調(diào)節(jié)閥的選型

1、調(diào)節(jié)閥的選型、維修與校驗在電廠自動控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥是最常見的一種執(zhí)行器，一般自動控制系統(tǒng)由對象、監(jiān)測儀表、控制器、執(zhí)行器等組成。正確選取調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)型式、流量特性、流通能力及執(zhí)行機構(gòu)的輸出力矩、推力與行程，對于自動控制系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性和可靠性有著十分重要的作用。如果選擇不當，將直接影響控制系統(tǒng)性能，甚至無法實現(xiàn)自動控制，進而影響整臺機組的安全經(jīng)濟運行。調(diào)查發(fā)現(xiàn)在這些事例中約95%屬于選型不當造成，而計算錯誤造成的問題不到5%。實踐證明計算與選型相比，選型難度更大，出現(xiàn)的問題更多，對此應(yīng)特別重視。 1 調(diào)節(jié)閥的選型 1.1 選型應(yīng)考慮的主要因素 (1)要滿足生產(chǎn)過程的溫度、壓力、液位

2、及流量要求； (2)閥的泄漏及密封性要求； (3)閥的工作壓差需用壓差； (4)對提高閥使用壽命和可靠性的考慮； (5)對閥動作速度、流量特性的考慮； (6)對閥作用方式和流向的考慮； (7)對執(zhí)行機構(gòu)型式、輸出力矩、剛度及彈簧范圍的考慮； (8)對材質(zhì)及閥經(jīng)濟性的考慮(選型不當價格會相差34 倍)。 1.2 選型的一般原則 在滿足過程控制要求的前提下，所選的閥應(yīng)盡量簡單、可靠、價廉、壽命長、維修方便和備件來源及時可靠。要盡力避免單純追求好的結(jié)構(gòu)、好的材質(zhì)、多帶附件，而忽略了對可靠性、經(jīng)濟性的考慮。從可靠性觀點來看，結(jié)構(gòu)越簡單，其可靠性就越高；材質(zhì)選擇過高，將造成不必要的價格投入。 1.3 選

3、型應(yīng)提供的工藝參數(shù)及系統(tǒng)要求 (1)工藝參數(shù)：溫度、壓力、正常流量時壓差及切斷時的壓差。 (2)流體特性：腐蝕性、粘度、溫度變化對流體特性的影響。 (3)系統(tǒng)要求：泄漏量、可調(diào)比、動作速度與頻率、線性及噪音。 1.4 調(diào)節(jié)閥的分類及選擇 調(diào)節(jié)閥按結(jié)構(gòu)特征大致可分為如下9大類： (1)直通單座調(diào)節(jié)閥：該閥應(yīng)用最廣，具有泄漏小、許用壓差小、流路復(fù)雜、結(jié)構(gòu)簡單的特點，故適用于泄漏要求嚴、工作壓差小的干凈介質(zhì)場合，但小規(guī)格閥(DN300mm時，通常都有蝶閥來完成。 (8)球閥：“O”形球閥全開時為無阻調(diào)節(jié)閥，“自潔”性能最佳，適用于特別污濁、含纖維介質(zhì)的2位切斷場合。“V”形球閥具有近似等百分比的調(diào)節(jié)

4、特性，適用于較污濁、含纖維介質(zhì)可調(diào)比較大的調(diào)節(jié)場合，球閥價格較貴。 (9)偏心旋轉(zhuǎn)閥：該閥介于蝶閥和球閥之間，“自潔”、調(diào)節(jié)性能好，亦可切斷，故適用于較污濁介質(zhì)、泄漏要求小的調(diào)節(jié)場合，但該閥價格較貴。 這9類產(chǎn)品中前6種為直行程調(diào)節(jié)閥，后3種為角行程調(diào)節(jié)閥。作為用戶，必須弄清其特點。 1.5 正確選擇的若干問題 閥體材料選擇 (1)閥體耐壓等級、使用溫度、耐腐蝕性能等方面應(yīng)不低于工藝連接管道要求，并優(yōu)先選用定型產(chǎn)品。 (2)水蒸氣及含水較多的濕氣體介質(zhì)、環(huán)境溫度低于-20時，不宜選用鑄鐵閥。 閥內(nèi)件材質(zhì)選擇 (1)非腐蝕性介質(zhì)一般選用1Cr18Ni9Ti或其它不銹鋼。 (2)對汽蝕、沖蝕較為嚴

5、重、介質(zhì)溫度與壓差構(gòu)成的直角坐標中，其溫度為300，壓差為1.5MPa 2點連線以外的區(qū)域時，應(yīng)選用耐磨材料，如鈷基合金或表面堆焊史太萊合金等。 (3)對硬密封切斷閥，為提高密封面可靠性，應(yīng)選用耐磨合金。當密封要求十分嚴密時，應(yīng)選用軟密封，如四氟、橡膠。 高低溫材料選擇 當介質(zhì)溫度600時應(yīng)選用高溫高強度合金(如因可耐爾)。 1.6 填料及閥蓋型式選擇 (1)通常情況下，介質(zhì)溫度200時，選用“V”形四氟填料，普通型上閥蓋；介質(zhì)溫度400時，需選用散熱型閥蓋和石墨填料。 (4)為增加閥桿密封的可靠性，可選用雙層填料結(jié)構(gòu)。 1.7 定位器的選擇 以下情況應(yīng)選用定位器： (1)電動儀表控制氣動閥，

6、且為慢速響應(yīng)系統(tǒng)時。 (2)需要提高薄膜執(zhí)行機構(gòu)輸出力的場合。 (3)緩慢過程需要提高調(diào)節(jié)閥響應(yīng)速度的場合，如溫度、液位及分析等參數(shù)。 (4)需要克服摩擦力，減小過大的回差造成調(diào)節(jié)品質(zhì)差的場合，如低溫或采用柔性石墨填料的調(diào)節(jié)閥。 (5)調(diào)節(jié)器比例帶很寬，但又要求閥小信號有響應(yīng)時，采用無彈簧執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。 帶定位器適用的閥，通常選用20100kPa的彈簧，但為了提高輸出力，可選用氣源壓力PS=250kPa。對氣開閥，可選用60180kPa的彈簧，以增加起點執(zhí)行機構(gòu)輸出力。對氣閉閥可選用20100kPa的彈簧，以增加關(guān)閉時執(zhí)行機構(gòu)輸出力。 2 調(diào)節(jié)閥正確安裝的若干問題 2.1 安裝的一般性要

7、求 (1)調(diào)節(jié)閥應(yīng)垂直、正立安裝在水平管道上，公稱通經(jīng)Dg50的調(diào)節(jié)閥，其閥前后管道上最好有永久性支架。 (2)調(diào)節(jié)閥安裝位置應(yīng)方便操作維修，以便人員能進行維修和操作，必要時應(yīng)設(shè)置平臺。 (3)調(diào)節(jié)閥上、下部分應(yīng)留有足夠空間，以便維修時取下執(zhí)行機構(gòu)和閥內(nèi)件及閥的下法蘭和堵頭。 (4)當調(diào)節(jié)閥安裝在有振動場合時，應(yīng)考慮防振措施。 (5)未安裝閥門定位器的調(diào)節(jié)閥，膜頭上最好安裝指示控制信號的小型壓力表。 (6)調(diào)節(jié)閥應(yīng)先檢查校驗，并在管道吹掃后安裝。 2.2 對安全問題的考慮 (1)閥門在操作的各個環(huán)節(jié)中(即安裝、試驗、操作和維修)，應(yīng)首先注意人員和設(shè)備的安全性。 (2)閥切斷后，閥門中的壓力還可

8、保持一段時間，應(yīng)有降壓的安全措施，如安裝放空閥或排放閥。 (3)對液體介質(zhì)，應(yīng)安裝1個能限制流量的放空閥，以防過快打開放空閥時水擊所造成的危害。 (4)對蒸汽管線，在接近調(diào)節(jié)閥的上下2端應(yīng)保溫。 (5)壓力波動嚴重的地方，應(yīng)安裝管線緩沖器。 2.3 對調(diào)節(jié)閥性能的考慮 (1)配管通徑盡量與閥通徑一致。 (2)調(diào)節(jié)閥入口直管段長度至少不得小于10倍管道通經(jīng)。 (3)調(diào)節(jié)閥出口直管段應(yīng)有35倍管道通經(jīng)。 (4)調(diào)節(jié)閥進出口取壓點位置為閥前2倍管道通經(jīng)、閥后3倍管道通徑處。 (5)必須按流動方向箭頭安裝調(diào)節(jié)閥，避免過大的安裝應(yīng)力。 2.4 對手動操作的考慮 (1)閥門安裝位置應(yīng)便于操作，并使操作人員

9、能看到指示器(如液位計)上顯示的參數(shù)。 (2)應(yīng)考慮卸下調(diào)節(jié)閥手輪機構(gòu)、定位器等附件的側(cè)面空間。 (3)對大口徑、高空安裝的調(diào)節(jié)閥，要考慮到維護時操作人員的工作位置。 2.5 調(diào)節(jié)閥信號的配管和配線 (1)調(diào)節(jié)閥的配管和配線方案應(yīng)滿足調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求。 (2)調(diào)節(jié)閥配管宜采用D61mm 紫銅管；大膜頭調(diào)節(jié)閥和氣動閥宜采用D81mm 紫銅管。 3 調(diào)節(jié)閥主要性能的現(xiàn)場檢測 調(diào)節(jié)閥的性能指標很多，以下項目應(yīng)進行重點檢測和調(diào)校。 (1)基本誤差：將20100kPa信號平穩(wěn)地增大或減小輸入氣室(或定位器)內(nèi)，測量各點所對應(yīng)的行程值，計算出“信號行程”關(guān)系與理論值之間的各點誤差，其最大值即為基本誤差。試驗

10、點應(yīng)按信號范圍的0%、25%、50%、75%、100% 5個點進行，測量儀表基本誤差應(yīng)限于被測試閥門基本誤差限的1/4。 (2)回差：實驗方法同上。在同一輸入信號上測得的正反行程的最大差值即回差。 (3)始終點偏差：實驗方法同上。信號上限(始點)處的基本誤差即為始點偏差；信號下限(終點)處的基本誤差即為終點偏差。 (4)泄漏試驗：通常試驗介質(zhì)為常溫水，當閥的壓差小于350kPa時，實驗壓力按350kPa做，當閥的工作壓差大于350kPa 時按允許壓差做。實驗介質(zhì)應(yīng)按規(guī)定流向進入閥內(nèi)，閥出口可直接連通大氣或連接出口通大氣的低壓頭測量裝置，在確認閥和下游各連接管完全充滿介質(zhì)后，方可測取泄漏量。對主

11、要閥門，還要做強壓試驗。 (5)對配套定位器的閥，在安裝、投運前，均應(yīng)現(xiàn)場調(diào)試。 4 調(diào)節(jié)閥的現(xiàn)場維護 調(diào)節(jié)閥由于直接與工藝介質(zhì)接觸，其性能直接影響到系統(tǒng)質(zhì)量和環(huán)境污染，所以對調(diào)節(jié)閥必須進行經(jīng)常維護和定期檢修，尤其對使用條件惡劣和重要場合更應(yīng)重視維修工作。其重點檢查維護部位： (1)對于使用在高壓差和腐蝕性介質(zhì)場合的調(diào)節(jié)閥，閥體內(nèi)壁、隔膜經(jīng)常受到介質(zhì)的沖擊和腐蝕，應(yīng)重點檢查耐壓、耐腐情況。 (2)固定閥座用的螺紋，內(nèi)表面易受腐蝕而使閥座松動，應(yīng)重點檢查此部位；對高壓差下工作的閥還應(yīng)檢查閥座密封面是否被沖蝕、汽蝕。 (3)閥芯受介質(zhì)的沖刷、腐蝕最為嚴重，檢修時要認真檢查是否被腐蝕、磨損，特別是在

12、高壓差情況下閥芯因汽蝕現(xiàn)象磨損更為嚴重。 (4)檢查膜片、“0”型圈和其它密封墊是否裂化或老化。 (5)應(yīng)注意聚四氟乙烯填料、密封潤滑油脂是否老化、配合面是否被損壞，必要時應(yīng)更換。 5 調(diào)節(jié)閥常見故障及現(xiàn)場處理 調(diào)節(jié)閥現(xiàn)場常見問題是關(guān)不死、打不開、回差大、泄漏大、振動、振蕩等，其處理方法分別為： (1)閥芯關(guān)不死：對氣閉閥解決辦法是增大氣源壓力或調(diào)松彈簧預(yù)緊力(即降低氣室外起點壓力)。對氣開閥的解決方法是增大彈簧預(yù)緊力，同時增大起源壓力。 (2)推桿動作遲鈍或不動作：檢驗?zāi)て?、滾動膜片、墊片是否老化、破裂引起漏氣。 (3)回差大：推桿是否彎曲、填料壓蓋是否壓得太緊，尤其是石墨填料、閥芯導(dǎo)向是否有傷。解決辦法是換閥桿、換填料、增大導(dǎo)向間隙、換強力執(zhí)行機構(gòu)。 (4)閥的全行程不夠：松開閥桿連接螺母，將閥桿向外旋或向內(nèi)伸。使全行程偏差值超過允許值再將螺母并緊。 (5)閥小開度穩(wěn)定性差：現(xiàn)場首先檢查是否流向裝反了，或閥選得太大，解決辦法是改流開安裝、縮小閥芯尺寸。 (6)閥的動作不穩(wěn)定：定位器故障、輸出管線漏氣、執(zhí)行機構(gòu)剛度太小流體壓力變化造成推力不足。解決辦法是維修定位器和管線，改用剛度大的執(zhí)行機構(gòu)。 (7)泄漏量大：首先檢查密封面是否有傷、閥座與閥桿連接螺紋是否松動、閥關(guān)閉時壓差是否大于執(zhí)行機構(gòu)的輸出力。解決辦法是更換密封面、并緊