高温调节阀的控制是自动化控制中的难题,高温和超高温的切断难度更大。这一难题的主要
表现是高温膨胀产生卡阻及切断问题。因此,高温和超高温调节阀一直是国内外厂家及设计院 关注的重点。
一、 应注意的几个问题
从设计、选型和使用的角度看,应注意以下几个问题:
(1)阀体及阀内件材料的选择问题
用于450℃以上的环境中的调节阀,在设计和选用时必须考虑温度、压力条件对材料机械强度的影响,如在锅炉给水系统和过热旁路系统高温条件下,常规阀体及阀内件材料是不适用的(例如O形圈、四氟材料、弹性材料和标准垫片等)。因此,必须选用更加耐用的材料。 一般材料可使用的很高温度为500℃左右。对于高于538℃的场合,阀体通常采用铬-钼钢。对于很高温度达1035℃左右的场合,通常选用SUS310S型不锈钢,而且材料含碳量必须控制在 0.04~0.08%之间。对于更高的温度,建议采用内衬非金属耐热材料(可用于1200℃的高温场合)或特殊的耐高温高强度合金(如发动机燃烧室用耐高温高强度合金,可直接用于 1000℃高温场合)。
(2)热膨胀,冷收缩的影响
高温阀与常温阀的结构及阀内件有很大的差异,如导向间隙、阀板转动间隙、轴承方式等。除了从设计、制造方面控制外,从阀型结构的选择上来减少热膨胀、冷收缩的影响的方式更为可取。实践证明挡板式蝶阀是一种非常好的高温阀,挡板与阀体内腔间的间隙为3~6mm,可彻底解决阀板与阀体内腔高温中卡阻的问题,并可达到较高的切断性能(5×10-4)。
(3)导向轴承与阀板定位问题
对于介质温度高于400℃的场合普通的定位导向结构是不可靠的。此时应采用外部轴承结构来保证阀板的定位与支撑,这样可以避免内部高温对导向结构的影响。同时,由于定位系统承受了阀板、阀杆的重力,从而减轻了执行机构负载,气动调节阀报价,减轻了外部轴承负载,避免了常规蝶阀水平安装使用时易出现的单边卡阻现象,可垂直安装。
随着工业自动化程度的不断提高,调节阀作为自动调节系统的终执行机构,得到越来越广泛的应用,调节阀应用的好坏直接关系着生产的质量与安全。在各种调节阀中,气动薄膜调节阀作为结构简单,使用、维护方便,且具有本质安全特性的调节阀种类,得到广泛的应用。气动薄膜调节阀的正常使用、准确控制,与选型有很大的关系,下面结合本人的设计和生产经验,谈谈气动薄膜调节阀的选型注意事项。
1、根据使用要求选型。
气动薄膜调节阀由阀芯和阀体(包括阀座)两部分组成,按不同的使用要求有不同的结构形式。气动薄膜调节阀主要有直通单座阀、双座调节阀和高压角式调节阀。直通单座阀泄漏量小,流体对单座阀芯的推力所形成的不平衡力很大,因此直通单座阀适用于要求泄漏量小、管径小和阀前后压差较低的场合。直通双座阀阀体内有上下两个阀芯,由于流体作用于上下阀芯的推力方向相反而大致抵消;所以双座阀的不平衡力很小,允许阀前后有较大的压差。但由于阀体内流路复杂,用于高压差时对阀体的冲蚀损伤较严重,不宜用于高粘度、含悬浮颗粒或含纤维的介质。此外由于受加工条件的限制,双座阀上下两个阀芯不易同时关严,所以关闭时泄漏量大,尤其是在高温或低温的场合下使用时,因材料的热膨胀系数不同,更易引起严重的泄漏。角式高压阀阀体为直角式,流路简单、阻力小,受高速流体的冲蚀也小,特别适用于高压差、高粘度和含悬浮物颗粒状物质的流体,也可用于处理汽液混相,易闪蒸汽蚀的场合。这种阀体可以避免结焦、粘结和堵塞,便于清洁和自净。
2、 根据安全性选型。
气动薄膜调节阀有气开阀和气闭阀两种形式。根据不同生产工艺上的安全和使用要求考虑,当信号压力中断时调节阀处于打开或关闭位置,对工艺生 产造成的危害性大小而定。如果阀门处于关闭位置时危害小,则选用气开阀,信号压力中断时,使调节阀处于关闭位置,气动调节阀哪家好,反之,则选用气闭阀。
3、流量特性。
在自控系统的设计过程中选择气动薄膜调节阀应着重考虑流量特性。典型的理想特性有直线流量特性、等百分比流量特性(对数流量特性)、快开流量特性和抛物线流量特性四种。直线流量特性在相对开度变化相同的情况下,流量小时流量相对变化值大;流量大时,流量相对变化值小。因此,直线流量调节阀在小开度 (小负荷)情况下调节性能不好,不易控制,往往会产生振荡,故直线流量特性调节阀不宜用于小开度的情况,也不宜用于负荷变化较大的调节系统,而适用于负荷比较平稳,遵义气动调节阀,变化不大的调节系统。百分比流量特性的调节阀在小负荷时调节作用弱,大负荷调节作用强,它在接近关闭时调节作用弱,工作和缓平稳,而接近全开时调节作用强,工作灵敏有效,在一定程度上,可以改善调节品质,因此它适用于负荷变化较大的场合,无论在全负荷生产和半负荷生产都较好的起调节作用。
在现代自动控制系统中,调节阀的重要性越来越明显,而实现更好功能的调节阀也越来越实现智能化,智能调节阀系统集成了传感器、调节仪和调节阀的功能于一体,大大简化了自动化控制的流程。智能调节阀的主要优势体现在:
???一.智能控制。智能调节阀系统具有更加完善的控制智能,可以在程序控制下作为调节阀接收4-20mA的信号,调节阀门开度,也可以作为一个独立的控制器或者变送器单独工作,在作为控制器使用时,它接收4-20mA的模拟信号,或经由RS-485接口发送的数字信号,或按照编制的程序进行PID调节。
???二.通信智能。智能调节阀系统可以采用数字通信的方法和主控制室相连接,主控制室送出的可寻址数字信号,通过电缆被智能调节阀所接收,主计算机可以对调节阀群进行调节和管理,也可以用其他方法连接网络,单独连接或多阀门连接都可以。智能调节阀系统还能进行远程监测、整定,并修改参数或算法。
???三.诊断智能。在现场安装智能调节阀系统,要比仪表控制室集中控制的方式更迅速、更准确、更安全,因为集中控制系统对传感器所采集的数据进行监测和处理的时间比较长,特别是对气路传输系统,气路很长则滞后严重,而现场用智能调节阀系统进行诊断和控制是十分及时的。
???四.智能保护。智能调节阀系统的保护智能体现在两个方面:一方面要保护调节阀本身,一方面要保护整个系统。智能调节阀的特点,就在于正确诊断后,进行自身保护,例如,监视电动执行机构的电源相序及信号输入,确保电机正确转动;当阀门卡住时,切断电源,保护电机不会烧坏,并及时报警;当阀门填料泄露,温度、压力、阀位等参数变化时,及时调整。