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化工熱網(wǎng)工程電動調(diào)節(jié)閥設(shè)計選型分析

由電動執(zhí)行機構(gòu)與各種的閥體（單座、雙座、套筒）組配而成，而具備了各種閥的特點。電動調(diào)節(jié)閥以單相交流220V電源為動力，接受統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)電信號0-10mADC或4-20mADC，自動的控制閥門開度，達到對工作流量、壓力、溫度、液位等參數(shù)的自動控制，是生產(chǎn)過程自動調(diào)節(jié)的組成之一 .

化工熱網(wǎng)工程電動調(diào)節(jié)閥設(shè)計選型分析產(chǎn)品說明

ZAZP、ZAZN、ZAZM型電動調(diào)節(jié)閥由電動執(zhí)行機構(gòu)與各種的閥體（單座、雙座、套筒）組配而成，而具備了各種閥的特點。電動調(diào)節(jié)閥以單相交流220V電源為動力，接受統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)電信號0-10mADC或4-20mADC，自動的控制閥門開度，達到對工作流量、壓力、溫度、液位等參數(shù)的自動控制，是生產(chǎn)過程自動調(diào)節(jié)的組成之一。廣泛用于電力、冶金、輕工、食品、石油、化工等工業(yè)的自動控制中。

如何保證熱用戶的流量和溫度是熱網(wǎng)工程設(shè)計中一個非常關(guān)鍵的問題，除了管網(wǎng)的保溫外，調(diào)節(jié)設(shè)備的合理選擇與安裝就顯得非常重要了。本文將在調(diào)節(jié)閥的選型及選用的基礎(chǔ)上，探討其在熱力站內(nèi)的應(yīng)用和常見故障的分析。

2 化工熱網(wǎng)工程電動調(diào)節(jié)閥設(shè)計選型分析設(shè)置基本情況

為了解決在供熱系統(tǒng)中水力失調(diào)、冷熱不均等問題，提高管理運行水平，改善供熱效果，計算機監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用得越來越多，電動調(diào)節(jié)閥作為重要的調(diào)節(jié)手段，在熱力站得到廣泛的應(yīng)用。我分公司口前有258座熱力站，共有450套系統(tǒng)，每套系統(tǒng)的一次網(wǎng)回水上會加設(shè)一臺電動調(diào)節(jié)閥來控制流量。

電動調(diào)節(jié)閥是在自控系統(tǒng)中進行流量調(diào)節(jié)的設(shè)備。一般在熱力站中一次網(wǎng)回水管上加裝，通常作為訓(xùn)一算機監(jiān)控系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)6f}J節(jié)流量)。電動調(diào)節(jié)閥是供熱系統(tǒng)中流量調(diào)節(jié)的最主要設(shè)備。
調(diào)節(jié)閥作為最終執(zhí)行元件，在控制系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用。合理的選型和正確的計算，是閥門長期穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。

3. 1 化工熱網(wǎng)工程電動調(diào)節(jié)閥設(shè)計選型分析基本組成及工作原理

電動調(diào)節(jié)閥由電動執(zhí)行器與調(diào)節(jié)閥閥體構(gòu)成（如圖1所示)。上部是執(zhí)行機構(gòu)，也叫電動閥頭，它需要外部一個供電，一般是24 V或220V，通過接收PLC內(nèi)模塊輸出的電流或電壓信號，來驅(qū)動閥體改變閥芯和閥座之間的流通而積大小控制調(diào)節(jié)換熱器一次側(cè)的流量，實現(xiàn)場PLC控制或遠程自動控制，進而改變提供給熱用戶的供熱量。以等百分比特性為，具有調(diào)節(jié)穩(wěn)定，調(diào)節(jié)性能好等特點。

3. 2 化工熱網(wǎng)工程電動調(diào)節(jié)閥設(shè)計選型分析的設(shè)計選型

電動調(diào)節(jié)閥的設(shè)訓(xùn)一選型很重要，直接影響系統(tǒng)調(diào)節(jié)效果的好壞。但在實際運行中，電動調(diào)節(jié)閥常出現(xiàn)運行效果不理想，甚至無法進行正常調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)閥損壞過快。其原因是多方而的，其中一個重要的原因就是電動調(diào)節(jié)閥的設(shè)訓(xùn)一選型不當(dāng)，電動閥的選型是一個復(fù)雜的計算過程，并且需要反推，驗算選型是否合理。

1)首先根據(jù)熱力站供熱負(fù)荷以及一次側(cè)的供回水溫度訓(xùn)一算電動調(diào)節(jié)閥的流量:其中，G為設(shè)計流量，m3/h;Tg為供水溫度，0C ; Th為回水溫度，0C;Q為供熱負(fù)荷。

2)再根流量和閥前后壓差確定KV值:式中:KV—閥門的KV值，m3/h;

P—介質(zhì)密度，kg/m3;

△P—閥前后壓差，bar,閥前后壓差是由設(shè)訓(xùn)一院根據(jù)水壓圖和熱力站阻力損失得來，根據(jù)供熱系統(tǒng)的實際情況確定。

當(dāng)閥門全開時獲得最大的流通能力，此時的KV值最大，稱為KVs。KVs值是最大流通能力（定值)，由廠家提供閥門的設(shè)備參數(shù)中選取，查看選型樣本中的允許壓差、允許溫度并最后根據(jù)KVs值進行調(diào)節(jié)閥的選型，根據(jù)KVs選擇調(diào)節(jié)閥的口徑。

確定調(diào)節(jié)閥型號后，根據(jù)調(diào)節(jié)閥在滿足最大關(guān)閉壓差的情況下，反推驗證所選型號是否能滿足工況，來最終確定電動閥的選型。由于熱力站距離熱源的遠近不同，系統(tǒng)提供的資用壓頭不同、壓力變化范圍大，影響電動調(diào)節(jié)閥正常運行，電動調(diào)節(jié)閥屬于儀表閥，其最佳運行區(qū)間為開度50%一80%之間。比如近端用戶，資用壓頭過大，流量過高，電動閥已經(jīng)關(guān)閉到非常小的開度二網(wǎng)溫度始終難以調(diào)節(jié)下來，為改善這種情況，常采取措施使調(diào)節(jié)閥盡量工作在相對開度合適的范圍內(nèi)，以提高調(diào)節(jié)功能，常用串聯(lián)手動調(diào)節(jié)閥或壓差控制閥。我分公司根據(jù)實際情況，在工程應(yīng)用中常采用將一次網(wǎng)上除了第一道和最后一道球型閥門之外的閥門來進行限制流量，消耗部分壓降，來保證電動調(diào)節(jié)閥的工作壓降范圍，電動調(diào)節(jié)閥在合適的壓差下工作，為電動調(diào)節(jié)閥提供恒定壓差，使其能保持良好工作狀態(tài)。

化工熱網(wǎng)工程電動調(diào)節(jié)閥設(shè)計選型分析主要技術(shù)參數(shù)

【化工熱網(wǎng)工程電動調(diào)節(jié)閥設(shè)計選型分析性能指標(biāo)】

【化工熱網(wǎng)工程電動調(diào)節(jié)閥設(shè)計選型分析-允許壓差】

注：雙座、套筒閥一般可承受≤公稱壓力，單座調(diào)節(jié)閥差壓可參考上表。

【化工熱網(wǎng)工程電動調(diào)節(jié)閥設(shè)計選型分析-主要外形尺寸】

電動單座、雙座調(diào)節(jié)閥

化工熱網(wǎng)工程電動調(diào)節(jié)閥設(shè)計選型分析電動套筒調(diào)節(jié)閥

4 化工熱網(wǎng)工程電動調(diào)節(jié)閥設(shè)計選型分析常見故障及處理方法

在實際的運行過程中，由于現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，電動調(diào)節(jié)閥經(jīng)常會出現(xiàn)一些故障，下而對常見的故障進行分析并進行處理。

4. 1 化工熱網(wǎng)工程電動調(diào)節(jié)閥設(shè)計選型分析電動閥無法自檢

電動閥在安裝或站內(nèi)停電并恢復(fù)供電時，電動調(diào)節(jié)閥都會進行自檢，來保證其自身正常，達到運行的要求。但有時會遇到電動閥不進行自檢，無法執(zhí)行相應(yīng)的開度要求。這種情況下首先觀察電動閥執(zhí)行器的電源指示燈是否正常，如果指示燈不亮:

1)測量給電動調(diào)節(jié)閥供電的開關(guān)電源的電壓是否正常，如果輸出異常或為零，則需更換開關(guān)電源;

2)檢查PLC及電動調(diào)節(jié)閥閥頭兩側(cè)的電源線，是否有松動，將松動的固定緊即可;

3)如萬用表測得電動調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器供電正常，但指示燈依然不亮，有可能是電路板損壞，需更換。

還有一種情況執(zhí)行器的指示燈亮，但不自檢，這種是死機現(xiàn)象，時常在臨時停電后恢復(fù)供電時出現(xiàn)，需在電動閥執(zhí)行器上的電路板找到復(fù)位鍵或按鈕進行復(fù)位，重新自檢即能恢復(fù)正常;如果還不能自檢，可在斷電的情況下，用專業(yè)工具手動將電動閥的全行程走一圈，再上電即可恢復(fù)正常;還有一種情況就是閥體內(nèi)部機械故障或電路板故障，需聯(lián)系廠家進行處理。

4. 2 化工熱網(wǎng)工程電動調(diào)節(jié)閥設(shè)計選型分析給定值與反饋值不一致

出現(xiàn)這種情況，首先用萬用表去測量給定的電壓值與反饋的電壓值是否相等。如果相等，則需要檢查線路是否松動或PLC模塊通道是否損壞。如果線路松動，固定緊即可恢復(fù)正常，如果是模塊通道損壞，就需換個通道或更換模塊。如果不相等，則可能是執(zhí)行機構(gòu)的行程亂，需要將電動調(diào)節(jié)閥閥體進行自檢。

還有一種情況就是，受現(xiàn)場環(huán)境的影響，會存在干擾問題使電動調(diào)節(jié)閥不能按給定值去執(zhí)行，這就需要用一些抗干擾的手段來干預(yù)，如信號線使用屏蔽線或?qū)ψ冾l器增加抗干擾模塊等來減少或消除存在的干擾。

4. 3 電動閥實際行程與說明書不一致在實際操作中，發(fā)現(xiàn)有的電動閥控制效果不明顯，閥門根據(jù)要求開到的開度后，尤其是將閥門關(guān)至較小位置后，流量、溫度等數(shù)據(jù)沒有明顯變化，失去控制溫度的意義。這種情況一般是:

1)閥體內(nèi)部有雜物或內(nèi)部生銹，致使閥桿無法順利的打開或關(guān)閉，需要將閥體打開清除干凈后并進行自檢，即可使用;

2)電動閥執(zhí)行器內(nèi)部元件老化，達不到開關(guān)閥體的扭力，需要更換執(zhí)行器。

電動調(diào)節(jié)閥是由電動執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)閥連接組合后經(jīng)過機械連接裝配、調(diào)試安裝構(gòu)成。主要組成零件有零件材料：閥體、閥蓋、填料壓蓋、閥桿、閥瓣、密封圈、指示標(biāo)、閥桿螺母、螺帽套。材料：灰鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼、不銹鋼、黃銅。工作原理工作電源：DC24V,AC220V,AC380V等電壓等級。通過接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的信號（如：4~20mA）來驅(qū)動閥門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)。實現(xiàn)自動化調(diào)節(jié)功能。
　　化工熱網(wǎng)工程電動調(diào)節(jié)閥設(shè)計選型分析關(guān)于它的安裝又有什么要求呢？

　　（1）安裝位置應(yīng)滿足工藝流程設(shè)計的要求，并應(yīng)靠近與其有關(guān)的一次指示儀表，便于在用旁路閥手動操作時能觀察一次儀表；
　　（2）應(yīng)布置在地面或平臺上且便于操作和維修處；
　　（3）應(yīng)正立垂直安裝于水平管道上，特殊情況下方可水平或傾斜安裝，但須加支撐；
　　（4）立面安裝時，應(yīng)安裝在旁路的下方。公稱直徑小于25mm的調(diào)節(jié)閥，也可安裝在旁路的上方；
　　（5）底距地面或平臺面的凈空不應(yīng)小于400mm。對于反裝閥芯的單雙座調(diào)節(jié)閥，宜在閥體下方留出抽閥芯的空間；
　　（6）膜頭頂部上方應(yīng)有不小于2mm的凈空。電動調(diào)節(jié)閥與旁路閥上下布置時應(yīng)措開位置；
　　（7）切斷閥應(yīng)選用閘閥，旁路閥應(yīng)選用截止閥，但旁路閥公稱直徑大于150mm時，可選用閘閥，兩個切斷閥與調(diào)節(jié)閥不直布置成直線；
　　（8）在入口側(cè)與調(diào)節(jié)閥上游的切斷閥之間管道的低點應(yīng)設(shè)排液閥，排液閥可選閘閥；
　　（9）介質(zhì)中含有固體顆粒的管道上的調(diào)節(jié)閥應(yīng)與旁路閥布置在同一個平面上或?qū)⑴月烽y布置在調(diào)節(jié)閥的下方；
　　（10）低溫、高溫管道上電動調(diào)節(jié)閥的兩個支架中應(yīng)有一個是固定支架，另一個是滑動支架；
　　（11）應(yīng)安裝在環(huán)境溫度不高于60℃，不低于-40℃的地方，并遠離振動源；
　　（12）要注意工藝過程對電動調(diào)節(jié)閥的位置有無特殊要求。

5 化工熱網(wǎng)工程電動調(diào)節(jié)閥設(shè)計選型分析結(jié)語

縱觀口前的供熱行業(yè)，電動調(diào)節(jié)閥被廣泛應(yīng)用在熱力站的一次側(cè)調(diào)節(jié)供熱流量。電動調(diào)節(jié)閥的正常使用，對整個供熱系統(tǒng)的統(tǒng)籌管理有著非常重要的作用，在實際使用情況中，調(diào)節(jié)閥的設(shè)訓(xùn)一選型和出現(xiàn)故障后的維護顯得非常重要。

隨著自控技術(shù)智能化程度不斷提高，電動調(diào)節(jié)閥的使用還有很大的應(yīng)用提升空間，在節(jié)能方而還有很大的潛力。總之應(yīng)用自動控制技術(shù)發(fā)展集中供熱已成為當(dāng)下節(jié)能技術(shù)的主要手段之一。