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1、化工仪表基础培训调化工仪表基础培训调节阀节阀第1页，本讲稿共36页目目 录录 一、一、调节阀概述二、调节阀的结构三、调节阀的附件四、调节阀的类型及选型五、调节阀的故障处理第2页，本讲稿共36页调节阀的概述调节阀的概述u调节阀用于调节介质的流量、压力、温度和液位等参数。根据控制器输出的信号，自动控制阀门的开度，改变调节参数，把被调参数控制在要求范围之内，从而达到过程生产自动化。u 调节阀按其能源形式分为：气动、液动和电动。u 气动调节阀按其执行机构形式分为：薄膜式、活塞式和长行程式。u 电动和液动调节阀按执行机构运动的方式分为：直行程和角行程。目前石化工业中普遍使用气动调节阀，电动调节阀使用较少
2、，液动调节阀只有特殊要求下才采用。第3页，本讲稿共36页调节阀的概述调节阀的概述u 流通能力Cv是选择调节阀的主要参数之一，调节阀的流通能力的定义为：当调节阀全开时，阀两端压差为0.1MPa，流体密度为1g/cm3时，每小时流经调节阀的流量数，称为流通能力，也称流量系数，以Cv表示，单位为t/h，液体的Cv值按下式计算。根据流通能力Cv值大小查表，就可以确定调节阀的公称通径DN。u 调节阀的流量特性，是在阀两端压差保持恒定的条件下，介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系。调节阀的流量特性有线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。三种注量特性的意义如下：第4页，本讲稿共36页调节阀的概述调节
3、阀的概述（1）等百分比特性（对数）等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系，在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比，流量变化的百分比是相等的。所以它的优点是流量小时，流量变化小，流量大时，则流量变化大，也就是在不同开度上，具有相同的调节精度。（2）线性特性（线性）线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。流量大时，流量相对值变化小，流量小时，则流量相对值变化大。第5页，本讲稿共36页调节阀的概述调节阀的概述（3 3）抛物线特性流量按行程的二方成比例变化，大体具有线性和）抛物线特性流量按行程的二方成比例变化，大体具有线性和等百分
4、比特性的中间特性。等百分比特性的中间特性。从上述三种特性的分析可以看出，就其调节性能上讲，以等百分从上述三种特性的分析可以看出，就其调节性能上讲，以等百分比特性为最优，其调节稳定，调节性能好。而抛物线特性又比线比特性为最优，其调节稳定，调节性能好。而抛物线特性又比线性特性的调节性能好，可根据使用场合的要求不同，挑选其中任性特性的调节性能好，可根据使用场合的要求不同，挑选其中任何一种流量特性。何一种流量特性。第6页，本讲稿共36页第7页，本讲稿共36页u 调节阀由执行机构和调节机构两部分组成，其中执行机构是调节阀的推动部分，调节机构是调节阀的调节部分。我们主要介绍气动执行机构的相关内容。u1 1
5、、执行机构、执行机构（1 1）气动薄膜执行机构（带弹）气动薄膜执行机构（带弹簧）簧）气动薄膜执行机构是一种广泛应用的执行机构，接受0.020.1MPa的气动信号。调节阀的结构调节阀的结构执行机构执行机构调节机构调节机构第8页，本讲稿共36页调节阀的结构调节阀的结构（2 2）气动活塞执行机构（不带弹簧）气动活塞执行机构（不带弹簧）气动活塞执行机构的汽缸允气动活塞执行机构的汽缸允许操作压力可达许操作压力可达0.50.50 0.7MPa.7MPa，适合，适合高静压、高压差的场合。高静压、高压差的场合。（3 3）长行程执行机构）长行程执行机构 长行程执行机构具有行程长行程执行机构具有行程长、转矩大的特
6、点，适用于转角长、转矩大的特点，适用于转角和力矩大的场合，如蝶阀、风门和力矩大的场合，如蝶阀、风门等。等。第9页，本讲稿共36页调节阀的结构2、调节机构：、调节机构：u 调节机构主要由阀芯和阀座组成，实际上是一个局部阻力可以改变的节流元件。阀杆上部与执行机构相连，下部与阀芯相连。由于阀芯在阀体内移动，改变了阀芯与阀座之间的流通面积，即改变了阀的阻力系数，被控介质的流量也就相应地改变，从而达到控制工艺参数的目的。u 调节机构的类型主要有直通单座、直通双座控制阀、角形控制阀、三通控制阀、隔膜控制阀、蝶阀、球阀笼式阀 第10页，本讲稿共36页调节阀的结构如右图所示，调节机构是由如右图所示，调节机构是
7、由阀盖、阀体、阀座、阀芯、阀盖、阀体、阀座、阀芯、阀杆和填料等零部件组成。阀杆和填料等零部件组成。阀杆和阀芯连接在一起，阀阀杆和阀芯连接在一起，阀芯是阀内最为关键的零件，芯是阀内最为关键的零件，为了适应不同的需要，得到为了适应不同的需要，得到不同的阀门特性，阀芯的结不同的阀门特性，阀芯的结构形状是多种多样的构形状是多种多样的。第11页，本讲稿共36页调节阀的结构笼式阀笼式阀第12页，本讲稿共36页调节阀的附件u过滤减压阀过滤减压阀 过滤减压阀就是将总气源管来的气压进行过滤和设定，达到气动执行机构所要求的气源质量和风压u增速器(放大器)在气源管道安装，可以调节阀门运行速度的装置，一般安装在气缸较
8、大的调节阀上，以改善阀门动作速度。现场用的增速器为SMC公司的型号为IL 100-02和IL 100-03第13页，本讲稿共36页调节阀的附件锁止阀锁止阀锁止阀有锁止阀有KOSOKOSO厂家的厂家的CL-420CL-420、CL523HCL523H和和YTCYTC厂家的厂家的YT-400YT-400第14页，本讲稿共36页调节阀的附件直通式电磁阀直通式电磁阀u原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。u特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但通径一般不超过25mm u 现场大部分选用ASCO厂家的电磁阀。通过电磁阀可以
9、实现阀门联锁动作。第15页，本讲稿共36页调节阀的附件一、阀门定位器 阀门定位器是调节阀的主要附件，它与气动调节阀配套使用，接受调节器的输出信号，然后定位器输出信号去控制气动调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器，形成一个闭环回路。根据现场调节阀定位器的种类，总结出定位器的类型、安装和调校方法、步骤。我们简单介绍一下定位器的类型和安装所注意的事项，定位器的调校将作为重点部分来单独讲解。1、定位器的类型 现场调节阀所用的定位器有以下几种类型：（1）ABB单/双作用定位器；（2）Fisher DVC6000系列智能阀门定位器（3）YT-2400智能阀门定位器；（4）YT-
10、1000系列电气阀门定位器 （5）Fisher DVC2000智能阀门定位器第16页，本讲稿共36页ABBABB智能阀门定位器智能阀门定位器ABB智能阀门定位器u技术参数：420mA输入 2线制；供电电压24VDC输入气源压力0 0.6MPau定位器安装 安装阀门定位器时，确保位置反馈的冲程或旋转角正确无误，直线式执行器安装最大旋转角为60，旋转式执行器安装最大旋转角为120。现场所用的安装方式均为直行程。第17页，本讲稿共36页ABBABB智能阀门定位器智能阀门定位器u检查位置返馈杆的安装角度。按住MODE键。同时点击键或键，直到显示操作模式代码1.3。松开 MODE键。使用、键操作，使执行
11、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20度，无需严格对称）直行程应用范围在-28-+28 之内。角行程应用范围在-57-+57 之内。全行程角度应不小于25第18页，本讲稿共36页Fisher DVC6000系列阀门定位器Fisher DVC6000Fisher DVC6000系列阀门定位器系列阀门定位器DVC6010 DVC6010 用于直行程控制阀（最大行程用于直行程控制阀（最大行程4 4英寸）英寸）DVC6020 DVC6020 用于旋转式及长行程直行程控制阀用于旋转式及长行程直行程控制阀（4-244-24英寸行程）英寸行程）DVC6030
12、 DVC6030 用于纵向旋转式控制阀（纵向旋转旋转用于纵向旋转式控制阀（纵向旋转旋转式执行机构）式执行机构）以以DVC6010 DVC6010 为例为例在将定位器安装到定位器支架前，一定要将定位在将定位器安装到定位器支架前，一定要将定位销装好，并确认阀门处于初始状态（故障状态），销装好，并确认阀门处于初始状态（故障状态），以保证定位器的零点与阀门的机械零点相对应。以保证定位器的零点与阀门的机械零点相对应。第19页，本讲稿共36页Fisher DVC6000系列阀门定位器 执行机构为反作用时（气开式 FC），定位销安装在标记为“B”的定位孔中，行机构为正作用时（气关式 FO），定位销安装在标记
13、为“B”的定位孔中。模拟输入信号模拟输入信号：4-20 mA 最小电压最小电压：用于模拟控制时仪表端子上的最小电压须为10.5 V，用于HART 通信的电压须为11 V。最大电压最大电压：30 V 直流电压。第20页，本讲稿共36页Fisher DVC2000Fisher DVC2000智能阀门定位器智能阀门定位器Fisher DVC2000智能阀门定位器模拟输入信号：4-20 mA最小电压：用于模拟控制时仪表端子上的最小电压须为8.5 V，用于HART 通信的电压须为9.0 V。最大电压：30 V 直流电压 1.将安装支架安装到执行机构上。2.根据阀动作形式选择壳体的配置方式，如图所示 3.
14、将反馈件和磁铁组件安装在阀杆联接件上。不要拧紧，因为还需要进行调准。4.垂直放置磁片，使阀门名义行程起点对准反馈组件上所示的有效行程上端点。第21页，本讲稿共36页西门子西门子SIPART PS2 阀门智能定位器阀门智能定位器u西门子SIPART PS2 阀门智能定位器u输入模拟信号：4-20mAu输出气压信号：0-0.1MPa一、调试前准备工作一、调试前准备工作 接汽源，再接电源，将电流给到4mA以上 如定位器没有调试过，这时显示屏中应出现P进入组态，先按“+”再同时按“”，反之相同，看阀门的最大点或最小点。看最小点应在5-9之间，不对调定位器的黑色齿轮。看最大点应不超过95，调最小点尽量接
15、近5.用“+”、“”键将阀门行程调到50%，调试前准备工作完成。注意：注意：如果定位器调试过必须清零，清零步骤为：按手键进入(新出的为50，最初的为55)，再按“+”5秒出现OCAY，再按手键5秒，出现C4抬手出现P，进入组态后调试步骤同以上2、3、4相同。第22页，本讲稿共36页西门子西门子SIPART PS2 阀门智能定位器阀门智能定位器二、初始化的调校步骤二、初始化的调校步骤、执行机构的自动初始化、执行机构的自动初始化注：注：自动初始化前一定要正确设定阀门的开关方向！否则初始化无法进行！1.正确移动执行机构，离开中心位置，开始初始化。直行程选择：；角行程选择：，用“+”，“”键切换；2.
16、短按功能键，切换到第二参数：显示：或 ，用“+”，“”键切换；注：注：这一参数必需与杠杆比率开关的设定值相匹配。3用功能键切换到参数三，显示如下：显示：第23页，本讲稿共36页西门子西门子SIPART PS2 阀门智能定位器阀门智能定位器如果你希望在初始化阶段完成后，计算的整个冲程量用mm 表示，这一步必须设置。为此，你需要在显示屏上选择与刻度杆上驱动钉设定值相同的值。4用功能键切换参数四，显示如下：显示：5下按“+”键超过 5 秒，初始化开始显示：初始化进行时，“RUN1”至“RUN5”一个接一个出现于显示屏下行。注：注：初始化过程依据执行机构，可持续 15 分钟。有下列显示时，初始化完成。
17、在你短促下压功能键后，出现显示：通过下按功能键超过 5 秒，退出组态方式。约5 秒后，软键显示将出现。松开功能键后，装置将在Manual 方式，按功能键将方式切换为AUTO，此时可以远控操作。第24页，本讲稿共36页梅索尼兰梅索尼兰SVI II AP智能定位器智能定位器uSVI II AP 单作用式定位器供气压力使用20-100psi(1.4-6.9bar),双作用式定位器供气压力使用20-150psi(1.4-10.4)bar,最小供气管直径为1/4英寸。uSVI II AP 定位器上电1）拧掉SVI IIAP面板盖子上的四个固定螺钉，移开盖子。将电流信号源接到端子“+”和“-”上，参看图1
18、1。重新将面板盖子和显示屏装上。2）将电流调节到12mA,在新安装的定位器初次上电情况下，出厂时已将定位器设定为正常模式工作。供电后显示屏上会循环的显示以下参数：第25页，本讲稿共36页梅索尼兰梅索尼兰SVI II AP智能定位器智能定位器PRES：压力单位以及压力值SIGNAL：输入电流量POS：阀门位置3）在显示屏的左上角上会显示一个感叹号“！”表示有更多的可用状态。4）进行校验和配置注意：如果该SVI II AP 没有本地按键和显示屏，那就无法进行本地操作。可以使用ValVue 2软件或HART手操机对定位器进行校验和配置。第26页，本讲稿共36页梅索尼兰梅索尼兰SVI II AP智能定
19、位器智能定位器u对 SVI II AP 进行校准：1：在给SVI IIAP 供电后观察显示屏，看它是在一般操作模式或是在手动操作模式下。2：如果在一般操作模式下，将会在“POS”和“SIGNAL”之间轮流显示。3：如果在手动模式下，显示内容“POS-M”和“SIGNAL”。4：在手动模式下，要进行手动模式的操作，按“*”键选择进入。5：按“+”键“CONFIG”出现，再按“+”键“CALIB”出现。6：通过按“*”键选择进入“CALIBRA”校验菜单，STOP 出现，按“*”运行，阀门会从全开走到全关。察看所有的警告信息。7：按“*”键阀门会动作，并执行自动校准。8：在STOP 运行完毕后，按
20、“+”两次直到TUNE出现。第27页，本讲稿共36页梅索尼兰梅索尼兰SVI II AP智能定位器智能定位器u自整定执行SVI IIAP的自整定功能：1：按“*”键开始自整定操作，该步骤要进行3 到10 分钟，通过使阀门大幅和小幅的移动，来校验出最佳的位置响应。2：当在自动校验过程时，显示屏上会显示数字消息，表示过程进行中。3：当自动校验结束时会显示TUNE。4：重复的按“+”直到SETUP 出现。5：按“*”键会回到SETUP 菜单，出现“CALIB”选项。第28页，本讲稿共36页调节阀的类型及选型调节阀的类型及选型u调节阀又名控制阀，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变流体
21、流量。调节阀一般由执行机构和阀门组成。如果按其所配执行机构使用的动力，调节阀可以分为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀三种，即以压缩空气为动力源的气动调节阀，以电为动力源的电动调节阀，以液体介质(如油等)压力为动力的电液动调节阀，另外，按其功能和特性分，还有水力控制阀、电磁阀、电子式、智能式、现场总线型调节阀等。u调节阀的阀体类型种类很多，常用的阀体种类有直通单座、直通双座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋转、蝶形、套筒式、球形等。第29页，本讲稿共36页调节阀的类型及选型调节阀的类型及选型u在具体选择时，可做如下考虑:(1)阀芯形状结构 主要根据所选择的流量特性和不平衡力等因素考虑。(2)耐
22、磨损性 当流体介质是含有高浓度磨损性颗粒的悬浮液时，阀的内部材料要坚硬。(3)耐腐蚀性 由于介质具有腐蚀性，尽量选择结构简单阀门。(4)介质的温度、压力 当介质的温度、压力高且变化大时，应选用阀芯和阀座的材料受温度、压力变化小的阀门。(5)防止闪蒸和空化 闪蒸和空化只产生在液体介质。在实际生产过程中，闪蒸和空化会形成振动和噪声，缩短阀门的使用寿命，因此在选择阀门时应防止阀门产生闪蒸和空化。第30页，本讲稿共36页调节阀的类型及选型调节阀的类型及选型u调节阀执行机构的选择 为了使调节阀正常工作，配用的执行机构要能产生足够的输出力来保证高度密封和阀门的开启。u 对于双作用的气动、液动、电动执行机构
23、，一般都没有复位弹簧。作用力的大小与它的运行方向无关，因此，选择执行机构的关键在于弄清最大的输出力和电机的转动力矩。对于单作用的气动执行机构，输出力与阀门的开度有关，调节阀上的出现的力也将影响运动特性，因此要求在整个调节阀的开度范围建立力平衡。u执行机构类型的确定 对执行机构输出力确定后，根据工艺使用环境要求，选择相应的执行机构。对于现场有防爆要求时，应选用气动执行机构。从节能方面考虑，应尽量选用电动执行机构。若调节精度高，可选择液动执行机构。如发电厂透明机的速度调节、炼油厂的催化装置反应器的温度调节控制等。第31页，本讲稿共36页调节阀的类型及选型调节阀的类型及选型u调节阀的作用方式选择 调
24、节阀的作用方式只是在选用气动执行机构时才有，其作用方式通过执行机构正反作用和阀门的正反作用组合形成。组合形式有4种即正正(气关型)、正反(气开型)、反正(气开型)、反反(气关型)，通过这四种组合形成的调节阀作用方式有气开和气关两种。对于调节阀作用方式的选择，主要从三方面考虑:a)工艺生产安全;b)介质的特性;c)保证产品质量，经济损失最小序号执行机构阀 调节阀(a)正正 气关(b)正反 气开(c)反正 气开(d)反反 气关不能以气开、气关形式来判断阀的正不能以气开、气关形式来判断阀的正反作用。反作用。第32页，本讲稿共36页调节阀的故障处理调节阀的故障处理序号故障产生原因检查方法1阀没有动作1
25、.气源故障，供气管严重漏气。2.输入信号消失。3.定位器，转换器故障。4.薄膜破裂，弹簧断裂。5.阀杆，阀芯卡死等。首先检查上游仪表，从信号 转换器 定位器。查气源压力，供气量。执行机构中是否漏气。最后查阀。2阀动作迟缓1.气源压力低。2.膜片，活塞环漏气。3.填料太紧，阀杆变形。4.定位器响应性能差。查气源，定位器性能。膜片，活塞环是否漏气。检查填料压盖。最后检查阀芯，阀杆。3阀不能全关1.输入信号有问题。2.操作气压不足或弹簧力不足。3.定位器调试时未到全行程。4.工况压差大于设计压差。5.阀座，阀芯上有杂物。与上面一样查信号，气源。查工况的介质压差。核对弹簧压力范围。校验定位器。第33页
26、，本讲稿共36页调节阀的故障处理调节阀的故障处理序号故障产生原因检查方法4阀关闭时泄漏大1.执行机构推力小，或弹簧力不足。2.阀芯，阀座损坏。3.阀座松动，垫片冲坏。4.阀座，阀芯之间有杂物。调整执行机构，拆开检查。5阀振动1.定位器调整不好。2.阀开度太小，流向不对。3.填料太紧。4.阀芯与导套间隙太大。5.附近有振动源。首先查定位器是否振荡。查流向，开度；调整填料。如开度太小，间隙太大，待大修时调换阀型号或口径。查支撑和避震结构。第34页，本讲稿共36页调节阀的故障处理调节阀的故障处理序号故障产生原因检查方法6填料泄漏1.填料未压紧。2.填料材质与介质不匹配。3.阀杆变形毛糙。4.填料压盖变形。压紧填料。核查填料材质。拆开阀查阀杆，压盖。7阀体垫片渗漏1.拧紧力矩不足。2.垫片损坏。3.密封面损坏，螺孔中漏。加大预紧力。拆开检查垫片，密封面和双头螺柱的螺孔。第35页，本讲稿共36页谢谢！谢谢！第36页，本讲稿共36页