调节阀基础知识

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,调节阀基础知识,加氢车间,刘海海编,调节阀概述,调节阀是一个局部阻力可以改变的节流元件，阀芯在阀体内移动，改变阀芯与阀座之间的流通面积，从而达到调节被测介质的流量，控制工艺参数的目的。这些工艺参数包括压力、温度、液位及流量。,阀芯形式分直行程和角行程两类。直行程阀芯通过直线运动来改变与阀座之间的流通面积；角行程阀芯通过旋转运动来改变与阀座间的流通面积。,FIELDVUE,调节阀,气动调节阀：气动调节阀就是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，,并借助于电,/,气阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件驱动阀门，,（阀芯阀座相对移动）来实现开关量或比例式调节，接收控制信号：,420mA,电流信号并将电信号转变为压力信号（由定位器完成或电磁,阀完成）,来调节管道介质的流量、压力、温度等各种工艺参数。,气动调节阀优点：结构简单、动作可靠稳定、输出力大、安装维修方便、,价格便宜且防火防爆。缺点：响应时间大、信号不适于远传。,电动调节阀：电动执行机构接收,420mA,电流信号,，通过电机的正反,转驱使阀芯阀杆产生相对位移（直行程、角行程）来改变阀芯和阀座,之间的截面积大小，控制管道介质的流量、温度、压力等工艺参数。,电动调节阀优点：动作快、适合远距离传送；节能（只在工作时才消耗,电），环保（无碳排放），安装快捷方便（无需复杂的气动管路和气泵,工作站）。缺点：结构复杂、推力小、价格贵，适用于防爆要求不太高,及缺乏气源的场合。,直行程,反作用,角行程,正作用,气动薄膜式执行机构,气动调节阀组成：,调节阀执行机构,+,阀体部件其中，执行机构是调节阀的推动装置，它按信号压力的大小产生相应的推力，使推杆产生相应的位移，从而带动调节阀的阀芯动作。,80,年代末（日本）精小型调节阀出现，,在结构方面，将,单弹簧,的,气动薄膜,执行机构改为,多弹簧式薄膜,执行机构，,并将弹簧直接置于上下膜盖内，使支架大大地减小减轻；,它的突出特点是使调节阀的重量和高度下降,30,，流量提高,30,。,DVC2000,智能,定位器,DVC6000,智能,定位器,数字式阀门定位器接受阀门行程位置的反馈，以及供气压力、执行机构的气动压力,+420mA,电信号,多弹簧,气动调节阀分类：,直行程调节阀：,角行程调节阀：,1,、按调节阀动作方式（阀芯运动轨迹）分类：,a.,直行程调节阀,b.,角行程调节阀,2,、按调节阀调节方式分类：,a.,调节阀,(,调节切断阀,),带定位器,如国泰六期：,高、低加,正常,疏水调节阀,汽封供汽站调节阀,三级减温水调节阀,低压汽封减温水调节阀,#3,高加低负荷疏水调节阀,b.,切断阀,如六期高、低加,危急,疏水调节阀,执行器组成,执行器按其能源形式，分为气动、电动、液动三类。气动执行器由气动执行机构和调节机构（通常称调节阀）两部分组成。,FIELDVUE,执行机构,调节阀,阀门定位器,执行器组成,在某些特殊场合，还需要配置一些辅助装置如：阀门定位器和手轮机构。阀门定位器可提高调节质量，改善执行器的性能。手轮机构可以在调节系统因停电、停气、调节器无输出或执行机头薄膜损坏失灵时由人直接操作，保证生产的正常运行。,薄膜式执行机构的输出特性是成比例式的，即输出位移和输入气压信号成正比关系。当信号压力输入薄膜气室时，在薄膜上产生一个推力，使推杆移动并压缩弹簧，当弹簧的反作用力与信号在薄膜上产生的推力平衡时，推杆就稳定在一个平衡位置。信号压力越大，推杆位移量就越大，推杆的位移就是执行机构的直线位移，也称行程。,执行器的作用方式,正作用执行机构,是指信号压力增加时推杆向下移动,反作用执行机构,是指信号压力增加时推杆向上移动,调节阀正装,指阀芯向下移动时，阀芯与阀座间的流通面积减小,调节阀反装,指阀芯向下移动时，阀芯与阀座间的流通面积增大,正作用执行机构,和,正装调节阀,组成,气关式执行器（正作用）。,反作用执行机构,和,正装调节阀,组成,气开式执行器（反作用）。,正作用执行机构,和,反装调节阀,组成,气开式执行器（反作用）。,正作用执行机构,和,正装调节阀,组成,气关式执行器（正作用）。,气动节阀分类：,执行器的组成,输入压力,输出压力,供气压力,气开,/,气关作用方式的选择主要依据是保护人员及设备的安全。在正常生产流程中的调节阀一般选择气开，在故障时关闭，防止溢油；放空及排海等选择气关，在故障时开启泄压。,名词术语,被控对象：需要实现控制的设备、机器或生产过程。,被控变量：对象内要求保持设定值（接近恒定值或按预定规律变化）的工艺参数。,操纵变量：受控制器调节，用以使被控变量保持设定值的物理量或能量。,干扰（扰动）：除操纵变量外，作用于对象并能引起被控变量变化的因素。负荷变化就是一种典型的扰动。,设定值：被控变量的目标值（预定值）。,偏差：理论上应该是被控变量的设定值与实际值之差。但是能够直接获取的是被控变量的测量值信号而不是实际值，因此通常把设定值与测量值之差称作偏差。,闭环控制系统,调节阀,变送器,被控对象,控制器,设定值,偏差,操纵变量,扰动,被控变量,测量值,闭环控制系统的过渡过程及其品质指标,过渡过程：一个控制系统在外界干扰或给定干扰作用下，从原有稳定状态过渡到新的稳定状态的整个过程，称为控制系统的过渡过程。它是衡量控制系统品质优劣的重要依据。,衡量控制系统好坏常采用以下几个指标：,1.,衰减比：它是表征系统受到干扰后，被控变量衰减程度的指标。其值为前后两个相邻峰值之必，即图中的,B1/B2,，一般希望它在,4:1,到,5:1,之间。,2.,余差：它是指控制系统受到干扰后，过渡过程结束时被控变量的残余偏差，即图中的,C,。,C,值也就是被控变量在扰动后的稳态值与设定值之差。控制系统的余差要满足工艺要求，有的控制系统工艺上不允许有余差，即,C=0,。,闭环控制系统的过渡过程及其品质指标,3.,最大偏差：它表示被控变量偏离给定值的最大程度。对于一个衰减的过渡过程，最大偏差就是第一个波的峰值，即图中的,A,值。,A,值就是被控变量所产生的最大动态偏差。,4.,过渡过程时间：又称调节时间，它表示从干扰产生的时刻起，直至被控变量建立起新的平衡状态为止的这一段时间，图中以,Ts,表示。过渡过程时间越短越好。,5.,振荡周期：被控变量相邻两个波峰之间的时间叫振荡周期，图中以,T,来表示。在衰减比相同的条件下，周期与过渡时间成正比。因此一般希望周期也是越短越好。,一个控制系统的过渡过程,被控变量,0,t,T,Ts,B2,B1,A,c,调节规律,：,调节器的输出信号随输入信号变化的规律,比例,P,特点是动偏差小，有余差存在。值越大，余差越大，但系统越容易达到稳定。值越小，系统越容易振荡。,积分,I,特点是余差可被消除，但动偏差大，调节过程长。,值,越小，积分作用越明显，但过渡过程振荡剧烈，稳定程度下降。,微分,D,是根据偏差变化趋势而动作的，只要偏差一变化就提前采取动作，因此叫超前作用。它只有在输入变化时，调节器才有输出，因此它不能作为一个独立的调节器使用。它主要使用在温度调节方面，利用温度微小的变化便进行相应调节，以应对温度调节的滞后性。值越大，超前时间越长。,调节规律,比例作用可以加快控制过程，减少动偏差，缩短调节时间过程时间；积分作用可消除静偏差，克服余差；微分作用能抑制偏差的增长，减小动偏差。三作用调节规律只要适当的整定比例范围，积分和微分时间三个参数，可以得到较为满意的调节质量。但三作用调节器不是万能的，一些很简单的系统，例如用比例调节规律可以得到满意的调节质量的液位系统，用上三作用调节规律后，不仅系统复杂，投资增大，而且现场整定困难，整定不好反而容易使液位波动。因此，实际使用时，应按具体情况来选取仪表，切忌用三作用调节器代替一切！,直行程阀门执行机构及定位器,-667,型,/657,型执行机构用于高低加正常疏水等,气开：反作用执行机构,气闭：正作用执行机构,单弹簧,顶装手轮,657,气闭正作用执行机构,667,气开反作用执行机构,侧装手轮,直行程阀门执行机构及定位器,手轮的形式及应用,定位器,667,气开反作用调节阀,气动调节阀分类：,4,、气动执行机构按结构分类：,a.,气动薄膜（单、多弹簧）执行机构：输出直线位移。,b.,气动活塞（有、无弹簧）执行机构：输出直线位移或角位移,薄膜执行机构的优缺点优点：结构简单、可靠。缺点：膜片承受的压力较低，最大膜室压力不能超过,250KPa,，加上弹簧要抵消绝大部分的压力，余下的输出力就很小了。,为了提高输出力，通常作法就是增大尺寸，使得执行机构的尺寸和重量变得很大；另一方面，工厂的气源通常是,500,700KPa,，它只用到了,250KPa,，气压没充分利用，这是不可取的，活塞执行机构解决了此问题。,为了充分用足工厂的气源压力来提高执行机构的输出力、减少其重量和尺寸，便产生了活塞执行机构。,DVC6010,双作用,气源,DVC6010,单作用,气源,气动活塞,式,气动薄膜,式,正作用,反作用,单作用,无弹簧,双作用,气动调节阀分类：,气动活塞（有、无弹簧）执行机构：输出直线位移或角位移,直行程活塞执行机构,它主要用于配直行程的调节阀，它分为有弹簧式和无弹簧式两种,1,、无弹簧活塞执行机构 用于故障下要求阀保位的场合；用于大口径阀要求执行机构推力特别大的场合；,2,、有弹簧式活塞执行机构 大多数场合使用有弹簧的活塞执行机构，其特点是：在故障情况下，通过弹簧进行复位，实现故障开或故障关功能；可以抵抗不平衡力的变化，增加执行机构的刚度，提高调节阀的稳定性。,它的缺点是：弹簧会抵消一部分输出力；气缸内设弹簧，增加了气缸的长度和重量。,气缸,活塞环,活塞,上盖螺丝,活塞支架,阀杆连接件,推杆,O,型环,弹簧,行程限位,密封轴套,行程标尺,执行机构推杆,无弹簧,有弹簧,单作用、直行程活塞、弹簧式,齿条,输出转轴,弹簧,1035,齿条式气缸角行程执执行机构,(,齿轮齿条、双活塞、弹簧复位角行程,),气动活塞式执行机构按其作用方式可分成,比例式和两位式两种,。所谓比例式是指输入信号压力与推杆的行程成比例关系，这时它必须与阀门定位器配用。两位式是根据输入执行机构活塞两侧的操作压力差来完成的。活塞由高压侧推向低压侧，就使推杆由一个极端位置推移至另一个极端位置。,角行程活塞执行机构 角行程的活塞执行机构主要用于角行程类的调节阀，按气缸的安装方向，分为立式气缸和卧式气缸两种。按,活塞的推杆驱动输出轴转动,的结构，常用的有：,曲柄连杆式；齿轮齿条式；活塞螺旋式。,立式曲柄连杆活塞执行机构,卧式齿轮齿条活塞执行机构,角行程执行机构及定位器,1052/size40,角行程执行机构,用于六期,#5#8,低加危急疏水调节阀,气动调节阀分类：,按流向不同分为：流开和流关（闭）,流开：在阀芯节流处介质流动方向与阀门打开方向相同。,流关：在阀芯节流处介质流动方向与阀门关闭方向相同。,哪些阀需要进行流向选择，哪些不需要？单密封类的调节阀：单阀座、高压阀无平衡孔的单密封套筒阀需进行流量选择（通常选择流开）。,流开、流闭各有利弊：流开型阀门工作比较稳定，但自洁性和密封性较差，寿命短。流闭型的阀寿命长、自洁性和密封性好，,但当阀杆直径小于阀芯直径时稳定性差。,当冲刷严重或有自洁要求时选择流闭。,两位型快关特性调节阀选择流闭。,流开 流关（闭）,（阀座）,（阀座保持架）,（阀芯）,（导向套）,Fisher,调节阀结构：,EZ,型直通单座球面阀：连排至定排疏水调整门,凝结水至汽封减温器调整门,直通单座阀（球面阀芯）,正作用阀,反作用阀,阀体,阀座,阀笼,阀芯,缠绕垫,上阀盖,（盘根室）,填料压盖,阀杆,Fisher,调节阀结构：直通套筒阀（笼式阀）,密封环,在阀芯顶部开有平衡孔的叫平衡式套筒阀，,否则是非平衡套筒阀,ET,、,ED,型直通套筒阀：高低加疏水调整门,直通套筒阀（笼式阀）特点：,套筒阀用阀笼内表面导向，用阀笼节流可满足所需流量特性特点如下：,1,、阀座