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CKD电磁阀的工况选型及实例分析
点击次数:163 发布时间:2018-12-10

    CKD电磁阀的工况选型及实例分析
    CKD电磁阀与其它仪表配套使用,可实现生产过程中流量、液位、压力、温度等工艺参数与其它介质如液体、气体、蒸汽等的自动调节和远程控制。随着企业自动化程度的逐步提高,集散控制系统(DCS)以及其它智能型仪表在自动化领域中的应用已越来越普遍,通过计算机的优化控制,将使生产取得最大效益。而在优化的同时也使控制系统的主要故障集中于调节系统的终端执行装置即调节阀上,调节阀在控制流体流量的工作过程中,接受控制操作信号,按控制规律实现对流量的调节。它的动作灵敏与否,直接关系着整个控制系统的质量。根据控制系统在纯碱行业的应用统计,调节系统有80%左右的故障出自调节阀。因此,如何保证气动薄膜调节阀在我厂生产中的可靠、准确运行,是我们需要探讨的一个很重要的问题。
    CKD电磁阀由于氨盐水有严重的腐蚀性,碳酸氢铵在摄氏25℃以下易结晶的性质,使调节阀在运行中因阀体内壁结疤、结晶、结垢导致阀卡、不动作或动作迟钝,使系统不能进行自动调节的现象比较普遍,占调节阀故障总数的50%,给生产造成的影响较大;由调节阀填料老化、变硬导致阀动作迟钝或从阀杆处泄漏等故障达15%;由于膜片损 坏漏气或硬芯碎裂导致阀不能调节的现象达12%
    在过程控制中的作用是人所共知的,在许多控制过程中要求调节阀在故障时处于某一个位置,以保护工艺过程不出现事故,这就要求调节阀在设计上实现故障—安全的三断(断气、断电、断信号)保护措施。对于电动调节阀来说,比较简单,断信号时,可以根据控制模块的设定而停留在全开、全关、保持中的任一位置,而断电时,自然停留在故障位置,或带有复位装置的电动执行器也可将阀位运行到全开或全关。
    对于气动调节阀来说,就比较复杂了,所以我们主要讨论气动调节阀的三断保位方法。一般来说,我们在选择气动薄膜调节阀时,都要先确定选气开还是气闭,这就是选择调节阀断气时的保护位置,如果工艺要求断气时阀门打开,则选择常开(气闭)式调节阀,反之则选常闭(气开)式调节阀。这只是一个粗浅的方案,如果工艺要求断气、断电、断信号的三断保护,则调节阀就需要配置一些附件来组成一个保护系统才能实现控制要求,这些附件主要有保位阀、电磁阀、气罐等。以下是单作用气动薄膜调节阀和双作用气动调节阀的两种保位方案。
    一、CKD电磁阀方案(调节阀配用电-气阀门定位器)
    本方案主要由CKD电磁阀阀位信号返回器等组成。其工作原理如下:
    1、断气源:当控制系统气源故障(失气)时,气动保位阀自动关闭将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内,输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡,气动控制阀的阀位保持在故障位置。该保位阀应设定在略低于气源的最小值时启动。
    2、断电源:当控制系统电源故障(失电)时,失电(信号)比较器控制单电控电磁换向阀的输出电压消失,单电控电磁换向阀失电,单电控电磁换向阀内的滑阀在复位弹簧的作用下滑动,电磁阀换向,将气动保位阀的膜室压力排空,气动保位阀关闭,将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内,输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡,气动控制阀的阀位保持在故障位置。
    3、断信号:当控制系统信号故障(失信号)时,失电(信号)比较器检测到后,断掉单电控电磁换向阀的电压信号,单电控电磁换向阀失电,单电控电磁换向阀内的滑阀在复位弹簧的作用下滑动,电磁阀换向,将气动保位阀的膜室压力排空,气动保位阀关闭,将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内,输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡,气动控制阀的阀位保持在故障位置。
    位置反馈信号由阀位信号返回器给出。
    本方案的优点:“三断”保护启动时,系统反应较快,动作迅速。整体造价比较便宜。
    本方案的缺点:电磁阀长期带电,影响使用寿命。配用附件较多,安装、调试复杂一些,阀位反馈需另配阀位信号返回器,在配用手轮的情况下,比较复杂。
    二、双作用气动调节阀方案(调节阀配用电-气阀门定位器)
    本方案主要由CKD电磁阀其工作原理如下:
    当控制系统气源故障(失气)时,自锁阀(其作用方式与保位阀相反)自动打开,将气控换向阀的控制气源撤消,气控换向阀的滑阀在弹簧的作用下复位,两个气控换向阀中的其中一个排气,另一个进气,单向阀关闭,气源由储气罐中储存的气源向阀门供气,从而实现阀门的全关或全开。全关或全开的转换可通过调整气控换向阀的连接方式实现。
    如果要实现阀门保位,加装气动保位阀并改变管路连接,用自锁阀直接控制保位阀,取消气控换向阀、单向阀、储气罐即可。
    若要实现断气源时,能够保证阀门有若干次的动作,可采用以下方案。
    本方案由储气罐、单向阀、闭锁阀、截止阀等组成。其工作原理如下:
    当气源故障(失气)时,单向阀关闭,闭锁阀失气,在闭锁阀的滑阀在弹簧的作用下复位,气路换向,断开系统的气源管路,接通储气罐管路,由储气罐向阀门供气,以保证阀门有若干次动作,实现连续控制的目的。由于储气罐的容量有限,且储气罐中的气源压力随着阀门动作不断下降,不可长期使用储气罐为阀门供气。本方案配用储气罐的容量应比一般保护用储气罐的容量大。本方案在断气源时,阀门动作的次数与储气罐的容量有关。
    CKD电磁阀的是自控系统中的执行器,其应用质量反映在系统中的调节品质上,调节阀应用的好坏,即应用质量与三个方面有关:
    (1)正确选型(含计算)——系统设计人员;
    (2)产品质量——生产厂
    (3)正确安装、使用、维护——用户。
    所以,我们讲质量不只是生产厂的问题,它是一个广义的概念,包括系统设计人员、生产厂家和使用人员。
    下面列举常见的应用问题,这些问题若能很好地处理,可以说你选阀就不会出现大的质量事故。
    (1)口径计算――小了不能满足Qmax,大了常小开度工作,调节性能差,寿命短。
    (2)校核关闭时的△P――有些根本就不作校核,造成阀关不死,打不开。
    (3)校核可调比R――R小了不能满足流量变化范围。
    (4)确定弹簧范围――涉及弹簧范围、启始工作压力、输出力、稳定性、调整等。
    (5)材质与结构――这里学问最大,一个优秀的工程设计人员,
    所选的阀结构和材质应是在满足使用功能前提下,得到的是简单的结构、最低的价格
    相反,花了很多钱,甚至引进产品,还是用不好,这种费用可差20~30倍。
    用不好的影响则更大,开开停停,造成经济损失和产量下降,有的甚至无法投用。
    因此,一个有经验的系统设计人员就知道阀在现场的重要性,一开始就重视阀的正确选型,并与我们密切配合。
    (6)附件----对主体的保证和有意的补偿。
    也有很多成功的例子,成功首先在于他们的正确选型。

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