REVERSE”5.切换至”P2.7EXIT”存储并退出(1)按住MODE键(2)点击将多次直至显示器显示P2.7 EXIT”(3)松开MODE键(4)用或键选择NV-SAVE按住ENTER键直到计数器倒计数结束后松开前面所进行的设定和自动调整中所测得的参数将存储在EEPROM中，定位器转换到先前所选择的运行模式。TZID-C系例智能定位器程序功能图解1.功能级分类：运行操作级：适用于初次调试及日常的检查和现场开关操作参数配置级：适用于初次调试中的参数设置及整定2.运行操作菜单：三级功能分类及显示器文字描述功能描述1.0CTRL-ADP选择自适应控制方式（远操）1.1CTRL-FIX选择固定控制方式（远操）1.2MAUL切换至现场按键操作（开或关）1.3MAN-SENS用于检测位移范围是否合适一般情况下选择10进行远方自动控制，只有在执行器实际行程非常小而执行器速度太快，控制发生振荡时选择11，模式，但其控制精度较低。操作模式中的1.2和1.3均可运用键盘开启或关闭执行器，但1.2专用于手操，而1.3专用于检测定位器反馈杆实际运行范围是否超出传感器的最大检测范围，以便校正反馈杆的连接，取得最佳的控制效果。3.参数配置级参数配置共分11组，用P1._,P2._P11._(P为PARAMETER首字母)表示，而每一又分若干项，如P1._分P1.0,P1.1,P1.4共项，P2._分P2.0,P2.1,P2.7共项。有些项中又可分项以供选择，如P1.0中可选择LINEAR用于直行程执行器，选择ROTOTY用于角行程执行器，又如P1.4EXIT中可选择NV_SAVE(Non-Volatile save)存盘退出或CANCEL不存盘退出。有些项中只有数值以供调整，如分程调节中给定信号为412A，则P2.0中的数值应设为Ma,而P2.1中的数值应设为12mA，如给定信号为mA，则P2.0中的数值应设为12Ma,而P2.1中的数值应设为20mA。注：除P1.1，P2.3,P3.2,P8.2外，一般其他的参数无需改动。P1.1为自动整定程序，P2.3为执行器的正反作用形式（正作用为输出口气压增加阀杆下行）P3.2为正反调节形式（正作用为毫安对应阀位），P8.2为阀位反馈正反作用形式（正作用阀位输出毫安）。在调试过程中遇到这多的问题还是定位器的一些故障，以下我就对这些问题做一些简单的总结，希望自己能从中获取知识和宝贵的经验。五、智能阀门定位器常见故障及现场处理 (1)控制信号变化，调节阀不动作（排除阀体因素）是智能定位器TZID-C运行过程常见故障，处理办法，重点检查阀位传位器是否运转自如，电气连续性等 (2)阀位难以控制，小信号不动作，大信号时要不全开要不全关，经多次调校仍不正常，更换新的定位器仍不正常，更换新的定位器仍不正常，最后发现TZID-C智能定位器的反馈杆与定位器内部信号转换部分为非接触感应连接。反馈杆可以360度任以旋转，造成反馈杆与阀杆连接相差180度，重新安装调校功工作正常 (3)小开度振荡。调节阀工作在小开度易造成振荡。解决方法是避免小开度工作，流闭型改流开型，比较麻烦。而智能定位器解决此类问题显得较为轻松只需简单设定一下参数，振荡现象得到较大改善。六、应用和维护 TZID-C定位器维护量极少，基本上无需维护。其现场适应性特强。但为了保证长期、稳定地运行，应作好以下几个方面的工作。 (1)为保证其良好的工作环境，防止意外损坏，应定期检查定位器周围的工作环境。同时保证其工作气源的稳定和洁净，减少外界因素造成的仪表波动和故障。 (2)仪表人员应每周检查阀门和定位器的泄露和工作情况，及时消除隐患。每月使用手操器对定位器进行特性曲线检查，检查零点、量程、线性和回差等参数，并对其优化和调整，保证其工作质量。 (3)定期对调节阀进行检修和维护，确保阀门工作质量。同时对DCS调节控制回路参数进行优化，以确保与定位器互相工作的协调性和稳定性。 七、参考文献 本篇文章参考北仑电厂的一、二、三期的内部阀门资料。 汪甘2010年4月9日