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CKD電磁閥的工況選型及實(shí)例分析

瀏覽次數(shù):2068更新日期:2018-12-10

    CKD電磁閥的工況選型及實(shí)例分析
    CKD電磁閥與其它儀表配套使用,可實(shí)現(xiàn)過程中流量、液位、壓力、溫度等工藝參數(shù)與其它介質(zhì)如液體、氣體、蒸汽等的自動(dòng)調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)程控制。隨著企業(yè)自動(dòng)化程度的逐步提高,集散控制系統(tǒng)(DCS)以及其它智能型儀表在自動(dòng)化域中的應(yīng)用已越來越普遍,通過計(jì)算機(jī)的優(yōu)化控制,將使取得大效益。而在優(yōu)化的同時(shí)也使控制系統(tǒng)的主要故障集中于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的終端執(zhí)行裝置即調(diào)節(jié)閥上,調(diào)節(jié)閥在控制流體流量的工作過程中,接受控制操作信號(hào),按控制規(guī)律實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的調(diào)節(jié)。它的動(dòng)作靈敏與否,直接關(guān)系著整個(gè)控制系統(tǒng)的。根據(jù)控制系統(tǒng)在純堿的應(yīng)用統(tǒng)計(jì),調(diào)節(jié)系統(tǒng)有80%左右的故障出自調(diào)節(jié)閥。因此,如何保證氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥在我廠中的可靠、準(zhǔn)確運(yùn)行,是我們需要探討的個(gè)很重要的問題。
    CKD電磁閥由于氨鹽水有嚴(yán)重的腐蝕性,碳酸氫銨在攝氏25℃以下易結(jié)晶的性質(zhì),使調(diào)節(jié)閥在運(yùn)行中因閥體內(nèi)壁結(jié)疤、結(jié)晶、結(jié)垢導(dǎo)致閥卡、不動(dòng)作或動(dòng)作遲鈍,使系統(tǒng)不能進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的現(xiàn)象比較普遍,占調(diào)節(jié)閥故障總數(shù)的50%,給造成的影響較大;由調(diào)節(jié)閥填料老化、變硬導(dǎo)致閥動(dòng)作遲鈍或從閥桿處泄漏等故障達(dá)15%;由于膜片損 壞漏氣或硬芯碎裂導(dǎo)致閥不能調(diào)節(jié)的現(xiàn)象達(dá)12%
    在過程控制中的作用是人所共知的,在許多控制過程中要求調(diào)節(jié)閥在故障時(shí)處于某個(gè)位置,以保護(hù)工藝過程不出現(xiàn)事故,這就要求調(diào)節(jié)閥在設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)故障—安全的三斷(斷氣、斷電、斷信號(hào))保護(hù)措施。對(duì)于電動(dòng)調(diào)節(jié)閥來說,比較簡(jiǎn)單,斷信號(hào)時(shí),可以根據(jù)控制模塊的設(shè)定而停留在全開、全關(guān)、保持中的任位置,而斷電時(shí),自然停留在故障位置,或帶有復(fù)位裝置的電動(dòng)執(zhí)行器也可將閥位運(yùn)行到全開或全關(guān)。
    對(duì)于氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥來說,就比較復(fù)雜了,所以我們主要討論氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的三斷保位方法。般來說,我們?cè)谶x擇氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥時(shí),都要確定選氣開還是氣閉,這就是選擇調(diào)節(jié)閥斷氣時(shí)的保護(hù)位置,如果工藝要求斷氣時(shí)閥門打開,則選擇常開(氣閉)式調(diào)節(jié)閥,反之則選常閉(氣開)式調(diào)節(jié)閥。這只是個(gè)粗淺的方案,如果工藝要求斷氣、斷電、斷信號(hào)的三斷保護(hù),則調(diào)節(jié)閥就需要配置些附件來組成個(gè)保護(hù)系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)控制要求,這些附件主要有保位閥、電磁閥、氣罐等。以下是單作用氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥和雙作用氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的兩種保位方案。
    、CKD電磁閥方案(調(diào)節(jié)閥配用電-氣閥門定位器)
    本方案主要由CKD電磁閥閥位信號(hào)返回器等組成。其工作原理如下:
    1、斷氣源:當(dāng)控制系統(tǒng)氣源故障(失氣)時(shí),氣動(dòng)保位閥自動(dòng)關(guān)閉將定位器的輸出信號(hào)壓力鎖定在氣動(dòng)控制閥的膜室內(nèi),輸出信號(hào)壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡,氣動(dòng)控制閥的閥位保持在故障位置。該保位閥應(yīng)設(shè)定在略低于氣源的小值時(shí)啟動(dòng)。
    2、斷電源:當(dāng)控制系統(tǒng)電源故障(失電)時(shí),失電(信號(hào))比較器控制單電控電磁換向閥的輸出電壓消失,單電控電磁換向閥失電,單電控電磁換向閥內(nèi)的滑閥在復(fù)位彈簧的作用下滑動(dòng),電磁閥換向,將氣動(dòng)保位閥的膜室壓力排空,氣動(dòng)保位閥關(guān)閉,將定位器的輸出信號(hào)壓力鎖定在氣動(dòng)控制閥的膜室內(nèi),輸出信號(hào)壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡,氣動(dòng)控制閥的閥位保持在故障位置。
    3、斷信號(hào):當(dāng)控制系統(tǒng)信號(hào)故障(失信號(hào))時(shí),失電(信號(hào))比較器檢測(cè)到后,斷掉單電控電磁換向閥的電壓信號(hào),單電控電磁換向閥失電,單電控電磁換向閥內(nèi)的滑閥在復(fù)位彈簧的作用下滑動(dòng),電磁閥換向,將氣動(dòng)保位閥的膜室壓力排空,氣動(dòng)保位閥關(guān)閉,將定位器的輸出信號(hào)壓力鎖定在氣動(dòng)控制閥的膜室內(nèi),輸出信號(hào)壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡,氣動(dòng)控制閥的閥位保持在故障位置。
    位置反饋信號(hào)由閥位信號(hào)返回器給出。
    本方案的優(yōu)點(diǎn):“三斷”保護(hù)啟動(dòng)時(shí),系統(tǒng)反應(yīng)較快,動(dòng)作迅速。整體造價(jià)比較便宜。
    本方案的缺點(diǎn):電磁閥長期帶電,影響使用壽命。配用附件較多,安裝、調(diào)試復(fù)雜些,閥位反饋需另配閥位信號(hào)返回器,在配用手輪的情況下,比較復(fù)雜。
    二、雙作用氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥方案(調(diào)節(jié)閥配用電-氣閥門定位器)
    本方案主要由CKD電磁閥其工作原理如下:
    當(dāng)控制系統(tǒng)氣源故障(失氣)時(shí),自鎖閥(其作用方式與保位閥相反)自動(dòng)打開,將氣控?fù)Q向閥的控制氣源撤消,氣控?fù)Q向閥的滑閥在彈簧的作用下復(fù)位,兩個(gè)氣控?fù)Q向閥中的其中個(gè)排氣,另個(gè)進(jìn)氣,單向閥關(guān)閉,氣源由儲(chǔ)氣罐中儲(chǔ)存的氣源向閥門供氣,從而實(shí)現(xiàn)閥門的全關(guān)或全開。全關(guān)或全開的轉(zhuǎn)換可通過調(diào)整氣控?fù)Q向閥的連接方式實(shí)現(xiàn)。
    如果要實(shí)現(xiàn)閥門保位,加裝氣動(dòng)保位閥并改變管路連接,用自鎖閥直接控制保位閥,取消氣控?fù)Q向閥、單向閥、儲(chǔ)氣罐即可。
    若要實(shí)現(xiàn)斷氣源時(shí),能夠保證閥門有若干次的動(dòng)作,可采用以下方案。
    本方案由儲(chǔ)氣罐、單向閥、閉鎖閥、截止閥等組成。其工作原理如下:
    當(dāng)氣源故障(失氣)時(shí),單向閥關(guān)閉,閉鎖閥失氣,在閉鎖閥的滑閥在彈簧的作用下復(fù)位,氣路換向,斷開系統(tǒng)的氣源管路,接通儲(chǔ)氣罐管路,由儲(chǔ)氣罐向閥門供氣,以保證閥門有若干次動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制的目的。由于儲(chǔ)氣罐的容量有限,且儲(chǔ)氣罐中的氣源壓力隨著閥門動(dòng)作不斷下降,不可長期使用儲(chǔ)氣罐為閥門供氣。本方案配用儲(chǔ)氣罐的容量應(yīng)比般保護(hù)用儲(chǔ)氣罐的容量大。本方案在斷氣源時(shí),閥門動(dòng)作的次數(shù)與儲(chǔ)氣罐的容量有關(guān)。
    CKD電磁閥的是自控系統(tǒng)中的執(zhí)行器,其應(yīng)用反映在系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)上,調(diào)節(jié)閥應(yīng)用的好壞,即應(yīng)用與三個(gè)方面有關(guān):
    (1)正確選型(含計(jì)算)——系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員;
    (2)產(chǎn)量——廠
    (3)正確安裝、使用、維護(hù)——用戶。
    所以,我們講不只是廠的問題,它是個(gè)廣義的概念,包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員、和使用人員。
    下面列舉常見的應(yīng)用問題,這些問題若能很好地處理,可以說你選閥就不會(huì)出現(xiàn)大的事故。
    (1)口徑計(jì)算――小了不能滿足Qmax,大了常小開度工作,調(diào)節(jié)差,壽命短。
    (2)校核關(guān)閉時(shí)的△P――有些根本就不作校核,造成閥關(guān)不死,打不開。
    (3)校核可調(diào)比R――R小了不能滿足流量變化范圍。
    (4)確定彈簧范圍――涉及彈簧范圍、啟始工作壓力、輸出力、穩(wěn)定性、調(diào)整等。
    (5)材質(zhì)與結(jié)構(gòu)――這里學(xué)問大,個(gè)的工程設(shè)計(jì)人員,
    所選的閥結(jié)構(gòu)和材質(zhì)應(yīng)是在滿足使用功能前提下,得到的是簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、低的價(jià)格
    相反,花了很多錢,甚引進(jìn)產(chǎn)品,還是用不好,這種費(fèi)用可差20~30倍。
    用不好的影響則更大,開開停停,造成經(jīng)濟(jì)損失和產(chǎn)量下降,有的甚無法投用。
    因此,個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員就知道閥在現(xiàn)場(chǎng)的重要性,開始就重視閥的正確選型,并與我們密切配合。
    (6)附件----對(duì)主體的保證和有意的補(bǔ)償。
    也有很多成功的例子,成功在于他們的正確選型。

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