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调节阀回路波动原因和排除方法

发布人:寿工    人气:3720    发布时间:2012年4月13日

      在化工生产中,电动调节阀在工业控制系统中的应用非常广泛。自动化控制可以减轻工人的劳动强度,提高控制精度,降低产品的综合性生产成本。典型的自动控制原理是:检测单元把工艺系统中检测到的数据转换为模拟或数字信号后传送到集成运算单元,集成运算单元将接收到的信号和控制指令(给定信号)进行对比运算,再把运算结果送到执行单元,执行单元根据信号自动对工艺系统进行控制/调节。在目前的实验中,大部分的执行单元都是以调节阀作为终端执行元件,几乎所有回路中的故障最终都将反映到调节阀上,而在众多的故障现象中,调节阀波动比较常见,但是最不好处理。由于,调节阀是终端执行元件,因此,对调节阀波动必须结合整个控制回路进行分析,查找出导致调节阀波动的真正原因,才能从根本上消除调节阀波动故障。

      1、 原因分析及处理:
   导致调节阀波动的原因有很多种,调节阀自身故障或调试不合适都有可能造成调节阀的波动,另外是传送到调节阀的控制信号波动引起调节阀的波动,控制信号波动的原因又比较多,基本上回路每一个环节和系统本身有问题都要可能产生。


     2.1:检测单元有问题产生的波动:检测单元是从工艺系统被控制参数的仪表单元,检测仪表分2 种:直接式测量,比如温度测量元件,浮力液位计等;另一种是间接式测量,比如光学测温仪、雷达料位计等。从使用和处理的情况看,检测单元检测数据出现波动的大多是直接式测量仪表。出现数据波动的原因主要有2个:一是系统本身的波动,比如合成氨系统的合成压缩机100C2密封油高位槽100V35的液位调节系统。高位油槽液位高时,调节器输出需要关小LV507,液位低时,开大LV507。因为高位油槽液位调节阀LV507在油箱旁的密封油泵出口,距离高位槽比较远,阀门动作到进入高位油槽的油量发生变化的纯滞后时间长,使用差压变送器作为液位测量仪表,反应慢,高位槽的容量比较小,时间常数小,所以在LV507的不断调节中,高位槽的的液位常出现超调,LT507检测到的数据自然就是波动的,LT507的数据波动反过来给LV507一个波动信号,LV507就在不停的波动。此种波动只能通过提高变送器反应速度使用浮筒液位变送器,同时将调节阀安装到离高位油槽尽量近的位置。另一种情况是检测仪表自身的故障,比如浮筒液位计,用于测量易于结晶的测量点,其结构是在一个外套筒内浮筒投于介质中,当介质发生结晶时,因为浮筒与外套筒间的间隙很小,如果有架质进入就有可能卡涩浮筒,浮筒的浮力可以克服卡涩摩擦力时,浮筒液位计的输出信号就容易出现波动传送到调节阀的信号也是波动的,造成调节阀波动。这种情况的处理是防止结晶和避免介质中的杂质进入到浮筒,比如加滤网和加强保温伴热等。


   2.2:成运算单元故障引起输出信号波动:对于集成运算单元,在大型的自动化控制系统中,主要采用DCS的卡件在起最用。而另一种情况是因为参数设定不合理造成,在一些小型容器的液位或压力控制中,都有可能出现这种故障。因此,对于系统PID参数设置不合理而引起的调节阀波动,一般只需要修改相应的系统参数就可以了。


    2.3:执行单元引起的调节阀波动:执行单元主要是接收集成运算系统输出的信号,然后转换为气压 信号,或直接以电流信号来推动调节阀动作,达到控制/调节的目的。在执行单元,一般分为3个环节:电气转换器,定位器,执行器。在电气转换器环节中,容易引起波动的原因主要有喷嘴/挡板处会逐渐积聚,时间长了,积聚的污物太多时,就会影响喷嘴的排气,导致电气转换器输出波动。出现这种情况,只需要及时清洁喷嘴/挡板就可以解决。第二种就是接线不牢,从主控送出的数字/模拟信号,通过电气转换器转化为可以被定位器或执行器接收的20~100KPa标准信号,当电气转换器接线端子接触不好或没有接牢靠时,即使有轻微的震动,都有可能造成电气转换器输出波动,从而引起调节阀的波动。
定位器方面,引起波动的主要是结构的原因。定位器的主要就是提高定位精度、加快响应速度,如果定位器出现故障,就可能引发很多问题。具体就波动而言,有以下几种可能的原因。一是和电气转换器一样,因为仪表空气不干净,挡板太脏引起定位器输出波动,对于用滑阀控制的,滑阀的“O”形密封环老化、磨损,也会引起输出波动从而导致调节阀波动。还有一种情况是在查找故障原因时很容易被忽视,即定位器排气通道被赌赛,当定位器动作时,其放大器或滑阀可能需要排气,如果定位器的排气通道不畅通,就会出现调节阀在调节的时候产生波动。
在执行器部分,除了上面的信号波动原因,其本身波动的原因也是有两种。常见的执行机构气室密封不良,出现漏气、串气引起波动。对于薄膜式执行机构,如果膜片损坏,当气室有气压的时候,薄膜就会漏气,定位器则需要不停调整输出以的向气室内补充仪表空气,这时候就可能出现调节阀波动。对于气缸活塞式执行机构,如果活塞不能密封,气室串气,定位器也需要不停的调整输出,同样容易出现波动。所以对漏气、串气的,需要更换相关部件消除漏气、串气。另外一种原因是执行结构的有效输出力不够,在一定的工况下,不能克服阀芯的不平衡力和填料的摩擦力,调节阀出现波动,这种故障一般可以增加气源压力或弹簧预紧力、也可以通过适当松动填料以减小摩擦力来消除。

:    2.4:中间环节引起调节阀波动:从整个控制回路来看,除了各个主要环节引起调节阀波动外,中间有的环节也有引起调节阀波动的可能。各个单元之间的连接都是通过屏蔽信号电缆或接线来连接的,如果中间某一个地方接线不牢固,就有可能引起信号波动。因此,在各个主要环节中间的连接都不可以忽视,在整个仪表控制回路中,任何一点的连接出现问题都会引起调节阀不能正常运行。特别是各个接线端子,一定要保证连接牢固可靠。


     杭州金奥阀门制造有限公司是专业生产各类调节阀的企业,产品涵盖电动调节阀,气动调节阀,自力式调节阀等系列。主要产品有温控调节阀,自力式压力调节阀,氮封阀等。



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