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德阳西门子S7-300代理商


 控制阀的选型、维修与校验

控制阀是电厂自动控制系统中一个重要环节,无论多么复杂的自动控制系统,较后都归结到对控制阀的控制,也就是说,控制阀是执行自控指令任务的一道总机关。因此,控制阀的性能如何,不仅直接关系机组运行的经济性,甚至影响自控系统乃至整台机组的安全运行。但令人遗憾的是,在实际使用中控制阀经常出现关不死、打不开、动作不灵敏、泄漏大、非线性严重、寿命短、价格贵等问题。据调查发现,这些问题中95%以上是属于选型不当造成的,而因计算错误造成的问题不到5%。实践证明,计算与选型相比,选型的难度更大,出现的问题更多,对此应该特别重视。下面结合笔者近年来掌握的情况和工作中碰到的问题,就控制阀的选型、维护及现场调校谈一些看法。

一、控制阀的选型

1、选型应考虑的主要因素

(1)较基本的条件是要满足生产过程的温度、压力、液位及流量的要求;

(2)阀的泄漏及密封性要求;

(3)阀的工作压差应小于许用压差;

(4)对阀使用寿命和可靠性的考虑;

(5)对阀动作速度、流量特性的考虑;

(6)对阀作用方式和流向的考虑;

(7)对执行机构形式、输出力矩、刚度以及弹簧范围的考虑;

(8)对材质及阀经济性的考虑(选型不当价格会相差3~4倍)。

2、选型的一般原则

在满足过程控制要求的前提下,所选的阀应尽量简单、可靠、价廉、寿命长、维修方便,并保证备件来源及时可靠。要尽量避免为单纯追求好结构、好材质、多附件而忽略了对可靠性、经济性的考虑。从可靠性观点来看,结构越简单、多余的附件越少,其可靠性就越高;材质选择过高,将造成不必要的浪费。

3、选型应提供的工艺参数及系统要求

(1)工艺参数:温度、压力、正常流量时的压差及切断时的压差;

(2)流体特性:腐蚀性、粘度、温度变化对流体特性的影响;

(3)系统要求:泄漏量、可调比、动作速度与频率、线性及噪音。

4. 控制阀的分类及选择

控制阀按结构特征大致可分为如下9大类产品。

(1)直通单座控制阀:该阀应用,具有泄漏小、许用压差小、流路复杂、结构简单的特点,故适用于泄漏要求严、工作压差小的干净介质场合,但小规格的阀(DN<20)也可用于压差较大的场合。应用中应注意校对许用压差,防止阀关不死。

(2)直通双座控制阀:与直通单座控制阀相反,具有泄漏大、许用压差大的特点,故适用于泄漏要求不严、工作压差大的干净介质场合,选型时应注意该阀泄漏量大是否能满足过程控制要求。

(3)套筒阀:套筒阀分为单密封和双密封两种结构,前者类似于单座阀,适用于单座阀场合。后者类似于双座阀,适用于双座阀场合。套筒阀还具有稳定性好、装卸方便的特点,但价格比单、双座阀贵50~200%,还需要专门的缠绕密封垫,是仅次于单、双座阀应用较为广泛的阀。

(4)角型阀:节流型式相当于单座阀,但阀体流路简单,适用于泄漏要求小、压差不大的干净介质场合及要求直角配管的场合。

(5)三通阀:它具有3个通道,可代替两个直通单座阀、用于分流和合流及两相流、温度差不大于150℃的场合。当DN≤80时,合流阀可用于分流场合。

(6)隔膜阀:流路简单,隔膜具有一定的耐蚀性能,适用于不干净介质、弱腐蚀介质的两位切断场合。

(7)蝶阀:它相当于取一直管段来做阀体,且阀体又相当于阀座,故“自洁”性能好、体积小、重量轻。适用于不干净介质和大口径、大流量、大压差的场合。当DN>300时,通常都由蝶阀来完成。

(8)球阀:“O”形球阀全开时为无阻阀,“自洁”性能,适用于特别不干净、含纤维介质的两位切断场合。“V”形球阀具有近似等百分比的调节特性,适用于不干净、含纤维介质、可调比较大的控制场合。球阀的价格较贵。

(9)偏心旋转阀:该阀介于蝶阀和球阀之间,“自洁”性能好、调节性能好、亦可切断,故适用于不干净介质、泄漏要求小的调节场合,但该阀价格较贵。 

这9类产品中前6种为直行程控制阀,后3种为角行程控制阀。作为控制阀的应用者,必须弄清楚它们的特点、注意事项。各类变型产品、改进型产品都是在这9类产品上演变而来的,弄清这9大类产品就容易掌握其他产品的应用了。

5、正确选择的若干问题

(1)阀体材料选择


阀体耐压等级、使用温度、耐腐蚀性能等方面应不低于工艺连接管道要求,并优先选用定型产品。

 



水蒸气及含水较多的湿气体介质、环境温度低于-20℃时,不宜选用铸铁阀。



(2)阀内件材质选择


非腐蚀性介质一般选用1Cr18 Ni9Ti或其他不锈钢。

对汽蚀、冲蚀较为严重,且在介质温度与压差构成的直角坐标中其温度为300℃、压差为1.5MPa两点连线以外的区域时,应选用耐磨材料,如钴基合金或表面堆焊史太莱合金等。

对硬密封切断阀,为提高密封面可靠性,应选用耐磨合金。当密封要求十分严密时,应选用软密封,如四氟橡胶。


(2)高低温材料选择

当介质温度小于-60℃时选用铜或1Cr18Ni9Ti;温度在450~600℃时,选用钛、钼不锈钢;当介质温度大于600℃时,应选用高温高强度合金(如因可耐尔)。

6、填料及阀盖型式选择

(1)通常情况下,介质温度小于200℃时,选用“V”形四氟填料,普通型上阀盖;介质温度小于450℃时,选用“V”型四氟填料,但必须是散热阀盖。

(2)对直行程类阀,若带有定位器附件时,对介质温度不大于450℃的高温阀,仍可选用普通型阀盖,但必须选用石墨填料。 

(3)介质温度大于400℃时,需选用散热型阀盖和石墨填料。

(4)为增加阀杆密封的可靠性,可选用双层填料结构。

7、定位器的选择

并不是选了定位器就一定好,不必要时,可以不选用定位器。如下情况应选用定位器:

(1)电动仪表控制气动阀,且为慢速响应系统时。

(2)需要提高薄膜执行机构输出力的场合。

(3)缓慢过程需要提高控制阀响应速度的场合,如控制温度、液位等参数。

(4)需要克服摩擦力,减小过大的回差造成控制品质差的场合,如低温或采用柔性石墨填料的控制阀。

(5)控制器比例带很宽,但又要求阀小信号有响应时,采用无弹簧执行机构控制的系统。 带定位器适用的阀,通常选用20~100kPa的弹簧。但为了提高输出力,可选用气源压力PS=250kPa。对气开阀,可选用60~180kPa的弹簧范围,以增加起点执行机构的输出力。对气闭阀可选用20~100kPa的弹簧,以增加关闭时执行机构输出力。

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