德阳西门子阀门定位器代理

发布时间:2018-11-08

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压差调节阀之双管供暖应用


一、概述
在分户计量双管供暖系统中,为充分利用家用电器、灯光和人体等自由热量,通常是在每一组散热器上安装预设定型温控阀,因此整个系统是变流量运行,作用在温控阀上的压差随着流量的改变而发生变化。当其实际压差较大温控阀就可能产生噪音,尤其是在房间热负荷较小时,温控阀会频繁开关,产生振荡。振荡除引起不必要的磨损外,还导致回水温度升高,并影响系统中的其它温控阀,因此在一个设计良好的分户计量双管供暖系统中,一方面应使用系统中每个温控阀的热权度是大于等于1,另一方面温控阀上所随的实际压差还应该保持在它的允许范围内[1].压差调节阀也称为自力式压差调节阀,在变流量系统中,它通过感应供热管道系统中两点的压力,可以使被控环路的压差保持恒定,保证被控环路中调节阀门的正常工作,那么在分户计量双管供暖系统设计时,调节阀应如何布置呢?通常有以下三个方案:
a.压差调节阀仅在设在建筑物供暖引入口,控制供暖引入口的压差为定值。
b.在下供下回式双管系统中,压差调节阀设在每组共用立管的起始端,控制立管的压差为定值。
c.压差调节阀设在每一户的引入口,控制户内系统的压差为定值。

目前,在实际设计中,这3个方案应如何选择,争议颇多,仅就保证温控阀平稳工作而言,方案1较差,但其初投资较少;方案3较好,但其初投资较高;方案2介于方案1和3之间。下面就针对这3个方案进行一些分析,希望为工程人员设计时,方案的选择提供一些有益的建议。另外应说明的是:本文所讨论的双管供暖系统是指户内、户外都为双管的系统。

二、方案分析
1.方案1:
压差调节阀仅设在建筑物的供暖引入口由于是双管系统,因此以户为单位,供暖系统内各户之间是并联关系。每一用户户引入口作用压差ΔPS可以由下式计算:ΔPS =ΔP1 ΔP2-ΔP3 (1)
式中:
ΔP1——建筑物供暖引入口压差调节阀控制压差;
ΔP2——所计算用户随的自然作用压头;
ΔP3——从供暖引入口压差调节阀的压差控制点到所计算用户户引入口之间供回水管路的阻力损失。
(1)式中各参数的讨论
a. 建筑物供暖引入口压差调节阀控制压差ΔP1在系统运行过程中,ΔP1是定值,它取决于设计工况下,供暖系统较不利环路中,从供暖引入口压差控制点到较末端用户户引入口之间供回水管路的阻力损失△P’3,较末端用户户内系统的阻力损失△P’s以及较末端用户所随的自然作用压头△P’2.根据式(1)有:△P1=△P’3 △P’s-△P’2(2)
b. 用户所随的自然作用压头ΔP2ΔP2取决于用户所处的楼层以及供回水立管中供回水温度[2].在系统的运行过程中,ΔP2是一个不断变化的量,因此在设计工况下,根据式(1)计算户引入口作用压差ΔPS时,其自然作用压头ΔP2应取较小值。因为如果取值较大,那么根据式(1)所计算的户引入口作用压差ΔPS就较大,在根据ΔPS设计户内系统时,其管道和温控阀的阻力损失就可能较大,当实际的自然作用压头ΔP2小于所选定值时,户引入口作用压差ΔPS就会低于设计值,导致温控阀上的实际压差小于设计值,此时,温控阀即使全开,散热器所提供的热量仍不足以维持设计室温,所以在设计工况下,自然作用压头ΔP2应取较小值。这样,在实际运行时,自然作用压头ΔP2是大于等于较小值,因此能保证温控阀的热权度是大于等于1,房间温度是能达到设计值。不过,由于自然作用压头ΔP2的影响因素较多,要确定每一用户的较小值通常都很困难,因此为便于设计,在设计工况下计算户引入口作用压差ΔPS时,自然作用压头ΔP2可以不考虑。
c. 从供暖引入口压差调节阀的压差控制点到所计算用户户引入口之间供回水管路的阻力损失ΔP3在变流量系统中,供回水管路的阻力损失ΔP3是一变量,它取决于管路中的流量以及管路的长度。在设计工况下,其值较大,当管路中的流量趋近于零时,ΔP3也趋近于零[1].同一供暖系统当采用同程式时,其ΔP3一般比采用异程式更大[2],因此根据式(1)可知;各用户由ΔP3所引起的ΔPS波动,同程式比率经异程式系统更大,由此可见,设计时应选择异程式系统。
d. 户引入口作用压差ΔPS对于双管系统,在散热器热负荷一定的情况下,当户引入口作用压差ΔPS大于设计值时,由于散热器上温控阀的调节作用,户内系统各管段的流量会保持不变[1],因此各管段的阻力损失也不变,户引入口作用压差ΔPS的增加值会等量地作用在户内系统每一个温控阀上。由此可见,在系统设计时,只要保证运行过程中,户引入口作用压差ΔPS是大于等于设计工况下户内系统阻力损失,就可以保证在任何情况下,温控阀上的实际压差是大于等于设计工况下的设计值,因此温控阀的热权度是大于等于1,用户随时能获得设计所要求的室温。那么应如何设计才能使户引入口作用压差ΔPS是大于等于设计工况下户内系统阻力损失呢?

根据前面的分析可知:在设计工况下进行设计时,自然作用压头可以不考虑,管路的阻力损失ΔP3为较大。而在实际运行过程中,由于存在自然作用压头,管路的阻力损失ΔP3又较小,故根据式(1)可知:运行过程中,户引入口作用压差是大于等于设计工况下的户引入口作用压差,因此在设计工况下,只要使户引入口作用压差大于等于户内系统的阻力损失,那么运行过程中,户引入口作用压差就是大于等于设计工况下户内系统的阻力损失。而这一点在设计工况下进行水力计算时,可以很容易做到。

另外,由于户引入口作用压差ΔPS的波动反映了户内系统每个温控阀上作用压差的波动,因此只要控制户引入口的作用压差ΔPS的较大值,就能够保证运行过程中温控阀不过它的较大工作压差。根据文献[3~4]可知:在设计工况下,户内系统包括热表和锁闭调节阀的阻力一般不应过30kPa,因此在运行过程,只要控制ΔPS的较大值不过30kPa,就能保证温控阀的正常工作。
(2)方案1分析的小结通过前面的分析可知:为保证运行过程中,温控阀上的实际作用压差不过其正常工作较大压差,用户引入口的较大作用压差不过30kPa,因此根据式(1)有:ΔPS =ΔP1 ΔP2 -ΔP3 kPa从上式可知:当ΔP3=0时,户引入口的作用压差ΔPS较大,故根据上式有:ΔP1≤30 -ΔP2 kPa上式中,对于自然作用压头ΔP2,在设计工况下,各用户所随的值较大[2],并且其较大值可以由下式计算:ΔP2=gH(ρh-ρg) kPa式中:H—上供下回式双管系统中,为建筑物的高度;下供上回式双管系统中,为建筑物的高度减去建筑物顶层的层高,m.ρh、ρg—设计工况下,供回水温度所对应的水的密度,kg/m3.故有ΔP1≤30-gH(ρh-ρg)/1000 kPa因此,当仅在供暖引入口设压差调节阀时,其控制压差必须小于等于30-gH(ρh-ρg)/1000 kPa,才能保证系统运行过程中,温控阀上的作用压差能够小于其正常工作的较大压差。另外,由于设计工况下进行水力计算时,不考虑自然作用压头,故根据式(2)有:△P1=△P’3 △P’s由此可见,只有当设计工况下较不利环路的阻力损失(△P’3 △P’s)小于30-gH(ρh-ρg)/1000kPa时,才可以采用方案1.

2.方案2:
在每组共用立管上设压差调节阀本方案只适应于供下回式双管系统。参照前面对式(1)各参数的分析,方案2在设计工况下进行水力计算时,其自然作用压头同样可以不考虑,因此压差调节阀的控制压差ΔP1等于共用立管上较不利环路在设计工况下的阻力损失(△P’3 △P’s),其中为△P’3为立管上压差控制点到户引入口之间供回水管路的阻力损失,另外,为保证共用立管上各用户在运行过程中户引入口作用压差ΔPS不过30kPa,ΔP1同样应小于等于30-gHρh-ρg)/1000 kPa,当ΔP1大于该值时,就不应采用方案2.

3.方案3:
在每户引入口设压差调节阀对于大型的供暖系统,当无法采用方案1和2时,就应采用本方案。其压差调节阀的控制压差ΔP1等于户内系统较不利环路在设计工况下的阻力损失,其中包括户用热表和锁闭调节阀的阻力,ΔP1应小于等于30kPa[3~4].此时,各共用立管上只需设截止阀或闸阀,起关闭作用。
在本方案中,由于压差调节阀的调节作用,在系统的运行过程中,自然作用压头和系统流量的变化,不会对户内系统温控阀的工作产生影响。不过,为了在运行过程中保证压差调节阀的正常工作,其资用压差应始终大于等于其设计压差。压差调节阀的设计压差应等于设计工况下其本身的阻力与其控制压差之和,因此在设计工况下进行户外共用立管和供回水干管的水力计算时,自然作用压头可作为安全裕量,不予考虑。因为如果要考虑自然作用压头,一方面会使水力计算更复杂,另一方面自然作用压头不恰当的取值,会导致运行过程中,压差调节阀的资用压差小于其设计压差,有可能导致压差调节阀即使全开,通过的流量也不能满足用户要求。

另外在设计时应注意的是:供暖系统中所使用的压差调节阀一般都有较大工作压差限制,当作用在阀上的实际压差过其较大工作压差时,阀就会被压坏,因此在使用方案2和3时,如果运行过程中,室外管网在供暖引入口的资用压差会过供暖系统中所使用压差调节阀的较大工作压差时,就必须在供暖引入口设其它型号的压差调节阀,控制整个供暖系统的压差。此时,该压差调节阀的控制压差应等于供暖系统较不利环路在设计工况下的阻力损失。

4.户内和户外系统形式对于户内系统,根据前面对供回水管路阻力损失ΔP3分析的相同理由,为减少运行过程中,温控阀作用压差的波动范围,应选择异程式系统。对于方案2和3的户外系统,也建议采用异程式系统。因为同一供暖系统,当采用异程式时,其系统的阻力损失一般要比采用同程式更小[2].这样,可以减小供暖系统引入口所需要的资用压头。

三、结论
(1)分户计量双管供暖系统在设计工况下进行水力计算时,其自然作用压头可以不考虑,户内和户外系统应采用异程式。
(2)选用方案1时,其压差调节阀的控制压差ΔP1应等于供暖系统较不利环路在设计工况下的阻力损失(△P’3 △P’s),并且ΔP1应小于等于30-gHρh-ρg)/1000 kPa
(3)选用方案2时,其压差调节阀的控制压差ΔP1应等于立管上较不利环路在设计工况下的阻力损失(△P’3 △P’s),并且ΔP1也应小于等于30-gHρh-ρg)/1000 kPa.
(4)方案3适应于大型供暖系统,其压差调节阀的控制压差ΔP1应等于户内系统较不利环路在设计工况下的阻力损失,并且包括户用热表和锁闭调节阀的阻力,ΔP1应小于等于30kPa。


电动锻钢球阀内漏原因分析及解决办法



电动锻钢球阀以其控制精度高、安装调试方便等优点在各种工业控制系统中得到了越来越广泛的应用。但是,在使用过程中,也有一些问题困扰着现场安装调试人员,就是阀门内漏问题。这里我们就探讨一下电动锻钢球阀的常见内漏原因和解决办法,希望能对工厂的现场维护人员起到一点助益。下面来科莱恩小编来为大家介绍电动锻钢球阀内漏原因分析及解决办法:
     一、电动锻钢球阀执行器零位设定不准确,没有达到阀门的全关位。调整办法: 
  
  1、手动把阀关死(必须确认已经完全关闭);
  
  2、再用力手动关阀,以稍微用力气拧不动为准;
  
  3、再往回拧(开阀方向)半圈;
  
  4、然后调节限位。
  
  二、电动锻钢球阀行程方式的选择:
  
  阀门是旋转90°开闭形式,执行器的扭矩力不够大,在没有压力的时候调试很容易就达到全关位,而有旋转力时,不能克服液体推动的推力,所以关不到位。
      解决办法:更换大推力的执行器,或更换为平衡型阀芯以减小介质不平衡力。
  
  三、电动锻钢球阀制造质量引起的内漏: 
  
  阀门制造厂家在生产过程中对阀门材质、加工工艺、装配工艺等控制不严,致使密封面研磨不合格、对麻点、沙眼等缺陷的产品没有剔除,造成了电动锻钢球阀内漏。
     解决办法:重新加工密封面。
  
  四、电动锻钢球阀控制部分影响阀门的内漏:
  
  电动锻钢球阀的传统控制方式是通过阀门限位开关、过力矩开关等机械的控制方式,由于这些控制元件受环境温度、压力、湿度的影响,造成阀门定位失准,弹簧疲劳、热膨胀系数不均匀等客观因素,造成电动锻钢球阀的内漏。解决办法:重新调整限位。
  
  五、电动锻钢球阀调试问题引起的内漏:
  
  受加工、装配工艺的影响,电动锻钢球阀普遍存在手动关严后电动打不开的现象,如通过上下限位开关的动作位置把电动调节阀的行程调整小一些,则出现电动调节阀关不严或者阀门开不展的不理想状态;把电动锻钢球阀的行程调整大一些,则引起过力矩开关保护动作;如果将过力矩开关的动作值调整的大一些,则出现撞坏减速传动机构或者撞坏阀门,甚至将电机烧毁的事故。为了解决这一问题,通常,电动调节阀调试时手动将电动调节阀摇到底,再往开方向摇一圈,定电动门的下限位开关位置,然后将电动锻钢球阀开到全开位置定上限开关位置,这样电动锻钢球阀就不会出现手动关严后电动打不开的现象,才能使电动门开、关操作自如,但无形中就引起了电动锻钢球阀内漏。即使电动调节阀调整的比较理想,由于限位开关的动作位置是相对固定的,阀门控制的介质在运行中对阀门的不断冲刷、磨损,也会造成阀门关闭不严而引起的内漏现象。
       解决办法:重新调整限位。 
  
  六、电动锻钢球阀选型错误造成阀门的空化腐蚀引起电动调节阀的内漏:
  
  空化与压差有关,当阀门的实际压差△P大于产生空化的临界压差△Pc,就产生空化,空化过程中气泡破裂时释放出巨大的能量,对阀座、阀芯等节流元件产生巨大的破坏作用,一般的阀门在空化条件下较多运行三个月甚至更短时间,即阀门遭受到严重的空化腐蚀,致使阀座泄漏量高可达额定流量的30%以上,这是无法弥补的,因此,不同用途的电动锻钢球阀都有不同的具体技术要求,要按照系统工艺流程来合理选择电动调节阀至关重要。
  
  七、电动锻钢球阀介质的冲刷、电动锻钢球阀老化引起的内漏:
   
  电动锻钢球阀调整好后经过一定时间的运行,由于阀门的气蚀和介质的冲刷、阀芯与阀座产生磨损、内部部件老化等原因,则会出现电动调节阀行程偏大、电动调节阀关不严的现象,造成电动调节阀泄漏量变大,随着时间的推移,电动锻钢球阀内漏现象会越来越严重。解决办法:重新调整执行器,并定期进行维护、校正即可。


泵和阀门用盘根的安装和调节方法



1、需要的工具
  在取下旧盘根换上新盘根时需要用工具,以及用紧固器预紧压盖螺母。此外,需经常使用标准的安全设施和遵守有关的安全规定。
  
  安装前,首先要熟悉以下设备:
  
  校验盘根环的切割机、校验扭矩扳手或扳手、安全帽、内外卡钳、紧固器的润滑剂、反光镜、盘根取出器、切盘根的刀具、游标卡尺等
  
2、清洁和检查
  
  1)缓慢松开填料函的压盖螺母,释放盘根组件内所有的残余压力;
  
  2)移去所有旧的盘根,清洁轴/杆的填料函;
  
  3)检查轴/杆是否有腐蚀、凹痕、划伤或过度磨损;
  
  4)检查其他零件是否有毛刺、裂纹、磨损,它们会减少盘根的寿命;
  
  5)检查填料函是否有过大的间隙,以及轴/杆的偏心程度;
  
  6)更换有较大缺陷的零部件;
  
  7)检查旧盘根,作为失效分析的依据,以找到盘根早期失效的原因。
  
3、测量与记录
  
  记录轴/杆的直径、填料函孔径和深度,且当时用水封环时,记录填料函底部至顶部的距离。

4、选择盘根
  
  1)确保选用的盘根应满足系统和设备要求的操作工况;
  
  2)根据测量记录,计算盘根的横截面积和所需盘根环的数量;
  
  3)检验盘根,确保其无缺陷;
  
  4)在安装前,确保设备和盘根清洁。
  
5、盘根环的准备
  
  1)编织盘根
  
  在适当尺寸的轴上缠绕盘根,或使用校准过的盘根环切割机;根据要求干净利落地切割盘根成对接(方形)或斜接(30-45度),一次切一个环,并用轴或阀杆检验尺寸是否合适。
  
  2)模压成型盘根
  
  确保环的尺寸与轴或阀杆准确配合,必要时,根据盘根制造商的操作指南或要求切割填料环。
6、安装盘根
  
  小心地每次安装一个盘根环,将每一个环围绕在轴或阀杆上,在安装下一个环之前,应确保本环已完全在填料函中就位,下一个环应错开排列,至少相隔90度,一般要求120度。较上一个环装好后,用手拧紧螺母,压盖均匀下压。如有水封环,应检查其与填料函顶部的距离是否正确。同时确保轴或阀杆能自由转动。

7、调整盘根
  
  1)泵用盘根
  
  (1)继续用手拧紧压盖螺母;
  
  (2)开泵后,调整压盖螺母,此时允许有稍多的泄漏;
  
  (3)缓慢地拧紧压盖螺母,逐渐减少泄漏,直到泄漏达到可接受的程度;
  
  (4)如果泄露突然停止,应回拧压盖螺母,重新调节以防止盘根过热;
  
  (5)调节泄漏率达到一个稳定状态即可。
  
  2)阀门用盘根
  
  向盘根制造商或企业的技术部门咨询有关扭矩的规定或压缩百分比,按以下步骤拧紧压盖螺母:
  
  (1)向压盖螺母施加扭矩至满扭矩的30%或是的压缩百分比;
  
  (2)反复开闭阀门数次,当阀门处于关闭位置时,施加全部扭矩;
  
  (3)重复步骤(2)3或4次。

8、再次紧固和替换


工业压力表的安装及使用



     一、压力(差压)检测仪表的正确选用
  
  压力检测仪表的正确选用主要包括确定仪表的型式、量程、范围、准确度和灵敏度、外形尺寸以及是否需要远传和具有其它功能,如指示、记录、调节、报警等。
  
  选用的主要依据:
  
  1.工艺生产过程对测量的要求,包括量程和准确度。在静态测试(或变化缓慢)的情况下,规定被测压力的较大值选用压力表满刻度值的三分之二;在脉动(波动)压力的情况下,被测压力的较大值选用压力表满刻度值的二分。常用压力检测仪表的准确度等级有0.4级、1.0级、1.5级和2.5级4个级等,应从生产工艺准确度要求和较经济角度选用。仪表的较大允许误差是仪表的量程与准确度等级百分比的乘积,如果误差值过工艺要求准确度,则需更换准确度高一级的压力仪表。
  
  2.被测介质的性质,如状态(气体、液体)、温度、粘度、腐蚀性、法污程度、易燃和易爆程度等。如氧气表、乙炔表,带有“禁油”标志,于特殊介质的耐腐蚀压力表、耐高温压力表、隔膜压力表等。
  
  3.现场的环境条件,如环境温度、腐蚀情况、振动、潮湿程度等。如用于振动环境条件的防震压力表。
  
  4.适于工作人员的观测。根据检测仪表所处位置和照明情况选用表径(外形尺寸)不等的仪表。
  
  二、压力(差压)检测仪表的和校准
  
  仪表在使用之前,必须和校准。长期使用的仪表也应定期,其周期应视使用频繁程度和重点程度而定。当仪表带有远距离传送系统及二次仪表时,应连同二次仪表一起、校准。
  
  三、压力(差压)检测仪表的正确安装及有关事项
  
  进行压力检测,实际上需要一个测量系统来实现。要做到准确测量,除对仪表进行正确选择和(校准)外,还必须注意整个系统的正确安装。如果只是仪表本身准确,其示值并不能完全代表被测介质的实际参数,因为测量系统的误差并不等于仪表的误差。
  
  系统的正确安装包括取压口的开口位置、连接导管的合理铺设和仪表安装位置的正确等。
  
  1.取压口的位置选择
  
  (1)避免处于管路弯曲、分叉及流束形成涡流的区域。
  
  (2)当管路中有突出物体(如测温组件)时,取压口应取在其前面。
  
  (3)当必须在调节阀门附近取压时,若取压口在其前,则与阀门距离应不小于2倍管径;若取压口在其后,则与阀门距离应不小于3倍管径。(4)对于宽广容器,取压口应处于流体流动平稳和无涡流的区域。之,在工艺流程上确定的取压口位置应能保证测得所要选取的工艺参数.
  
  2.连接导管的铺设
  
  连接导管的水平段应有一定的斜度,以利于排除冷凝液体或气体。当被测介质为气体时,导管应向取压口方向低倾;当被测介质为液体时,导管则应向测压仪表方向倾斜;当被测参数为较小的差压值时,倾斜度可再稍大一点。此外,如导管在上下拐弯处,则应根据导管中的介质情况,在较低点安置排泄冷凝液体装置或在较高处安置排气装置,以保证在相当长的时间内不致因在导管中积存冷凝液体或气体而影响测量的准确度。冷凝液体或气体要定期排放。
  
  3.测压仪表的安装及使用注意事项
  
  (1)仪表应垂直于水平面安装;
  
  (2)仪表测定点与仪表安装处在同一水平位置,否考虑附加高度误差的修正;
  
  (3)仪表安装处与测定点之间的距离应尽量短,以免指示迟缓;
  
  (4)保证密封性,不应有泄漏现象出现,尤其是易燃易爆气体介质和有毒有害介质。
  
  仪表在下列情况使用时应加附加装置,但不应产生附加误差,否则应考虑修正。
  
  (1)为了保证仪表不受被测介质侵蚀或粘度太大、结晶的影响,应加装隔离装置;
  
  (2)为了保证仪表不受被测介质的急剧变化或脉动压力的影响,加装缓冲器。尤其在压力剧增和压力陡降,较容易使压力仪表损坏报废,甚至弹簧管崩裂,发生泄漏现象;
  
  (3)为了保证仪表不受振动的影响,压力仪表应加装减振装置及固定装置;
  
  (4)为了保证仪表不受被测介质高温的影响,应加装充满液体的弯管装置;
  
  (5)的特殊仪表,严禁他用,也严禁在没有特殊可靠的装置上进行测量,更严禁用一般的压力表作特殊介质的压力测量;
  
  (6)对于新购置的压力检测仪表,在安装使用之前,一定要进行计量,以防压力仪表运输途中震动、损坏或其它因素破坏准确度。



调节阀应用中存在的问题和发展方向



随着现场总线技术的发展,调节阀也将开放、智能和更可靠,它将与度更高,控制的效果更明显,并为我国现代化建设发挥更重要的作用其他工业自动化仪表和计算机控制装置一起,使工业生产过程控制的功能更完善,控制的精。


调节阀应用中存在的问题和发展方向

1.调节阀应用中存在的问题
①调节阀的品种多,规格多,参数多。调节阀为适应不同工业生产过程的控制要求,例如温度、压力、介质特性等,有近千种不同规格、不同类型的产品,使调节阀的选型不方便、安装应用不方便、维护不方便、管理不方便。
②调节阀的可靠性差。调节阀在出厂时的特性与运行一段时间后的特性有很大差异,例如,泄漏量增加、噪声增大、阀门复现性变差等,给长期稳定运行带来困难。
③调节阀笨重,给调节阀的运输、安装、.维护带来不便。通常,调节阀重量比一般的仪表重量要重几倍到上百倍,例如,一台DN200的调节阀重达700kg,运输、安装和维护都需要动用一些机械设备才能完成,给调节阀的应用带来不便。
④调节阀的流量特性与工业过程被控对象特性不匹配,造成控制系统品质变差。调节阀的理想流量特性已在产品出厂时确定,但工业过程被控对象特性各不相同,力口上压降比变化,使调节阀工作流量特性不能与被控对象特性匹配,并使控制系统控制品质变差。
⑤调节阀噪声过大。工业应用中,调节阀噪声已成为工业设备的主要噪声源,因此,降低调节阀噪声成为当前重要的研究课题,并得到各国政府的重视。
⑥调节阀是耗能设备,在能源越来越紧缺的当前,更应采用节能技术,降低调节阀的能耗,提高能源的利用率。

2.调节阀的发展方向
调节阀的发展方向主要为智能化、标准化、精小化、旋转化和安全化。

(1)智能化和标准化.调节阀的智能化和标准化已经提到议事日程。智能化主要采用智能阀门定位器。智能化化表现在下列方面。
①调节阀的自诊断,运行状态的远程通信等智能功能,使调节阀的管理方便,故障诊断变得容易,也降低了对维护人员的技能要求。
②减少产品类型,简化生产流程。采用智能阀门定位器不仅可方便地改变调节阀的流量特性,也可提高控制系统的控制品质。因此,对调节阀流量特性的要求可简化及标准化(例如,仅生产线性特性调节阀)o用智能化功能模块实现与被控对象特性的匹配,使调节阀产品的类型和品种大大减少,使调节阀的制造过程得到简化,并在生产和市场中经受考验和认可。
③数字通信。数字通信将在调节阀中获得广泛应用,以HART通信协议为基础,一些调节阀的阀门定位器将输入信号和阀位信号在同一传输线实现;以现场总线技术为基础,调节阀与阀门定位器、PID控制功能模块结合,使控制功能在现场级实现,使危险分散,使控制更及时、更迅速。
④智能阀门定位器。智能阀门定位器具有阀门定位器的所有功能,同时能够改善调节阀的动态和静态特性,提高调节阀的控制精度,因此,智能阀门定位器将在今后一段时间内成为重要的调节阀辅助设备被广泛应用。
调节阀的标准化表现在下列方面。
①为了实现互换性,使同样尺寸和规格的不同厂商生产的调节阀能够互换,使用户不必为选择制造商而花费大量时间。
②为了实现互操作性,不同制造商生产的调节阀应能够与其他制造商的产品协同工作,不会发生信号的不匹配或阻抗的不匹配等现象。
③标准化的诊断软件和其他辅助软件,使不同制造商的调节阀可进行运行状态的诊断,运行数据的分析等。
④标准化的选型程序。调节阀选型仍是自控设计人员十分关心的问题,采用标准化的计算程序,根据工艺所提供数据,能够正确计算所需调节阀的流量系数,确定配管及选用合适的阀体、阀芯及阀内件材质等,使设计过程标准化,提高设计质量。

(2)精小化.为降低调节阀的重量,便于运输、安装和维护,调节阀的精小化采用了下列措施。
①采用精小型执行机构。采用轻质材料,采用多组弹簧替代一组弹簧,降低执行机构高度,通常,精小型气动薄膜执行机构组成的调节阀比同类型气动薄膜执行机构组成的调节阀高度要降低约30%,重量降低约30%,而流通能力可提高约30%。
②改变流路结构。例如,将阀芯的移动改变为阀座的移动,将直线位移改变为角位移等,使调节阀体积缩小,重量减轻。
③采用电动执行机构。不仅可减少采用气动执行机构所需的气源装置和辅助设备,也可减少执行机构的重量。例如,Fisher公司的9000系列电动执行机构,其20型的高度小于330mm,使整个调节阀(带数字控制器和执行机构)质量降低到20~32kg

(3)旋转化由于旋转类调节阀,例如球阀等,有相对体积较小、流路阻力较小、可调比较大、密封性较好、防堵性能较好、流通能力较大等优点,因此,在调节阀新品种中,旋转阀的比重增大。特别是大口径管道中,普遍采用球阀、蝶阀等类型调节阀,从国外近年的产品看,旋转阀应用的比例正逐年增长。

(4)安全化仪表控制系统的安全性已经得到各方面的重视,安全仪表系统(SIS)对调节阀的要求也越来越高,表现在以下几方面。
①对调节阀故障信息诊断和处理要求提高,不仅要对调节阀进行故障发生后的被动性维护,而且要进行故障发生前的预防性维护和预见性维护。因此,对组成调节阀的有关组件进行统计和分析,及时提出维护建议等变得更重要。
②对用于紧急停车系统或安全联锁系统的调节阀,提出及时、可靠、安全动作的要求。确保这些调节阀能够反应灵敏、准确。
③对用于危险场所的调节阀,应简化程序。例如,对本安应用的现场总线仪表,可简化为采用FISCO现场总线本质安全概念,使对本安产品的过程简化。
④与其他现场仪表的安全性类似,对调节阀的安全性,可采用隔爆技术\防火技术、增安技术、本安技术、无火花技术等;对现场总线仪表,还可采用实体概念、本安概念、FISCO概念和非易燃(FINCO)概念等。

(5)节能降低能源消耗,提高能源利用率是调节阀的一个发展方向。主要有下列几个发展方向。
①采用低压降比的调节阀。使调节阀在整个系统压降中占的比例减少,从而降低能耗,因此,设计低压降比的调节阀是发展方向;另一个发展方向是采用低阻抗调节阀,例如采用蝶阀、偏心旋转阀等。
②采用自力式调节阀。例如,直接采用阀后介质的压力组成自力式控制系统,用被控介质的能量实现阀后压力控制。
③采用电动执行机构的调节阀。气动执行机构在整个调节阀运行过程中都需要有一定的气压,虽然可采用消耗量小的放大器等,但日积月累,耗气量仍是巨大的。采用电动执行机构,在改变调节阀开度时,需要供电,在达到所需开度时就可不再供电,因此,从节能看,电动执行机构比气动执行机构有明显节能优点。
④采用压电调节阀。在智能电气阀门定位器中采用压电调节阀,只有当输出信号增加时才耗用气源。
⑤采用带平衡结构的阀芯,降低执行机构推力或推力矩,缩小膜头气室,降低能源需要。
⑥采用变频调速技术代替调节阀。对高压降比的应用场合,如果能量消耗很大,可采用变频调速技术,采用变频器改变有关运转设备的转速,降低能源消耗。

(6)保护环境环境污染已经成为公害,调节阀对环境的污染主要有调节阀噪声和调节阀的泄漏。其中,调节阀噪声对环境的污染更是十分严重。
①降低调节阀噪声。研制各种降低调节阀噪声的方法,包括从调节阀流路设计到调节阀阀内件的设计,从噪声源的分析到降低噪声的措施等。主要有设计降噪调节阀和降噪调节阀阀内件;合理分配压降,使用外部降噪措施,例如,增加隔离、采用消声器等。
②降低调节阀的大气污染。调节阀的大气污染指调节阀的“跑”、“冒”、“滴”、“漏”,这些泄漏物不仅造成物料或产品的浪费,而且对大气环境造成污染,有时,还会造成人员的伤亡或设备爆炸等事故。因此,研制调节阀填料结构和填料类型、研制调节阀的密封等将是调节阀今后一个重要的研究课题。计算机科学、控制理论和自动化仪表等高新科学技术的发展推动了调节阀的发展,例如,现场总线调节阀和智能阀门定位器的研制、数字通信在调节阀的实现等。调节阀的发展也推动了其他科学技术的发展,例如,对防腐蚀材料的研究、对削弱和降低噪声方法的研究、对流体动力学的研究等。随着现场总线技术的发展,调节阀也将开放、智能和更可靠,它将与度更高,控制的效果更明显,并为我国现代化建设发挥更重要的作用其他工业自动化仪表和计算机控制装置一起,使工业生产过程控制的功能更完善,控制的精。










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