调节阀自动化调节系统中的实际应用

 

在生产过程自动化调节系统中，调节阀是一个重要的、必不可少的环节，被称之为生产过程自动化的“手脚”，是自动控制系统的终端控制元件之一。

 

调节阀流路简单、阻力小，一般情况下适用于正向使用(安装)。然而在高压降场合调节阀反向使用，以改善不平衡力和减少对阀芯的损伤，同时也有利于介质的流动、避免调节阀结焦和堵塞。调节阀在反向使用时，特别应该避免长时期小开度开启的情况，以防引起强烈振荡而损坏阀芯。特别在化工装置试生产阶段，由于试生产时负荷较低、设计工艺条件不可能很快达到要求，反向使用的调节阀应尽可能避免较长时间的小开度开启状况，以防调节阀损坏。

 

调节阀是由执行机构和阀两部分组成。从水力学观点来看，调节阀是一个局部阻力可以变化的节流元件，调节阀是按照输入信号通过改变行程来改变阻力系数，从而达到调节流量的目的。

结构与使用

1调节阀的结构

调节阀除阀体为角型外，其他结构均和单座阀相似，其特点决定了它的流路简单，阻力小，特别有利于高压降、高粘度、含有悬浮物和颗粒状物质流体的调节。它可以避免结焦，粘结和堵塞等现象发生，也便于清洗和自净。

 

2调节阀正、反向使用比较

一般情况下，调节阀均采用正向安装，即底进侧出。只有在高压差场合和高粘度、易结焦、含悬浮颗粒物介质的情况下，才推荐反向安装，即物料侧进底出。调节阀反向使用的目的是为了改善不平衡力和减少对阀芯的磨损，同时也有利于高粘度、易结焦和含悬浮颗粒物介质的流动，避免结焦和堵塞。

反向使用剖析

调节阀在高压降的工艺条件下，推荐反向使用。在试车时，调节阀产生强烈振荡，且发出刺耳的噪声，试车4h后阀芯就断裂了。但此并非质量问题，而是由于使用不合理所致。下面就其断裂原因进行分析。

 

除了蝶阀和隔膜阀在结构上完全对称外，所有其他结构的调节阀都是不对称的。当调节阀改变流动方向时，由于流路的变化会引起)值变化。各类调节阀的正常流向均为使阀芯打开的方向(正向使用)，生产厂也只提供正常流向时的流通能力)值和流量特性。当调节阀反向使用时，既流体沿着使阀芯关闭的方向流动时，调节阀的流通能力会增大。水联动试车时，模拟工艺条件不可能很快达到正常状态，调节阀在较长时间内处于小开度状态下使用，由于不平衡力的作用，会出现严重的不稳定。所以调节阀会产生强烈的震荡并发出刺耳的噪声，因而导致阀芯很快断裂。而在正常工艺条件下，调节阀的开度是适中的，即使小开度也是短暂的，所以调节阀可正常安全使用。

结论

一般情况下，调节阀均不推荐反向使用，只有在高压差、高粘度、易结焦和含悬浮颗粒介质才推荐反向使用。反向使用时，应避免长期小开度情况下运行，尤其在试车时更应注意。

影响调节阀正常运行的因素及对策

 

1、前言

在自动化程度较高的化工控制系统，调节阀作为自动调节系统的终端执行装置，接受控制信号实现对化工流程的调节。它的动作灵敏度直接关系着调节系统的质量。据现场实际统计有70%左右的故障出自调节阀。因此在日常维护中总结分析影响调节阀安全运行的因素及其对策。

 

2、卡堵

调节阀经常出现的问题是卡堵，出现在新投运系统和大修投运初期，由于管道内焊渣、铁锈等在节流口、导向部位造成堵塞使介质流通不畅，或调节阀检修中填料过紧，造成摩擦力增大，导致小信号不动作大信号动作过头的现象。

故障处理：可迅速开、关副线或调节阀，让脏物从副线或调节阀处被介质冲跑。另一办法用管钳夹紧阀杆，在外加信号压力情况下，正反用力旋动阀杆，让阀芯闪过卡处。若不能则增加气源压力增加驱动功率反复上下移动几次，即可解决问题。如若仍不动作，则需解体处理。

 

3、泄漏

3.1阀内漏，阀杆长短不适。气开阀，阀杆太长阀杆向上的（或向下）的距离不够，造成阀芯和阀座之间有空隙，不能充分接触，导致关不严而内漏。同样气关阀阀杆太短，导致阀芯和阀座之间有空隙，不能充分接触，导致关不严而内漏。

解决办法：应缩短（或延长）调节阀阀杆使调节阀长度合适，使其不再内漏。

 

3.2填料泄漏。填料装入填料函以后，经压盖对其施加轴向压力。由于填料的塑性，使其产生径向力，并与阀杆紧密接触，但这种接触是并不是非常均匀的。有些部位接触的松，有些部位接触的紧，甚至有些部位没有接触上。调节阀在使用过程中，阀杆同填料之间存在着相对运动，这个运动叫轴向运动。在使用过程中，随着高温、高压和渗透性强的流体介质的影响，调节阀填料函也是发生泄漏现象较多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏，对于纺织填料还会出现渗漏（压力介质沿着填料纤维之间的微小缝隙向外泄漏）。阀杆与填料间的界面泄漏是由于填料接触压力的逐渐衰减，填料自身老化等原因引起的，这时压力介质就会沿着填料与阀杆之间的接触间隙向外泄漏。

解决对策：为使填料装入方便，在填料函顶端倒角，在填料函底部放置耐冲蚀的间隙较小的金属保护环（与填料的接触面不能为斜面），以防止填料被介质压力推出。填料函各部与填料接触部分的金属表面要精加工，以提高表面光洁度。

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