【電力鷹|熱控】閥門定位器問題，看這里！

我家住在三戶莊 2017-05-08

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【電力鷹|熱控】閥門定位器問題，看這里！

2017-04-16 電力鷹

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閥門定位器常見的6個問題原因分析

在調(diào)節(jié)閥的附屬裝置中，最主要、最實用的是閥門定位器。閥門定位器是調(diào)節(jié)閥的關(guān)鍵附件之一。它具有閥門定位功能，既克服閥桿摩擦力，又可以克服因介質(zhì)壓力變化而引起的不平衡力，從而能夠使閥門快速的跟隨，并對應于調(diào)節(jié)器輸出的控制信號，實現(xiàn)調(diào)節(jié)閥快速定位，提升其調(diào)節(jié)品質(zhì)。隨著智能儀表技術(shù)的發(fā)展，智能技術(shù)、電子技術(shù)的廣泛應用在傳統(tǒng)儀表中，大大提高了儀表的功能與性能。

閥門定位器的原理：反饋桿反饋閥門的開度位置發(fā)生變化，當輸入信號產(chǎn)生的電磁力矩與定位器的反饋系統(tǒng)產(chǎn)生的力矩相等，定位器力平衡系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，定位器處于穩(wěn)定狀態(tài)，此時輸入信號與閥位成對應比例關(guān)系。當輸入信號變化或介質(zhì)流體作用力等發(fā)生變化時，力平衡系統(tǒng)的平衡狀態(tài)被打破，磁電組件的作用力與因閥桿位置變化引起的反饋回路產(chǎn)生的作用力就處于不平衡狀態(tài)，由于噴嘴和擋板作用，使定位器氣源輸出壓力發(fā)生變化，執(zhí)行機構(gòu)氣室壓力的變化推動執(zhí)行機構(gòu)運動，使閥桿定位到新位置，重新與輸入信號相對應，達到新的平衡狀態(tài)。在使用中改變定位器的反饋桿的結(jié)構(gòu)(如凸輪曲線)，可以改變調(diào)節(jié)閥的正、反作用，流量特性等，實現(xiàn)對調(diào)節(jié)閥性能的提升。

現(xiàn)場使用閥門定位器的種類非常繁多，有氣動閥門定位器、電氣閥門定位器、有配薄膜執(zhí)行機構(gòu)的閥門定位器、有配活塞執(zhí)行機構(gòu)的閥門定位器、有力平衡式閥門定位器、有位移平衡式閥門定位器，閥門定位器的廣泛使用，在生產(chǎn)過程中，難免會出現(xiàn)各種故障，為保質(zhì)、保量、安全地生產(chǎn)，就必須及時排除定位器可能產(chǎn)生地一切故障。要排除閥門定位器地的故障，必須正確判斷閥門定位器的那一個環(huán)節(jié)、那一個元件發(fā)生的故障。通常有如下兩種故障分析法：一是根據(jù)閥門定位器的傳遞函數(shù)，對閥門定位器進行逐個環(huán)節(jié)，逐個元件的分析，這種對現(xiàn)場檢修不太適用，但對于疑難問題的分析，卻非常有效；二是根據(jù)檢修者對故障的現(xiàn)象進行綜合分析和判斷，此種方法最適于現(xiàn)場檢修。下面將閥門定位器可能產(chǎn)生的常見故障的起因分析如下：

1.閥門定位器有信號輸入，但無輸出壓力信號
（1）電/氣定位器，銜鐵與線圈架之間有異物。
（2）恒節(jié)流孔堵塞。
（3）噴嘴擋板配合不良或噴嘴擋板損壞。
（4）放大器中膜片（金屬膜片或者橡膠膜片）損壞。
（5）氣路連接有誤（包括放大器）。
（6）電/氣定位器輸入信號線正負極接反。
（7）定位器的輸入接線盒內(nèi)的二極管開路或接線不良。
（8）氣源壓力的大小不合要求。
（9）放大器耗氣量超額定數(shù)值太大。
（10）電/氣定位器磁鋼極性的安裝相異。
（11）放大器預緊力超重。
（12）滑閥式放大器內(nèi)的滑閥被異物卡死。
（13）“手動/自動”切換位置不對（非手動位置和非自動位置）。
（14）電/氣定位器輸入電信號短路。
（15）平衡彈簧安裝，調(diào)試不好。
2.下行程定位器輸出壓力變化緩慢
（1）放大器的氣錐閥的錐度較小。
（2）放大器膜片長期使用，產(chǎn)生彈性滯后現(xiàn)象。
（3）氣動定位器的感測元件（波紋管或膜盒）長期使用，產(chǎn)生彈性滯后。
（4）反饋彈簧產(chǎn)生彈性滯后。
3.上行程定位器給出壓力變化緩慢
（1）放大器進氣球閥陷得過深。
（2）放大器耗氣量較大。
（3）放大器進氣球閥沾污，流通面積減小。
（4）恒節(jié)流孔的直徑與噴嘴直徑之比小于額定值（技術(shù)要求數(shù)值）。
（5）噴嘴與擋板之間的配合不好。
（6）銜鐵與線圈架之間有輕微的磨擦。
4.定位器線性不好
（1）反饋凸輪或彈簧選擇不當。
（2）反饋機構(gòu)安裝不好。
（3）反饋凸輪或彈簧安裝不當。
（4）噴嘴或擋板有沾污現(xiàn)象。
（5）滑閥式放大器內(nèi)的滑閥與其接觸面有磨擦現(xiàn)象。
（6）背壓有輕微泄漏現(xiàn)象。
（7）整機安裝不當。
（8）反饋連接桿面調(diào)節(jié)閥有卡現(xiàn)象。
5.無輸入信號，定位器有輸出壓力
（1）噴嘴有堵塞。
（2）放大器進氣球閥沾污造成卡不死或者密封面損壞。
（3）恒節(jié)流孔的直徑與噴嘴直徑徑比大于額定值。
（4）放大器各氣路板的連接有問題。
（5）放大器金屬膜片變形或安裝不良，造成閥桿將進氣球閥頂開（對預緊力不可調(diào)放大器而言）。
（6）擋板已蓋住噴嘴的位置。
6.行程不足（定位器輸出壓力達不到最大值）
（1）反饋桿與執(zhí)行機構(gòu)推桿連接件的接觸位置不對。
（2）永久磁鐵產(chǎn)生的磁場強度較額定值小。
（3）擋板與噴嘴的配合不好。
（4）反饋凸輪的初始位置選擇不良。
（5）主杠桿平衡彈簧安裝不良。

氣動執(zhí)行機構(gòu)檢修

一、概述

氣動執(zhí)行器以無油壓縮空氣為動力，驅(qū)動閥門或擋板動作。主要有以下幾種類型：氣動調(diào)節(jié)閥、電磁閥、電信號氣動長行程執(zhí)行機構(gòu)。
二、氣動調(diào)節(jié)閥

氣動調(diào)節(jié)閥由氣動執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。氣動執(zhí)行機構(gòu)以無油壓縮空氣為動力，接受氣信號20～100kpa并轉(zhuǎn)換成位移，驅(qū)動調(diào)節(jié)閥以調(diào)節(jié)流體的流量。為了改善閥門位置的線性度，克服閥桿的摩擦力和消除被調(diào)介質(zhì)壓力變化等的影響，提高動作速度，使用氣動閥門定位器與調(diào)節(jié)閥配套，從而使閥門位置能按調(diào)節(jié)信號實現(xiàn)正確的定位。
氣源質(zhì)量應無明顯的油蒸汽、油和其他液體，無明顯的腐蝕氣體、蒸汽和溶劑。帶定位器的調(diào)節(jié)閥氣源中所含固體微粒數(shù)量應小于0.1g/m³,且微粒執(zhí)行應小于60цm,含油量應小于10 g/m³。
常用的氣動調(diào)節(jié)閥由氣動薄膜調(diào)節(jié)閥和氣動活塞調(diào)節(jié)閥。
⒈氣動薄膜調(diào)節(jié)閥
氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)氣源壓力最大值為500kpa。執(zhí)行機構(gòu)分正作用和反作用兩種型式，正作用式信號壓力增大，調(diào)節(jié)閥關(guān)小，又稱氣關(guān)式；反作用是信號壓力增大，調(diào)節(jié)閥也開大，又稱氣開式。
⒉氣動活塞調(diào)節(jié)閥
氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)氣源壓力的最大值為700kpa。與氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)相比，在同樣行程條件下，它具有較大的輸出力，因此特別適合于高靜壓、高差壓的場合。
⒊氣動隔膜閥
氣動隔膜閥根據(jù)所選擇的隔膜或襯里材質(zhì)的不同，可適用于各種腐蝕性介質(zhì)管路上，作為控制介質(zhì)流動的啟閉閥。例如，化學水處理程序控制用的閥門，常采用氣動隔膜發(fā)執(zhí)行機構(gòu)并與電磁閥配合，實現(xiàn)閥門的全開或全關(guān)控制。
⒋閥門定位器
有電氣信號和氣信號兩種。
氣動閥門定位器與氣動調(diào)節(jié)閥配套使用。定位器的氣源壓力大小與執(zhí)行機構(gòu)的型式及其壓力信號范圍(或彈簧壓力范圍)有關(guān)。例如ZPQ—01定位器與ZM系列氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)配套時，若執(zhí)行機構(gòu)壓力信號范圍為0.02～0.1Mpa，則氣源壓力為0.14Mpa；若壓力信號范圍為0.04～0.2Mpa，則氣源壓力為0.28Mpa；若ZPQ—02定位器與ZS—02系列活塞式執(zhí)行機構(gòu)配套時，壓力信號范圍為0.02～0.1Mpa時，氣源壓力為0.5Mpa。
電信號閥門定位器也可稱電-氣閥門定位器，可將0～10mA或4～20mA DC電信號轉(zhuǎn)換成驅(qū)動調(diào)節(jié)閥的標準氣信號。
⒌氣動保位閥
氣動保位閥用于重要的氣動控制系統(tǒng)作為安全保護裝置。當儀表氣源系統(tǒng)發(fā)生故障時,它能自動切斷調(diào)節(jié)器與閥門的通路,使閥門保持在原來的位置上。氣動保位閥型號為ZPB—201，給定壓力調(diào)整范圍為0.08～0.25Mpa，通道壓力為0.02～0.2Mpa。
氣動閥門定位器與氣動調(diào)節(jié)閥配套使用。根據(jù)氣動閥不同每種閥門都有配套的閥門定位器。閥門定位器的氣源壓力大小與執(zhí)行機構(gòu)的型式及其壓力信號范圍有關(guān)(或彈簧壓力范圍)有關(guān)。
三、調(diào)試
氣動執(zhí)行器的調(diào)試主要任務是吹掃氣源管、閥門的動作方向、閥門定位器調(diào)整、閥門的線性度調(diào)整。
調(diào)試的步驟：
⒈在現(xiàn)場安裝完成后，先檢查各部分是否安裝正確并牢固，檢查各氣源和氣路、電路連接正確。
⒉從主氣源管至氣動執(zhí)行器處，分段吹掃氣源管路。要保證管路暢通、氣源符合用氣要求。吹掃時要把氣動執(zhí)行器的氣源過濾器甩開，吹掃至氣源合格后再重新安裝上。
⒊檢查過濾器減壓閥前的壓力，符合減壓閥的要求。調(diào)整減壓閥后的壓力，與定位器或氣動執(zhí)行器的銘牌要求氣源壓力相符。
⒋把閥門打到“就地控制”檔(有的無此開關(guān))，再就地手動操作氣動執(zhí)行器，確認氣動執(zhí)行器動作方向正確，否則應調(diào)換相應的氣路管。并且閥門不應有卡澀現(xiàn)象。對于氣信號無定位器的執(zhí)行器，氣動指令信號0.02～0.1Mpa對應于全關(guān)、全開(氣開式執(zhí)行器相反)；對于有氣動定位器的氣信號執(zhí)行器，氣動指令信號先經(jīng)過定位器放大后再驅(qū)動執(zhí)行器；對于電信號氣動執(zhí)行器，4～20mA信號對應于0.02～0.1Mpa氣動信號，再由此氣動信號驅(qū)動執(zhí)行器動作。
⒌檢查并調(diào)整閥門定位器在閥門全開和全關(guān)時的輸出。閥門定位器的輸出在閥門全關(guān)時應對其氣信號和電信號的零位值(例如：0.02Mpa或者4mA)，閥門全開時應對應其滿度值(例如：0.1Mpa或者20mA)。
⒍把閥門打到“遠方控制”檔(有的無此開關(guān))，從遠方(例如集控室)進行遠方電信號的控制試驗。閥門的動作方向應正確無誤。閥門的實際開度，以及在就地和遠方的閥門位置顯示應準確對應于發(fā)給閥門的動作指令值。
⒎帶有線性調(diào)整功能的氣動執(zhí)行器，還應選運行中常用的一點(一般是中間閥位附近)調(diào)整其工作特性的線性度。
⒏調(diào)試完成后，把所有的螺絲和管接頭全部緊固一遍，并停電緊固所有的接線螺絲。
經(jīng)常出現(xiàn)的故障
閥門卡澀的主要原因是氣源帶水，壓縮空氣不合格，特別是雨季空氣潮濕，閥門內(nèi)積水容易卡澀。氣動執(zhí)行機構(gòu)的氣源應是清潔的、壓力穩(wěn)定的壓縮空氣，一般由無油壓縮空氣機供給，經(jīng)儲氣罐和總的過濾、減壓設(shè)備后送至空氣母管，每臺氣動執(zhí)行機構(gòu)從母管接取氣源。若母管氣源的清潔程度或壓力不能滿足各種類型氣動執(zhí)行機構(gòu)的要求時，也可在每臺執(zhí)行機構(gòu)的空氣管前加裝空氣過濾器、空氣減壓閥或空氣過慮減壓閥等。