智能电动调节阀在微压煤气控制应用

智能电动调节阀在微压煤气控制应用

电动调节阀是工业自动化过程控制中的重要执行单元仪表。与传统调节阀相比具有明显的优点：电动调节阀节能（只在工作时才消耗电能），环保（无碳排放），安装快捷方便（无需复杂的气动管路和气泵工作站）。电动调压阀带压力变送器控制原理某输气作业区使用问题分析某输气站在建站时，在对川中的供气管路上使用的调节型电动执行器组合而成。在实际使用中，当采用自动调节功能时，执行器反复动作发生震荡，系统无法正常工作。

根据佳流量控制曲线，阀的开度应在40％至90％范围内调节，如果总让调节阀在小开度范围内工作，气蚀、冲蚀会损坏阀芯，缩短调节阀寿命。此外，小开度使流速加快，噪音增大。执行机构在出厂前都进行了整定，一般使用时不需要再调试。实际使用中可能需对调节阀开度进行整定，为此，就PSL的限位开关整定问题作介绍。

1.      DN600减压稳压阀使用工况

1.1    安装使用地：DN600螺旋焊管焦炉煤气管道直平管段；

1.2    流体：焦炉煤气；压力：4500-10000Pa；含少量水蒸气；温度：常温（-20℃~40℃）；流量：3000~12000 Nm3/h。

2.      减压稳压效果

经减压稳压阀后，达到以下效果：

阀后压力设定值：2000-4000 Pa；

阀后压力波动值：±100 Pa；

阀后管道流量：2000~10000 Nm3/h。

3.      DN600减压稳压阀技术规格书

（1）智能电动调节阀在微压煤气控制应用基本原则

执行器与调节阀门安装连接组合后的产品调试必须作到三位同步：调节阀位置、行程开关位置、对应信号位置。例：输入信号为4mA，下限位开关是断电位置；输入信号为20mA，调节阀处于满度开位置，上限位开关是断电位置。判断行程限位开关的办法：上、下行程由调节凸块碰撞到限位开关时，会听到“咔嗒”声均（2）智能电动调节阀在微压煤气控制应用整定方法

手动执行器驱动阀门的阀芯接触阀座。当阀杆开始轴向动作时，阀杆受力为执行器盘簧的反作用力。继续向同一方向驱动执行器，直到执行机构盘簧被压缩到盘簧图表所示相应数值。这样保证关断力，防止泄漏。不通电转动手轮使阀杆下降至“0”位置时，调整下限限位开关正好动作（下图）（右凸块）。同时左旋反馈电位器到“0”欧姆位置。再转动手轮使阀杆上升至标尺100%位置时，调节上限限位开关正好动作（左凸块）。重复上述动作直至上、下限限位都调整好。

智能电动调节阀在微压煤气控制应用执行器的作用：

执行器接受调节器的指令信号，经执行机构将其转换成相应的角位移或直线位移，去操纵调节机构，改变被控对象进、出的能量或物料，以实现过程的自动控制。执行器常常工作在高温、高压、深冷、强腐蚀、高粘度、易结晶、闪蒸、汽蚀、高压差等状态下，使用条件恶劣，因此，它是整个控制系统的薄弱环节。

电动调节阀的基本结构：

下图示是实验装置所配的电动调节阀典型外形，它由两个可拆分的执行机构和调节阀（调节机构）部分组成。上部是执行机构，接受调节器输出的0～10mADC或4～20mADC信号，并将其转换成相应的直线位移，推动下部的调节阀动作，直接调节流体的流量。

电动执行机构的基本结构：

下图示是一个一体化的直行程电动执行机构。它由相互隔离的电气部分和齿轮传动部分组成，电机作为连接两个隔离部分的中间部件。电机按控制要求输出转矩，通过多级正齿轮传递到梯形丝杆上，梯形丝杆通过螺纹变换转矩为推力。输出轴止动环上连有一个旗杆，旗杆随输出轴同步运行，通过与旗杆连接的齿条板将输出轴位移转换成电信号，提供给智能控制板作为比较信号和阀位反馈输出。

电动执行机构的工作原理：

电动执行机构的工作原理可以用下图表示，当控制器的输入端有一个信号输入时，此信号与位置信号进行比较，当两个信号的偏差值大于规定的死区时，控制器产生功率输出，驱动伺服电动机转动使减速器的输出轴朝减小这一偏差的方向转动，直到偏差小于死区为止。此时输出轴就稳定在与输入信号相对应的位置上。

智能电动调节阀在微压煤气控制应用控制器结构：

实验装置所配的控制是一个智能型的，以专用单片微处理器为基础，通过输入回路把模拟信号、阀位电阻信号转换成数字信号，微处理器根据采样结果通过人工智能控制软件后，显示结果及输出控制信号。

智能电动调节阀在微压煤气控制应用调节阀的基本结构：

调节阀与工艺管道中被调介质直接接触，阀芯在阀体内运动，改变阀芯与阀座之间的流通面积，即改变阀门的阻力系数就可以对工艺参数进行调节。

这里给出直通单阀座和直通双阀座的典型结构，它由上阀盖(或高温上阀盖)、阀体、下阀盖、阀芯与阀杆组成的阀芯部件、阀座、填料、压板等组成。其结构与动作原理看下动图将更直观。

智能电动调节阀在微压煤气控制应用主要技术参数
●阀体

●智能电动调节阀在微压煤气控制应用阀内件

●智能电动调节阀在微压煤气控制应用执行机构

■智能电动调节阀在微压煤气控制应用主要零件材料及结构图

■智能电动调节阀在微压煤气控制应用主要性能指标

智能电动调节阀在微压煤气控制应用权度和调节阀实际工作流量特性的关系

1、阀权度定义：阀门全开时阀门两端的压降与阀门全关时阀门两端的压降之比，也可近似表示为阀门全开时阀门压降与控制回路总压降的之比，见公式（6）。从理论上说，这个值越大越好，表明阀门能够对流量进行有效调节从而对能量输出进行有效控制。但在没有其它设施保证其阀权度时，要实现具有较大的阀权度意味着电动调节阀上的压降要大，这又要消耗较多的水泵扬程，运行不经济，是矛盾的，因此综合考虑一般取a为0.5左右（没有动态压差平衡阀时），*低不小于0.3。

2、阀门实际工作流量特性：阀门的理想流量特性是在阀门两端压差保持不变，即阀权度为时的情况下得出的。但在实际系统中，阀门在从关到全开这个过程中，两端压差是在变化的。调节阀前后压差随负荷变化的条件下，调节阀的相对行程与相对流量之间的关系为阀门的工作流量特性。不同的阀权度下，电动调节阀的工作流量特性不同。给出了不同阀门阀权度从到时的流量特性曲线：

从上图中可看出随着阀权度的减小，理想的直线流量特性趋向于快开流量特性，理想的等百分比流量特性趋向于直线流量特性。因此为了保证阀门原有的调节性能，保证一定的阀权度是必须的

调节阀的基本结构：

调节阀的性能特点：直通单阀座的阀体内只有一个阀芯和一个阀座，其特点是结构简单、泄漏量小(甚至可以完全切断)和允许压差小。因此，它适用于要求泄漏量小，工作压差较小的干净介质的场合。在应用中应特别注意其允许压差，防止阀门关不死。直通双座调节阀的阀体内有两个阀芯和阀座。它与同口径的单座阀相比，流通能力约大20%～25%。因为流体对上、下两阀芯上的作用力可以相互抵消，但上、下两阀芯不易同时关闭，因此双座阀具有允许压差大、泄漏量较大的特点。故适用于阀两端压差较大，泄漏量要求不高的干净介质场合，不适用于高粘度和含纤维的场合。

适用智能一体式电动式执行器，接纳统一的4-50mA或1-9V·DC的规范数据信号，将电流量数据信号转化成相对性应的平行线偏移，全自动地操纵压力调节阀的开启度，做到对管路内液体的工作压力、总流量、溫度、液位仪等加工工艺主要参数的持续调整。智能型压力调节阀整体结构紧凑、重量较轻、可靠性好、防水等级高。