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化工熱網工程電動調節(jié)閥設計選型分析

由電動執(zhí)行機構與各種的閥體（單座、雙座、套筒）組配而成，而具備了各種閥的特點。電動調節(jié)閥以單相交流220V電源為動力，接受統(tǒng)一的標準電信號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，是生產過程自動調節(jié)的組成之一 .

化工熱網工程電動調節(jié)閥設計選型分析產品說明

ZAZP、ZAZN、ZAZM型電動調節(jié)閥由電動執(zhí)行機構與各種的閥體（單座、雙座、套筒）組配而成，而具備了各種閥的特點。電動調節(jié)閥以單相交流220V電源為動力，接受統(tǒng)一的標準電信號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，是生產過程自動調節(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工程設計中一個非常關鍵的問題，除了管網的保溫外，調節(jié)設備的合理選擇與安裝就顯得非常重要了。本文將在調節(jié)閥的選型及選用的基礎上，探討其在熱力站內的應用和常見故障的分析。

2 化工熱網工程電動調節(jié)閥設計選型分析設置基本情況

為了解決在供熱系統(tǒng)中水力失調、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)應用得越來越多，電動調節(jié)閥作為重要的調節(jié)手段，在熱力站得到廣泛的應用。我分公司口前有258座熱力站，共有450套系統(tǒng)，每套系統(tǒng)的一次網回水上會加設一臺電動調節(jié)閥來控制流量。

電動調節(jié)閥是在自控系統(tǒng)中進行流量調節(jié)的設備。一般在熱力站中一次網回水管上加裝，通常作為訓一算機監(jiān)控系統(tǒng)的執(zhí)行機構6f}J節(jié)流量)。電動調節(jié)閥是供熱系統(tǒng)中流量調節(jié)的最主要設備。
調節(jié)閥作為最終執(zhí)行元件，在控制系統(tǒng)中起著關鍵作用。合理的選型和正確的計算，是閥門長期穩(wěn)定運行的基礎。

3. 1 化工熱網工程電動調節(jié)閥設計選型分析基本組成及工作原理

電動調節(jié)閥由電動執(zhí)行器與調節(jié)閥閥體構成（如圖1所示)。上部是執(zhí)行機構，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內模塊輸出的電流或電壓信號，來驅動閥體改變閥芯和閥座之間的流通而積大小控制調節(jié)換熱器一次側的流量，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，具有調節(jié)穩(wěn)定，調節(jié)性能好等特點。

3. 2 化工熱網工程電動調節(jié)閥設計選型分析的設計選型

電動調節(jié)閥的設訓一選型很重要，直接影響系統(tǒng)調節(jié)效果的好壞。但在實際運行中，電動調節(jié)閥常出現(xiàn)運行效果不理想，甚至無法進行正常調節(jié)，調節(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節(jié)閥的設訓一選型不當，電動閥的選型是一個復雜的計算過程，并且需要反推，驗算選型是否合理。

1)首先根據(jù)熱力站供熱負荷以及一次側的供回水溫度訓一算電動調節(jié)閥的流量:其中，G為設計流量，m3/h;Tg為供水溫度，0C ; Th為回水溫度，0C;Q為供熱負荷。

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—介質密度，kg/m3;

△P—閥前后壓差，bar,閥前后壓差是由設訓一院根據(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值進行調節(jié)閥的選型，根據(jù)KVs選擇調節(jié)閥的口徑。

確定調節(jié)閥型號后，根據(jù)調節(jié)閥在滿足最大關閉壓差的情況下，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，影響電動調節(jié)閥正常運行，電動調節(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，電動閥已經關閉到非常小的開度二網溫度始終難以調節(jié)下來，為改善這種情況，常采取措施使調節(jié)閥盡量工作在相對開度合適的范圍內，以提高調節(jié)功能，常用串聯(lián)手動調節(jié)閥或壓差控制閥。我分公司根據(jù)實際情況，在工程應用中常采用將一次網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，來保證電動調節(jié)閥的工作壓降范圍，電動調節(jié)閥在合適的壓差下工作，為電動調節(jié)閥提供恒定壓差，使其能保持良好工作狀態(tài)。

化工熱網工程電動調節(jié)閥設計選型分析主要技術參數(shù)

【化工熱網工程電動調節(jié)閥設計選型分析性能指標】

【化工熱網工程電動調節(jié)閥設計選型分析-允許壓差】

注：雙座、套筒閥一般可承受≤公稱壓力，單座調節(jié)閥差壓可參考上表。

【化工熱網工程電動調節(jié)閥設計選型分析-主要外形尺寸】

電動單座、雙座調節(jié)閥

化工熱網工程電動調節(jié)閥設計選型分析電動套筒調節(jié)閥

4 化工熱網工程電動調節(jié)閥設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)境復雜，電動調節(jié)閥經常會出現(xiàn)一些故障，下而對常見的故障進行分析并進行處理。

4. 1 化工熱網工程電動調節(jié)閥設計選型分析電動閥無法自檢

電動閥在安裝或站內停電并恢復供電時，電動調節(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)測量給電動調節(jié)閥供電的開關電源的電壓是否正常，如果輸出異常或為零，則需更換開關電源;

2)檢查PLC及電動調節(jié)閥閥頭兩側的電源線，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供電時出現(xiàn)，需在電動閥執(zhí)行器上的電路板找到復位鍵或按鈕進行復位，重新自檢即能恢復正常;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，再上電即可恢復正常;還有一種情況就是閥體內部機械故障或電路板故障，需聯(lián)系廠家進行處理。

4. 2 化工熱網工程電動調節(jié)閥設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)行機構的行程亂，需要將電動調節(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，如信號線使用屏蔽線或對變頻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)閥體內部有雜物或內部生銹，致使閥桿無法順利的打開或關閉，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)行器內部元件老化，達不到開關閥體的扭力，需要更換執(zhí)行器。

電動調節(jié)閥是由電動執(zhí)行機構和調節(jié)閥連接組合后經過機械連接裝配、調試安裝構成。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、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）來驅動閥門改變閥芯和閥座之間的截面積大小控制管道介質的流量、溫度、壓力等工藝參數(shù)。實現(xiàn)自動化調節(jié)功能。
　　化工熱網工程電動調節(jié)閥設計選型分析關于它的安裝又有什么要求呢？

　　（1）安裝位置應滿足工藝流程設計的要求，并應靠近與其有關的一次指示儀表，便于在用旁路閥手動操作時能觀察一次儀表；
　　（2）應布置在地面或平臺上且便于操作和維修處；
　　（3）應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，應安裝在旁路的下方。公稱直徑小于25mm的調節(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小于400mm。對于反裝閥芯的單雙座調節(jié)閥，宜在閥體下方留出抽閥芯的空間；
　　（6）膜頭頂部上方應有不小于2mm的凈空。電動調節(jié)閥與旁路閥上下布置時應措開位置；
　　（7）切斷閥應選用閘閥，旁路閥應選用截止閥，但旁路閥公稱直徑大于150mm時，可選用閘閥，兩個切斷閥與調節(jié)閥不直布置成直線；
　　（8）在入口側與調節(jié)閥上游的切斷閥之間管道的低點應設排液閥，排液閥可選閘閥；
　　（9）介質中含有固體顆粒的管道上的調節(jié)閥應與旁路閥布置在同一個平面上或將旁路閥布置在調節(jié)閥的下方；
　　（10）低溫、高溫管道上電動調節(jié)閥的兩個支架中應有一個是固定支架，另一個是滑動支架；
　　（11）應安裝在環(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節(jié)閥的位置有無特殊要求。

5 化工熱網工程電動調節(jié)閥設計選型分析結語

縱觀口前的供熱行業(yè)，電動調節(jié)閥被廣泛應用在熱力站的一次側調節(jié)供熱流量。電動調節(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，調節(jié)閥的設訓一選型和出現(xiàn)故障后的維護顯得非常重要。

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