調(diào)節(jié)閥基礎(chǔ)知識(shí)課件

調(diào)節(jié)閥基礎(chǔ)知識(shí)加氫車間劉海海編2021/3/101調(diào)節(jié)閥概述

調(diào)節(jié)閥是一個(gè)局部阻力可以改變的節(jié)流元件，閥芯在閥體內(nèi)移動(dòng)，改變閥芯與閥座之間的流通面積，從而達(dá)到調(diào)節(jié)被測介質(zhì)的流量，控制工藝參數(shù)的目的。這些工藝參數(shù)包括壓力、溫度、液位及流量。閥芯形式分直行程和角行程兩類。直行程閥芯通過直線運(yùn)動(dòng)來改變與閥座之間的流通面積；角行程閥芯通過旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來改變與閥座間的流通面積。FIELDVUE調(diào)節(jié)閥2021/3/102氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥就是以壓縮空氣為動(dòng)力源，以氣缸為執(zhí)行器，并借助于電/氣閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥、保位閥等附件驅(qū)動(dòng)閥門，（閥芯閥座相對移動(dòng)）來實(shí)現(xiàn)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié)，接收控制信號：4—20mA電流信號并將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫π盘枺ㄓ啥ㄎ黄魍瓿苫螂姶砰y完成）來調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)作可靠穩(wěn)定、輸出力大、安裝維修方便、價(jià)格便宜且防火防爆。缺點(diǎn)：響應(yīng)時(shí)間大、信號不適于遠(yuǎn)傳。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥：電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收4—20mA電流信號，通過電機(jī)的正反轉(zhuǎn)驅(qū)使閥芯閥桿產(chǎn)生相對位移（直行程、角行程）來改變閥芯和閥座之間的截面積大小，控制管道介質(zhì)的流量、溫度、壓力等工藝參數(shù)。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)作快、適合遠(yuǎn)距離傳送；節(jié)能（只在工作時(shí)才消耗電），環(huán)保（無碳排放），安裝快捷方便（無需復(fù)雜的氣動(dòng)管路和氣泵工作站）。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、推力小、價(jià)格貴，適用于防爆要求不太高及缺乏氣源的場合。直行程反作用角行程正作用氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)2021/3/103氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥組成：調(diào)節(jié)閥＝執(zhí)行機(jī)構(gòu)+閥體部件

其中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的推動(dòng)裝置，它按信號壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力，使推桿產(chǎn)生相應(yīng)的位移，從而帶動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥芯動(dòng)作。80年代末（日本）精小型調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)，在結(jié)構(gòu)方面，將單彈簧的氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)改為多彈簧式薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并將彈簧直接置于上下膜蓋內(nèi)，使支架大大地減小減輕；它的突出特點(diǎn)是使調(diào)節(jié)閥的重量和高度下降30％，流量提高30％。DVC2000智能定位器DVC6000智能定位器數(shù)字式閥門定位器接受閥門行程位置的反饋，以及供氣壓力、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣動(dòng)壓力+4~20mA電信號多彈簧2021/3/104氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥分類：直行程調(diào)節(jié)閥：角行程調(diào)節(jié)閥：1、按調(diào)節(jié)閥動(dòng)作方式（閥芯運(yùn)動(dòng)軌跡）分類：

a.直行程調(diào)節(jié)閥

b.角行程調(diào)節(jié)閥

2、按調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)方式分類：

a.調(diào)節(jié)閥(調(diào)節(jié)切斷閥)帶定位器如國泰六期：高、低加正常疏水調(diào)節(jié)閥汽封供汽站調(diào)節(jié)閥三級減溫水調(diào)節(jié)閥低壓汽封減溫水調(diào)節(jié)閥

#3高加低負(fù)荷疏水調(diào)節(jié)閥b.切斷閥如六期高、低加危急疏水調(diào)節(jié)閥2021/3/105執(zhí)行器組成

執(zhí)行器按其能源形式，分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三類。氣動(dòng)執(zhí)行器由氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（通常稱調(diào)節(jié)閥）兩部分組成。FIELDVUE執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥閥門定位器2021/3/106執(zhí)行器組成在某些特殊場合，還需要配置一些輔助裝置如：閥門定位器和手輪機(jī)構(gòu)。閥門定位器可提高調(diào)節(jié)質(zhì)量，改善執(zhí)行器的性能。手輪機(jī)構(gòu)可以在調(diào)節(jié)系統(tǒng)因停電、停氣、調(diào)節(jié)器無輸出或執(zhí)行機(jī)頭薄膜損壞失靈時(shí)由人直接操作，保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行。薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出特性是成比例式的，即輸出位移和輸入氣壓信號成正比關(guān)系。當(dāng)信號壓力輸入薄膜氣室時(shí)，在薄膜上產(chǎn)生一個(gè)推力，使推桿移動(dòng)并壓縮彈簧，當(dāng)彈簧的反作用力與信號在薄膜上產(chǎn)生的推力平衡時(shí)，推桿就穩(wěn)定在一個(gè)平衡位置。信號壓力越大，推桿位移量就越大，推桿的位移就是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直線位移，也稱行程。2021/3/107執(zhí)行器的作用方式正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)－是指信號壓力增加時(shí)推桿向下移動(dòng)反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)－是指信號壓力增加時(shí)推桿向上移動(dòng)調(diào)節(jié)閥正裝－指閥芯向下移動(dòng)時(shí)，閥芯與閥座間的流通面積減小調(diào)節(jié)閥反裝－指閥芯向下移動(dòng)時(shí)，閥芯與閥座間的流通面積增大正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)和正裝調(diào)節(jié)閥組成氣關(guān)式執(zhí)行器（正作用）。反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)和正裝調(diào)節(jié)閥組成氣開式執(zhí)行器（反作用）。正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)和反裝調(diào)節(jié)閥組成氣開式執(zhí)行器（反作用）。正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)和正裝調(diào)節(jié)閥組成氣關(guān)式執(zhí)行器（正作用）。2021/3/108氣動(dòng)節(jié)閥分類：2021/3/109執(zhí)行器的組成輸入壓力輸出壓力供氣壓力氣開/氣關(guān)作用方式的選擇主要依據(jù)是保護(hù)人員及設(shè)備的安全。在正常生產(chǎn)流程中的調(diào)節(jié)閥一般選擇氣開，在故障時(shí)關(guān)閉，防止溢油；放空及排海等選擇氣關(guān)，在故障時(shí)開啟泄壓。2021/3/1010名詞術(shù)語被控對象：需要實(shí)現(xiàn)控制的設(shè)備、機(jī)器或生產(chǎn)過程。被控變量：對象內(nèi)要求保持設(shè)定值（接近恒定值或按預(yù)定規(guī)律變化）的工藝參數(shù)。操縱變量：受控制器調(diào)節(jié)，用以使被控變量保持設(shè)定值的物理量或能量。干擾（擾動(dòng)）：除操縱變量外，作用于對象并能引起被控變量變化的因素。負(fù)荷變化就是一種典型的擾動(dòng)。設(shè)定值：被控變量的目標(biāo)值（預(yù)定值）。偏差：理論上應(yīng)該是被控變量的設(shè)定值與實(shí)際值之差。但是能夠直接獲取的是被控變量的測量值信號而不是實(shí)際值，因此通常把設(shè)定值與測量值之差稱作偏差。2021/3/1011閉環(huán)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥變送器被控對象控制器設(shè)定值偏差操縱變量擾動(dòng)被控變量測量值2021/3/1012閉環(huán)控制系統(tǒng)的過渡過程及其品質(zhì)指標(biāo)過渡過程：一個(gè)控制系統(tǒng)在外界干擾或給定干擾作用下，從原有穩(wěn)定狀態(tài)過渡到新的穩(wěn)定狀態(tài)的整個(gè)過程，稱為控制系統(tǒng)的過渡過程。它是衡量控制系統(tǒng)品質(zhì)優(yōu)劣的重要依據(jù)。衡量控制系統(tǒng)好壞常采用以下幾個(gè)指標(biāo)：1.衰減比：它是表征系統(tǒng)受到干擾后，被控變量衰減程度的指標(biāo)。其值為前后兩個(gè)相鄰峰值之必，即圖中的B1/B2，一般希望它在4:1到5:1之間。2.余差：它是指控制系統(tǒng)受到干擾后，過渡過程結(jié)束時(shí)被控變量的殘余偏差，即圖中的C。C值也就是被控變量在擾動(dòng)后的穩(wěn)態(tài)值與設(shè)定值之差?？刂葡到y(tǒng)的余差要滿足工藝要求，有的控制系統(tǒng)工藝上不允許有余差，即C=0。2021/3/1013閉環(huán)控制系統(tǒng)的過渡過程及其品質(zhì)指標(biāo)3.最大偏差：它表示被控變量偏離給定值的最大程度。對于一個(gè)衰減的過渡過程，最大偏差就是第一個(gè)波的峰值，即圖中的A值。A值就是被控變量所產(chǎn)生的最大動(dòng)態(tài)偏差。4.過渡過程時(shí)間：又稱調(diào)節(jié)時(shí)間，它表示從干擾產(chǎn)生的時(shí)刻起，直至被控變量建立起新的平衡狀態(tài)為止的這一段時(shí)間，圖中以Ts表示。過渡過程時(shí)間越短越好。5.振蕩周期：被控變量相鄰兩個(gè)波峰之間的時(shí)間叫振蕩周期，圖中以T來表示。在衰減比相同的條件下，周期與過渡時(shí)間成正比。因此一般希望周期也是越短越好。2021/3/1014一個(gè)控制系統(tǒng)的過渡過程被控變量0tTTsB2B1Ac2021/3/1015調(diào)節(jié)規(guī)律：調(diào)節(jié)器的輸出信號隨輸入信號變化的規(guī)律比例

P特點(diǎn)是動(dòng)偏差小，有余差存在。值越大，余差越大，但系統(tǒng)越容易達(dá)到穩(wěn)定。值越小，系統(tǒng)越容易振蕩。積分

I特點(diǎn)是余差可被消除，但動(dòng)偏差大，調(diào)節(jié)過程長。值越小，積分作用越明顯，但過渡過程振蕩劇烈，穩(wěn)定程度下降。微分

D是根據(jù)偏差變化趨勢而動(dòng)作的，只要偏差一變化就提前采取動(dòng)作，，因此叫超前作用。它只有在輸入變化時(shí)，調(diào)節(jié)器才有輸出，因此它不能作為一個(gè)獨(dú)立的調(diào)節(jié)器使用。它主要使用在溫度調(diào)節(jié)方面，利用溫度微小的變化便進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，以應(yīng)對溫度調(diào)節(jié)的滯后性。值越大，超前時(shí)間越長。2021/3/1016調(diào)節(jié)規(guī)律比例作用可以加快控制過程，減少動(dòng)偏差，縮短調(diào)節(jié)時(shí)間過程時(shí)間；積分作用可消除靜偏差，克服余差；微分作用能抑制偏差的增長，減小動(dòng)偏差。三作用調(diào)節(jié)規(guī)律只要適當(dāng)?shù)恼ū壤秶e分和微分時(shí)間三個(gè)參數(shù)，可以得到較為滿意的調(diào)節(jié)質(zhì)量。但三作用調(diào)節(jié)器不是萬能的，一些很簡單的系統(tǒng)，例如用比例調(diào)節(jié)規(guī)律可以得到滿意的調(diào)節(jié)質(zhì)量的液位系統(tǒng)，用上三作用調(diào)節(jié)規(guī)律后，不僅系統(tǒng)復(fù)雜，投資增大，而且現(xiàn)場整定困難，整定不好反而容易使液位波動(dòng)。因此，實(shí)際使用時(shí)，應(yīng)按具體情況來選取儀表，切忌用三作用調(diào)節(jié)器代替一切！2021/3/1017直行程閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)及定位器

--667型/657型執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于高低加正常疏水等氣開：反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣閉：正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)單彈簧2021/3/1018頂裝手輪657氣閉正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)667氣開反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)側(cè)裝手輪直行程閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)及定位器—手輪的形式及應(yīng)用定位器667氣開反作用調(diào)節(jié)閥2021/3/1019氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥分類：4、氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)按結(jié)構(gòu)分類：

a.氣動(dòng)薄膜（單、多彈簧）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：輸出直線位移。

b.氣動(dòng)活塞（有、無彈簧）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：輸出直線位移或角位移薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡單、可靠。

缺點(diǎn)：

①膜片承受的壓力較低，最大膜室壓力不能超過250KPa，加上彈簧要抵消絕大部分的壓力，余下的輸出力就很小了。②為了提高輸出力，通常作法就是增大尺寸，使得執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸和重量變得很大；另一方面，工廠的氣源通常是500～700KPa，它只用到了250KPa，氣壓沒充分利用，這是不可取的，活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)解決了此問題。

為了充分用足工廠的氣源壓力來提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力、減少其重量和尺寸，便產(chǎn)生了活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

DVC6010雙作用氣源DVC6010單作用氣源氣動(dòng)活塞式氣動(dòng)薄膜式正作用反作用單作用無彈簧雙作用2021/3/1020氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥分類：氣動(dòng)活塞（有、無彈簧）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：輸出直線位移或角位移直行程活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)

它主要用于配直行程的調(diào)節(jié)閥，它分為有彈簧式和無彈簧式兩種1、無彈簧活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)

①用于故障下要求閥保位的場合；

②用于大口徑閥要求執(zhí)行機(jī)構(gòu)推力特別大的場合；2、有彈簧式活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)

大多數(shù)場合使用有彈簧的活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)是：

①在故障情況下，通過彈簧進(jìn)行復(fù)位，實(shí)現(xiàn)故障開或故障關(guān)功能；

②可以抵抗不平衡力的變化，增加執(zhí)行機(jī)構(gòu)的剛度，提高調(diào)節(jié)閥的穩(wěn)定性。它的缺點(diǎn)是：

①彈簧會(huì)抵消一部分輸出力；

②氣缸內(nèi)設(shè)彈簧，增加了氣缸的長度和重量。氣缸活塞環(huán)活塞上蓋螺絲活塞支架閥桿連接件推桿O型環(huán)彈簧行程限位密封軸套行程標(biāo)尺執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿無彈簧有彈簧單作用、直行程活塞、彈簧式2021/3/1021齒條輸出轉(zhuǎn)軸彈簧1035齒條式氣缸角行程執(zhí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(齒輪齒條、雙活塞、彈簧復(fù)位角行程)氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)按其作用方式可分成比例式和兩位式兩種。所謂比例式是指輸入信號壓力與推桿的行程成比例關(guān)系，這時(shí)它必須與閥門定位器配用。兩位式是根據(jù)輸入執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞兩側(cè)的操作壓力差來完成的。活塞由高壓側(cè)推向低壓側(cè)，就使推桿由一個(gè)極端位置推移至另一個(gè)極端位置。

角行程活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)

角行程的活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要用于角行程類的調(diào)節(jié)閥，按氣缸的安裝方向，分為立式氣缸和臥式氣缸兩種。按活塞的推桿驅(qū)動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，常用的有：①曲柄連桿式；

②齒輪齒條式；

③活塞螺旋式。立式曲柄連桿活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)臥式齒輪齒條活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)2021/3/1022角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)及定位器—1052/size40角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)

用于六期#5~#8低加危急疏水調(diào)節(jié)閥2021/3/1023氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥分類：按流向不同分為：流開和流關(guān)（閉）流開：在閥芯節(jié)流處介質(zhì)流動(dòng)方向與閥門打開方向相同。流關(guān)：在閥芯節(jié)流處介質(zhì)流動(dòng)方向與閥門關(guān)閉方向相同。

哪些閥需要進(jìn)行流向選擇，哪些不需要？單密封類的調(diào)節(jié)閥：單閥座、高壓閥無平衡孔的單密封套筒閥需進(jìn)行流量選擇（通常選擇流開）。流開、流閉各有利弊：流開型閥門工作比較穩(wěn)定，但自潔性和密封性較差，壽命短。流閉型的閥壽命長、自潔性和密封性好，但當(dāng)閥桿直徑小于閥芯直徑時(shí)穩(wěn)定性差。當(dāng)沖刷嚴(yán)重或有自潔要求時(shí)選擇流閉。兩位型快關(guān)特性調(diào)節(jié)閥選擇流閉。流開流關(guān)（閉）2021/3/1024（閥座）（閥座保持架）（閥芯）（導(dǎo)向套）Fisher調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)：EZ型直通單座球面閥：連排至定排疏水調(diào)整門凝結(jié)水至汽封減溫器調(diào)整門直通單座閥（球面閥芯）2021/3/1025正作用閥反作用閥閥體閥座閥籠閥芯纏繞墊上閥蓋（盤根室）填料壓蓋閥桿Fisher調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)：直通套筒閥（籠式閥）密封環(huán)在閥芯頂部開有平衡孔的叫平衡式套筒閥，否則是非平衡套筒閥ET、ED型直通套筒閥：高低加疏水調(diào)整門2021/3/1026直通套筒閥（籠式閥）特點(diǎn)：套筒閥用閥籠內(nèi)表面導(dǎo)向，用閥籠節(jié)流可滿足所需流量特性特點(diǎn)如下：1、閥座通過閥籠、閥蓋壓緊在閥體上，不采用螺紋連接，安裝維修方便。2、流量特性更改方便：在套同上對稱的開有3~6個(gè)節(jié)流孔，節(jié)流開孔形狀與節(jié)流特性有關(guān)，通過更換套筒（節(jié)流開孔形狀）來改變節(jié)流閥流量特性。3、降噪和降低空化影響。為降低控制閥噪音，可采用降噪閥籠或在閥籠上開小孔降噪。

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系列控制閥主要零件閥體、閥芯、閥桿、閥座、閥籠(支架)、墊片、閥芯密封環(huán)、填料等

平衡型閥塞原理圖2021/3/1027直行程閥門與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接方法—正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)657型關(guān)于直行程閥門開關(guān)停止位（通常閥門）說明執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)閉位置推力一定要由閥座承擔(dān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)全開位置推力一定要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)上部（如膜頭上蓋，氣缸上蓋）承擔(dān)2021/3/1028直行程閥門與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接方法—

反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)667型2021/3/10291.直行程閥門----基本術(shù)語2021/3/1030直行程閥門----EZ型2021/3/1031直行程閥門----ED型2021/3/1032直行程閥門----ET型2021/3/1033直行程閥門----通用型閥桿填料函形式石墨填料單PTFE填料abcb:負(fù)壓型a:正壓型c:復(fù)合型雙PTFE填料2021/3/10342021/3/10352021/3/10362021/3/10372021/3/1038費(fèi)希爾旋轉(zhuǎn)閥產(chǎn)品系列—蝶閥8560