電動閥門與電工常識

1、閥門電動裝置與電工常識電氣 寧穎輝由NordriDesign提供LOGOLOGO閥門基礎(chǔ)概述1、什么是閥門？ 閥門是一種安裝在各種管道和設(shè)備等流體輸送系統(tǒng)中具有截止、導(dǎo)流、防止逆流、調(diào)節(jié)、分流或溢流卸壓等功能的控制裝置，它屬于一種通用機械產(chǎn)品。2、閥門的分類？（僅以操縱方式分類）手動閥門：借助手輪、手柄、杠桿或鏈輪等，由人力來操縱的閥門。當(dāng)需要較大的力矩時，可采用蝸輪、齒輪等減速裝置。電動閥門：用電動機、電磁或其他電氣裝置操縱的閥門。液動或氣動閥門：借助液體（水、油等液體介質(zhì)）或空氣的壓力操縱的閥門。3、 什么是閥門電動裝置？ 以電動機帶動，電觸點控制，從而實現(xiàn)閥門開啟和關(guān)閉的管道附件。LOG

2、O閥門電動裝置的定義與作用我們?yōu)槭裁葱枰y門電動裝置？ 在電站設(shè)備中 ，除了大家熟悉的機、電、爐三大主機外，其余部分就是由復(fù)雜管道， 大量閥門和部分輔機組成的熱力系統(tǒng)。 表一：300MW機組管路高中壓閥明細(xì)表減輕運行人員的勞動力強度： 大口徑、高操作轉(zhuǎn)矩的閥門，不論是否經(jīng)常需要操作都應(yīng)配置電動裝置。（循環(huán)水系統(tǒng)、主給水系統(tǒng)以及主蒸汽系統(tǒng)）無需就地操作，遠(yuǎn)方程控，適應(yīng)機組自動化程度的需要 水泵電機與進(jìn)出口門連鎖、電動閥門與風(fēng)量、溫度連鎖高溫高壓介質(zhì)泄漏容易對人體造成危害公稱壓力公稱壓力PNPN公稱尺寸公稱尺寸DN工作溫度工作溫度t/閘閥閘閥數(shù)量數(shù)量截止閥截止閥數(shù)量數(shù)量止回閥止回閥數(shù)量數(shù)量球閥球閥

3、數(shù)量數(shù)量安全閥安全閥數(shù)量數(shù)量LOGO閥門電動裝置原理LOGO閥門電動裝置的主要機構(gòu)電動機，特點是短時（1015分鐘）連續(xù)工作（溫度繼電器）。 減速箱：也叫主傳動機構(gòu)，通過齒輪傳動設(shè)計減低電動機的輸出轉(zhuǎn)速。 行程控制機構(gòu)，用以調(diào)節(jié)和準(zhǔn)確控制閥門的啟閉位置。 轉(zhuǎn)矩限制機構(gòu)，用以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩(或推力)并使之不超過預(yù)定值。 手動電動切換機構(gòu)，進(jìn)行手動或電動操作的聯(lián)鎖機構(gòu)。 信號指示器，包括開度指示，用以顯示閥門在啟閉過程中所處的位置。 手輪LOGO閥門電動裝置結(jié)構(gòu)主傳動機構(gòu)斜齒圓柱齒輪傳動蝸杠蝸輪傳動目前大多數(shù)閥門電動裝置的原動力都是采用三相異步電動機.它的特點是輸出轉(zhuǎn)速比較高,每分鐘大概幾百到三千轉(zhuǎn)。而

4、閥門電動裝置的輸出軸的轉(zhuǎn)速相比就比較低，每分鐘只有十幾轉(zhuǎn)和幾十轉(zhuǎn)。因此在這之間就需要通過減速器來實現(xiàn)。大多數(shù)閥門采用一級圓柱齒輪加一級蝸桿蝸輪傳動的方式LOGO閥門電動裝置結(jié)構(gòu)電機閥門工作特點1、開啟和關(guān)閉的瞬間產(chǎn)生最大負(fù)荷，其他時間內(nèi)負(fù)荷相對較小。2、閥門操作次數(shù)不頻繁，以及要求的動作時間不長。3、閥門的行程控制要求嚴(yán)。4、對于開閥和關(guān)閥操作速度有一定要求5、環(huán)境的要求電機的要求1、短時工作制，1015分鐘。2、電動裝置的輸出轉(zhuǎn)矩不應(yīng)超過閥門所需的操作轉(zhuǎn)矩。太小帶不動，打不開也關(guān)不嚴(yán)閥門，太大，會造成閥門的損壞。3 電動機的啟動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩滿足閥門最大操作轉(zhuǎn)矩的要求。一般閥門專用電機的最大

5、轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩比值為2.83，因此在選用電機功率時可按電機額定功率的2.83倍來考慮?？紤]到電壓波動，一般取電動機的利用系數(shù)2。4、溫度的要求：風(fēng)機調(diào)門智能型主板溫度不大于605、電機穩(wěn)定工作需要空載啟動達(dá)到轉(zhuǎn)速額定值再帶負(fù)載，因此電動裝置的機械傳動部分輸出端要留120度空行程。LOGO行程是什么的直觀認(rèn)識？LOGO行程是怎么裝什么去的？LOGO閥門電動裝置結(jié)構(gòu)行程控制機構(gòu)1、電動裝置的行程控制機構(gòu)，是用來控制電動裝置操作過程中的停止位置。在電動裝置操作閥門時，利用行程控制機構(gòu)，可以準(zhǔn)確的控制閥門開啟或者關(guān)閉位置。2、行程控制機構(gòu)除了上述功能外，還可以用來提供閥門工況的開關(guān)量信號，用來供給運行

6、人員或者自動裝置使用。下面以DZW閥門的行程控制機構(gòu)為例，介紹行程控制動作的過程和原理組成：十進(jìn)位齒輪組、頂桿、凸輪和微動開關(guān)工作原理：減速箱的主動小齒輪帶動計數(shù)器 工作。當(dāng)計數(shù)器隨輸出軸轉(zhuǎn)到預(yù)先調(diào)好的位 置。凸輪壓迫微動開關(guān)動作，切斷電源，電 機停轉(zhuǎn)。LOGO閥門電動裝置結(jié)構(gòu)行程控制機構(gòu)動作原理電動裝置輸出軸通過變速帶動主動齒輪。個位、十位、百位齒輪都是下方為Z=20,上方為Z=2的圓柱齒輪過橋齒輪為8個齒的齒輪動作過程主動齒輪帶動個位齒輪旋轉(zhuǎn)。當(dāng)個位齒輪旋轉(zhuǎn)一圈后個位齒輪上部的2個齒輪帶動過橋齒輪走2個齒。過橋齒輪同時帶動十位齒輪走2個齒。當(dāng)個位齒輪轉(zhuǎn)了10圈走過200個齒后，過橋齒輪帶動

7、十位齒輪走了一圈。同理，當(dāng)個位齒輪在主動齒輪的帶動下旋轉(zhuǎn)了100圈后，十位齒輪旋轉(zhuǎn)10圈，百位齒輪旋轉(zhuǎn)1圈。百位齒輪上部的Z=2的圓柱齒將帶動過橋齒輪走2個齒，即旋轉(zhuǎn)了90度，過橋齒輪帶動軸上的凸輪觸塊旋轉(zhuǎn)90度，壓迫觸動微動開關(guān)，切斷電機電源LOGO計數(shù)進(jìn)位齒輪傳動的行程限制機構(gòu)LOGO計數(shù)進(jìn)位齒輪傳動的行程控制機構(gòu)LOGO行程控制開關(guān)動作過程動作前動作后LOGO閥門電動裝置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)矩控制機構(gòu)1、轉(zhuǎn)矩限制結(jié)構(gòu)和行程控制器一樣，也是用來控制電動裝置在操作過程中的停止位置。2、當(dāng)閥門電動裝置在行程開關(guān)失靈或者閥門卡死等故障時造成過力矩轉(zhuǎn)矩機構(gòu)，轉(zhuǎn)矩機構(gòu)也會發(fā)生動作，用來保護(hù)電機和閥門。3、“行程控

8、制，力矩保護(hù)”對力矩型控制閥門失效果。閥門出廠的力矩設(shè)定只表明電動裝置的工作能力，并不等同閥門關(guān)閉所需的力矩。而這個真實力矩與介質(zhì)、壓力、溫度下面以DZW閥門的行程控制機構(gòu)為例，介紹轉(zhuǎn)矩限制機構(gòu)動作的過程和原理組成：曲拐、碰塊、凸輪、分度盤、支板和微動開關(guān)組成原理：當(dāng)輸出軸受到一定的轉(zhuǎn)矩時，蝸桿除旋轉(zhuǎn) 外，還產(chǎn)生一定的軸向位移，帶動曲拐旋轉(zhuǎn)，同 時使碰塊產(chǎn)生位移壓迫凸輪帶動支架上抬，同時 帶動微動開關(guān)動作切斷電源。蝸桿串動式限制機構(gòu)LOGO閥門電動裝置結(jié)構(gòu)手/電動切換機構(gòu)1、閥門電動裝置手電切換主要以半自動為主。即在電動裝置由于電操作改為手操作時，必須輔以人工操作進(jìn)行切換，而由手動操作改為電動

9、操作則是自動進(jìn)行。2、工作過程與原理當(dāng)電動變?yōu)槭謩訒r，用人工將切換手柄將手動方向推出，使輸出軸上的離合器向上移動，壓迫壓簧。當(dāng)手柄推到一定的位置時中間離合器脫離蝸輪，與手動軸爪嚙合，使手輪上的作用力通過離合器傳到輸出軸上即成為手動狀態(tài)。當(dāng)手動變?yōu)殡妱訒r，電機旋轉(zhuǎn)帶動蝸輪轉(zhuǎn)動時，直立桿立即倒下，在壓簧作用下中間離合器立即向蝸輪方向移動，與手輪軸脫開，與蝸輪嚙合，則成為電動狀態(tài)。播放直行電動機構(gòu)的視頻LOGO閥門電動裝置結(jié)構(gòu)信號為了表示閥門在電動裝置操作下所處的工況，需要相應(yīng)的信號閥門已經(jīng)全開紅燈亮，綠燈滅，DSC畫面以紅色代表閥門已經(jīng)全關(guān)綠燈亮，紅燈滅，DCS畫面以綠色代表閥門正在開啟紅燈閃爍閥

10、門正在關(guān)閉綠燈閃爍閥門處于中間位置紅、綠燈亮，DCS無法判斷閥門故障狀態(tài) 黃色故障燈亮， DCS黃顏色上述所列電動閥門的狀態(tài)表示方法1、就地顯示，即在電動裝置本體上裝有顯示器2、信號遠(yuǎn)傳，即將電動門的各種工作狀態(tài)通過電信號傳到集控室LOGO閥門電動裝置結(jié)構(gòu)信號就地顯示在閥門本體裝有顯示器（閥門開度指示器）機械式模擬開度開關(guān)量開度指示器燈光開度指器LOGO閥門電動裝置原理LOGO討論各類閥門終端位置的確定（機務(wù)定位）自密封和強制密封終端位置的確定 如果閥門的關(guān)閉可以只依靠介質(zhì)壓力來密封，這就是自動密封。自動密封閥門的開啟和關(guān)閉位置都是由行程決定。 如果閥門關(guān)閉需要采用外力強行將閥瓣壓向閥座以保證

11、密封面的緊密性，我們稱之為強制密封。強制密封的閥門關(guān)閉位置由閥桿螺母所受的轉(zhuǎn)矩來確定。所謂全開位置，是指閥門在開啟時閘板的提升高度達(dá)到通徑的1.1倍時的位置。對于截止閥則是閥瓣開啟高度達(dá)到閥門公稱通徑的25%30%，流量都達(dá)到最大?？墒沁@個位置在閥門運行條件下是無法監(jiān)視的，因此在實際使用時是以閥桿的上止點（開不動）的位置作為閥門的全開位置?？紤]到閥門在這個位置會因為溫度變化而發(fā)生鎖死現(xiàn)象，所以通常在調(diào)試的時候以閥門開啟到上止點再將閥桿螺母倒轉(zhuǎn)1/21圈。當(dāng)閥門關(guān)嚴(yán)以后，由于介質(zhì)或者環(huán)境溫度的變化 ，閥門部件的熱膨脹會使得開啟閥門時所需要的轉(zhuǎn)矩要比關(guān)閉閥門時所需要的轉(zhuǎn)矩來得大。此外，對于一對互相

12、接觸的密封面來說，由于靜摩擦系數(shù)要比動摩擦系數(shù)大，因此，從靜態(tài)產(chǎn)生相對位移，必須有比較大的力來克服靜摩擦力，所以一般情況下關(guān)閉后的閥門再次重新開啟，閥桿螺母上所需要施加的轉(zhuǎn)矩要比關(guān)閉閥門的力矩大得多。按照一般經(jīng)驗，二者比值要大于LOGO各類閥門終端位置的確定位置位置/類別類別關(guān)向終端位置關(guān)向終端位置開向終端位置開向終端位置平行閘板閥行程控制行程控制鋼性楔式閘閥轉(zhuǎn)矩控制行程控制高溫高壓閘閥轉(zhuǎn)矩和行程同時控制行程控制截止閥轉(zhuǎn)矩控制行程控制 蝶閥自密封行程控制行程控制強制密封轉(zhuǎn)矩控制行程控制球閥行程控制行程控制LOGO電動閥門的調(diào)試方法打開閥門端蓋，測量電機絕緣電阻和直流電阻，檢查接線緊固無松動將閥

13、門置于中間位置,斷開動力電源,檢查控制回路行程開關(guān),轉(zhuǎn)矩限制機構(gòu)合上電源開關(guān),檢查電機轉(zhuǎn)向?qū)㈤y門置于全關(guān)位置 ,調(diào)整關(guān)行程開關(guān)或者關(guān)轉(zhuǎn)規(guī)矩限制機構(gòu)手動開閥門,然后電動關(guān).校驗關(guān)行程能否正確切斷電機電源，使閥門關(guān) 停在指定位置將閥門置于全開位置 ,調(diào)整關(guān)行程開關(guān)或者開轉(zhuǎn)規(guī)矩限制機構(gòu)手動關(guān)閥門,然后電動開，校驗關(guān)行程能否正確切斷電機電源，使閥門開 停在指定位置電動閥門 ，記錄閥門開關(guān)動作時間至集控室內(nèi)，要求運行人員DCS遠(yuǎn)程操控制閥門 開關(guān)，檢查DCS畫面是否正常LOGO傳統(tǒng)類型閥門行程限制機構(gòu)的調(diào)整1、手動關(guān)嚴(yán)閥門（順時針關(guān)，逆時針開）2、用螺絲刀將行程控制機構(gòu)中頂桿推進(jìn)并旋轉(zhuǎn)90度，使主動小齒

14、輪與計數(shù)器個位齒輪組脫開3、用螺絲刀旋轉(zhuǎn)“關(guān)”向調(diào)整軸，直到凸輪壓住彈性壓板迫使微動開關(guān)動作為止4、松開頂桿，使主動齒輪和個位齒輪正確嚙合，用螺絲刀左右調(diào)整應(yīng)不能旋轉(zhuǎn)。5、在關(guān)方向調(diào)整后，用手將閥門開到所需位置。6、重復(fù)上述步驟：脫開行程控制機構(gòu)，按箭頭方向旋轉(zhuǎn)“開”向調(diào)整軸，直至微動開關(guān)動作7、松開頂桿，使主動齒輪和個位齒輪正確嚙合，用螺絲刀左右調(diào)整應(yīng)不能旋轉(zhuǎn)。LOGO傳統(tǒng)類型閥門行程限制機構(gòu)的調(diào)整AUMA實際調(diào)試過程中應(yīng)密切關(guān)注AUMA指示燈的位置LOGO智能型閥門行程限制機構(gòu)的調(diào)整ROTORKLOGO智能型閥門行程限制機構(gòu)的調(diào)整ROTORK設(shè)定關(guān)閥限位將就地執(zhí)行器的紅色選擇“現(xiàn)場控制”，

15、壓下手動電動手柄，置于手動位置。旋轉(zhuǎn)手輪至關(guān)閉指定位置，用遙控器設(shè)置進(jìn)入調(diào)整模式用遙控器選擇進(jìn)入行程控制設(shè)置界面按確認(rèn)鍵盤，當(dāng)屏幕黑色線閃爍，全 關(guān)指示燈點亮，關(guān)閉限位則設(shè)定。檢查：用手輪向關(guān)方向旋轉(zhuǎn)一圈，此時黃色指示燈應(yīng)點亮，關(guān)閥位置指示燈應(yīng)熄滅，將手輪向關(guān)方向旋轉(zhuǎn)一圈，此時關(guān)閥指示燈應(yīng)點亮，黃色指示燈應(yīng)熄滅?；謴?fù)：將就地執(zhí)行器的紅色選擇器逆時針旋轉(zhuǎn)至“遠(yuǎn)程”控制，退出設(shè)定模式LOGO智能型閥門行程限制機構(gòu)的調(diào)整ROTORK設(shè)定開閥限位將就地執(zhí)行器的紅色選擇“現(xiàn)場控制”，壓下手動電動手柄，置于手動位置。旋轉(zhuǎn)手輪至開指定位置，用遙控器設(shè)置進(jìn)入調(diào)整模式用遙控器選擇進(jìn)入行程控制設(shè)置界面按確認(rèn)鍵盤，

16、當(dāng)屏幕黑色線閃爍，全 開指示燈點亮，開限位則設(shè)定。檢查：用手輪向關(guān)方向旋轉(zhuǎn)一圈，此時黃色指示燈應(yīng)點亮，關(guān)閥位置指示燈應(yīng)熄滅，將手輪向關(guān)方向旋轉(zhuǎn)一圈，此時關(guān)閥指示燈應(yīng)點亮，黃色指示燈應(yīng)熄滅。恢復(fù)：將就地執(zhí)行器的紅色選擇器逆時針旋轉(zhuǎn)至“遠(yuǎn)程”控制，退出設(shè)定模式LOGO一般閥門調(diào)試過程中容易發(fā)生的問題1、保證閥門關(guān)閉的嚴(yán)密性關(guān)不嚴(yán)：跑、冒、滴、漏現(xiàn)象影響機組自動化程度，直接影響機組的經(jīng)濟效益。行程定位有偏差（D500/8=62.5圈）（讀秒）定位方式有問題（力矩控制的閥門靠行程，機械定位不準(zhǔn)確）閥門本身關(guān)閉力矩不足、在調(diào)試過程中對力矩定值的設(shè)定有問題(閥門選型）閥門操作過程中由于零部件損壞或者閥腔內(nèi)

17、有異物發(fā)生故障（閥杠內(nèi)有異物）2、保證閥門可靠的開啟 閥門關(guān)嚴(yán)后,由于介質(zhì)和環(huán)境溫度的變化,閥門部件的熱膨脹會使得閥瓣和閥座之間的壓力變大.因此閥門關(guān)閉后重新開啟所需要的操作 轉(zhuǎn)矩要比關(guān)閉閥門所需要的力矩大的多3、保證不出現(xiàn)的誤操作 控制回路中應(yīng)該增加電氣閉鎖，當(dāng)轉(zhuǎn)矩開關(guān)復(fù)位后即使控制指令是長信號也不會繼續(xù)開啟已經(jīng)關(guān)閉的閥門。LOGO閥門電動裝置原理LOGO閥門電動裝置專用電機（電工常識）1、電的發(fā)展史古希臘人們對電的認(rèn)識，電的起源。（琥珀與絲綢的故事）人類認(rèn)識電的過程。自然（富蘭克林）、動物、金屬（電池）如何利用電？電燈、電動機2、電路基礎(chǔ)理論電流電壓電阻歐姆定律和電磁效應(yīng)3、電氣控制設(shè)備接

18、觸器、熱繼電器行程開關(guān)力矩開關(guān)電機正反轉(zhuǎn)工作原理LOGO電工常識電流 在金屬導(dǎo)體中，電荷有規(guī)則的定向移動形成電流。 通常，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子是處于互相碰撞，無定向的不規(guī)則的運動狀態(tài)，因此形不成電流。 當(dāng)電場作用于金屬導(dǎo)體。時，金屬導(dǎo)體中自由電子要受電場力的作用。電場的正端要吸引電子，而負(fù)端要排斥電子，形成自由電子向正端運動+ILOGO人類對電的利用電流熱效應(yīng)（焦耳試驗）導(dǎo)體通過電流時會發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。那么發(fā)熱與什么因素有關(guān)呢？ 1841年，英國物理學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)載流導(dǎo)體中產(chǎn)生的熱量與電流的平方、導(dǎo)體的電阻和通電時間成正比。并不知道怎么計算熱量，而是通過對溫度的轉(zhuǎn)換來獲得熱量與電流、

19、電阻以及時間的關(guān)系LOGO人類對電的利用電流熱效應(yīng)熱繼電器是由流入熱元件的電流產(chǎn)生熱量，使有不同膨脹系數(shù)的雙金屬片發(fā)生形變，當(dāng)形變達(dá)到一定距離時，就推動連桿動作，使控制電路斷開，從而使接觸器失電，主電路斷開，實現(xiàn)電動機的過載保護(hù)。 熱繼電器的結(jié)構(gòu)原理圖 1雙金屬片固定支點 2雙金屬片 3熱元件 4導(dǎo)板 5補償雙金屬片 6常閉觸點 7常開觸點 8復(fù)位螺釘 9動觸點 10復(fù)位按鈕 11調(diào)節(jié)旋鈕 12支撐 13壓簧 14推桿LOGO人類對電的認(rèn)識電流的磁效應(yīng)（奧斯特試驗）1820年4月到7月，奧斯特為了進(jìn)一步弄清楚電流對磁針的作用，費了三個月的時間，做了六十多個實驗，他把磁針放在導(dǎo)線的上方、下方，考

20、察了電流對磁針作用的方向；把磁針放在距導(dǎo)線不同距離，考察電流對磁針作用的強弱；把玻璃、金屬、木頭、石頭、瓦片、松脂，水等放在磁針與導(dǎo)線之間，考察電流對磁針的影響。奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流對磁針有力的作用。揭開了電學(xué)理論的新篇章。LOGO人類對電的認(rèn)識電流的磁效應(yīng)（安培試驗）當(dāng)安培聽說了奧斯特效應(yīng)后，2個禮拜后他重復(fù)了奧斯特試驗并提出了右手定則。 為了解釋奧斯特效應(yīng)，安培把磁的本質(zhì)簡化為電流，認(rèn)為磁體有一種繞磁軸旋進(jìn)的電流。而電流在線圈中流動的時候表現(xiàn)出來的磁性和磁鐵相似，他創(chuàng)制出第一個螺線管，在這個基礎(chǔ)上發(fā)明了探測和量度電流的電流計。 面板前游絲線圈+LOGO人類對電的認(rèn)識-電流的磁效應(yīng)觸頭系統(tǒng)：觸頭系統(tǒng)：主觸點、輔助觸點主觸點、輔助觸點 常開觸點（動合觸點）常開觸點（動合觸