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电动调节阀的故障分析以及处理措施总结 电动调节阀选购指南

时间:2020-05-29    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
故障分析

    1.现场给水调节阀故障:1阀震荡、鸣叫,表现在灵敏度调得太高,执行机构产生震荡;压力变化太大,执行机构推力不足;调节阀选择太大,阀常在小开度工作;阀芯和衬套磨损严重。2阀动作迟钝,表现在有堵塞现象;填料老化,填料压的太紧。3泄露量大,阀芯或阀座被腐蚀、磨损;阀座松动或螺纹被腐蚀;阀座、阀芯上有异物4填料及上、下阀盖连接处渗漏,表现在填料压盖没压紧;阀杆损坏;紧固螺母松动;密封垫损坏。

    2.锅炉电动给水调节阀产品选型不佳,主要表现在1锅炉供水压力表指针不停地摆动,供水压力及水位波动较大2调节阀杆不停地上下动作,造成阀杆磨损严重3调节时间长使调节阀杆变曲4电动执行器,电机易烧毁。

    3.锅炉电动给水调节阀与系统匹配程度不够,主要表现在1给水温度高一般在102—104℃,使给水调节阀体温度较高,不利于电机散热,极易烧毁电动调节阀的电机2电动给水调节阀两端压差大,出口压力随蒸汽压力而定,电动给水调节阀两端压差大,电动执行器电机输出力矩大,所以在低负荷时给水调节阀会关不小造成水位不稳3锅炉汽包液位控制参量时间常数小负荷变化大,调节过程易出现系统震荡,特别是采用三冲量调节器控制,选取三个参量时间常数都很小,高精度控制且周期较短,若不采取有效的抗干扰措施,给水调节阀杆会上下频繁动作,造成摩擦、磨损过快,密封处会出现严重漏水。

    4.锅炉电动调节阀使用单相交流电动机作为伺服电动,单相交流电动机有两个弱点1单机电机都为电容分相式起动。起动力矩比较小,具有调速功能2单机电动机启动电流却很大,近7倍额定电流频繁操作会使电机始终处在大电流的工作状态,导致电机发热严重时电机烧毁。

电动调节阀采取的措施

    1.电动给水调节阀的选用,按照锅炉生产系统工艺流程要求选用给水阀门流量可调比应大些。锅炉给水阀门压差范围较大,可达1—3.82Mpa,负荷小时阀门开度小,压差大,正常运行流量大时压差较小。运行中调节阀动作较频繁,可将变频电动调节阀两次动作时间,正、反转动作时间间隔设定较长一些,并设定软启动时间较长一些。

    2.电动调节阀的安装1要求环境温度应在-25—60℃范围,相对湿度≤95%,如安装在露天式高温场合,应采取防水,降温措施2调节阀一般应垂直安装,特殊情况下可以倾斜。如倾斜角度很大或者阀本身自重太大时应增加支承件保护3安装调节阀的管道一般不要离地面或地板太高,管道高度大于2m时应设置平台,以利于操作手轮和便于进行维修4调节阀安装前应对管道进行清洗,排除污物和焊渣,安装后,为保证不使杂质残留在阀体内,还应再次对阀门进行清洗5为了使调节阀在发生故障或维修的情况下使生产过程能继续进行,调节阀应加旁通管路。

    3.采用智能控制器来进行控制,实现控制过程蕞优化,减少电机启停次数减少阀门磨损,主要表现在内置智能控制模块是一种自适应多功能控制器,即动作过程始终随控制信号和阀位反馈偏着自适应调整,可确保以蕞小的启停次数来实现蕞高的控制精度,从而实现控制过程蕞优化。也可因启停次数的减少而减少阀门的磨损。另外正反向动作间隔时间设定可有效避免干扰信号对阀门造成的不必要的震动。

    4.采用三相交流异步电动机,功率大,可靠性。强智能型变频电动给水调节阀伺服电机由单向可逆交流电机改为三相交流电机,由于三相交流电机结构简单、可靠性强,同体积情况下功率要大近3倍,因此智能变频给水电动调节阀采用三相交流异步电动机输出功率加大,可靠性提高。

    5.实行软启动可避免对阀门的冲击,以蕞大力矩的低速度渐进调整阀门开度,并配以柔性软启动使启动电流大大减小,即使负荷变化非常频繁引起启动次数很多的场合也不会烧毁电机。在接近设定或极限位置时,变频器启动调整电机供电的频率和电压,降低电机转速,以蕞低速度慢慢到达位置,避免因惯性对阀门造成的过度调节和冲撞而施加电制动功能,使执行机构的输出力矩永远都不会超过原先设定的关断力矩。

    6.改善阀门的线性特性,使用更为简单的阀门,完成复杂的控制。根据阀门的特性,内置智能控制模块自动调整全行程的运行速度,将全行程运行时间分为10挡,每一档都以不同的速度运行,通过参数设定来完成设置。同时还具备改善阀门的流量特性,内置智能控制模块通过参数设定可实行线性、等比近似快开流量特性之间的转换,满足给水系统控制要求。

    7.掌握阀门的状态,阀门长期的磨损和锈蚀会造成阀门运转不够灵活,内置智能模块内含自诊断、自累加功能,自动提升下限频率提高电机输出功率,解决阀门运转不够灵活问题。

  电动调节阀是工业自动化过程控制中的重要执行单元仪表。随着工业领域的自动化程度越来越高,正被越来越多的应用在各种工业生产领域中,比如电力、化工、冶金、环保、水处理、轻工、建材等工业自动化系统领域。与传统的气动调节阀相比具有明显的优点:电动调节阀节能(只在工作时才消耗电能),环保(无碳排放),安装快捷方便(无需复杂的气动管路和气泵工作站)。
  
  (1)电动执行机构故障分析
  
  电动执行机构在使用中出现的故障主要表现为电气部分故障和机械部分故障。电动执行机构在安装和调试时,应严格按使用说明要求,尤其在行程限制的调整中,应在满足使用条件下保证机构不至于关得过严或开得过大,引起卡滞。
  
  在实际使用中,常会受工况影响,如差压过大,腐蚀磨损而使阀门卡滞,引起电动执行机构电动机过热或保护动作。对这种故障的判断,可断开执行机构电源,手动试一下阀门即可。若电动机构动作正常但对介质不能调节,则主要原因是电动机构与阀门连接松脱或阀门本身故障。
  
  电动执行机构的故障查找方法一般是:首先将电动执行机构转入“硬操”控制状态,即直接手动给定,看电动机构是否正确执行。如果“硬操”正常,则再转入“软操”,即输入4~20mA信号来操作,看是否正常;如果“硬操”不正常,则应检查执行机构电气控制部分是否正常,调节机构是否卡滞等。
  
  电动机电路部分
  
  a.功率较大的电动执行机构一般采用三相交流电动机驱动,由于电动执行机构工作环境差和动作频繁,极易使交流接触器的接点烧蚀,接触不良,从而产生电动机缺相过热,正向或反向不动作的故障。这就要求检修时,加强对交流接触器的检查,防止故障的发生。
  
  b.功率较小的电动执行机构,一般采用单相交流电动机驱动,宜接利用固态继电器来控制电动机,比较容易出现的故障是:启动电容变质或损坏,固态继电器烧坏而引起的电动机不动作或某个方向不动作。
  
  控制模块部分。
  
  新型整体式电动执行机构把主要控制功能集中在主控模块、位发模块及电源模块上。位发(位置发送)模块和电源模块的检测比较简单,用万用表测量位发模块的反馈信号是否正确,电源模块输出电压是否正常即可。对主控模块则可以通过更换备用模块,或在正常的机构上试验来检验。模块本身损坏的概率比较小,使用中常见的故障是由于振动或安装的原因使模块上的接线松脱、断开、虚连,以至于模块工作不正常。例如位发模块因受强电压冲击或本身薄弱元件损坏,出现故障时,使反馈信号错误,导致反馈显示异常,自动控制失灵。这就要求安装或维护时认真仔细,保证模块接线牢固可靠。
  
  电位器和行程控制部分。
  
  电位器和行程控制部分是与电动执行机构的转动部分相连的,常常会因为与转动部分连接不好而发生故障。例如电位器如果与转动部分连接松脱,则使位发模块输出不能反映机构的实际位置,从而使电动执行机构控制失灵;行程控制部分如果因连接不好,不能反映机构运行位置,则易使保护不起作用,机构机械受损。
  
  信号干扰。
  
  电动执行机构采用4~20mA的信号来控制,极易受到干扰,使机构动作不正常,例如机构频繁动作稳定不下来。因此,信号线必须做好屏蔽,布线时应避开强干扰源,保证信号的正确传输。
  
  (2)故障实例分析
  
  锅炉启炉初期,给水电动调节阀调节机构不动作。
  
  故障检查、分析:将电动执行机构转入“硬操”,机构仍不动作,观察主控模块反应正常,控制电路应该没问题。后来,手动转动调节阀门,异常费力,原来,启炉初期,给水调节阀前后压差过大,导致杌构不能动作。
  
  故障处理:手动开启阀门,减小压差后,动作正常。
  
  引风机挡板调节机构正向正常,但反向不动作,电动机过热。
  
  故障检查、分析:将电动执行机构转入“硬操”,反向操作,交流接触器吸合,但机构不动作,且电动机声音不正常,很快发热,经查,原因是反向交流接触器接点烧蚀,接触不良造成。
  
  故障处理:更换接触器后正常。
  
  给水电动调节阀执行机构CRT显示器上反馈显示为全开状态,但给水流量没有,且给定不起作用、调节失灵。
  
  故障检查、分析:将电动执行机构转入“硬操”,机构动作正常门检查给定和反馈信号回路,给定信号正常,但反馈信号一直保持在50mA左右,不随阀门位置变化而变化,造成反馈显示全开状态,而给水流量没有的故障,检查反馈电位器动作正常,阻值变化正确,那么,问题一定出在位发模块上。
  
  故障处理:更换位发模块后,反馈正确,故障排除。
  
  给电动执行机通电后发现电指示灯不亮,伺放板无反馈,给信号不动作。
  
  故障检查、分析:因电源指示灯不亮,首先检查保险管是否开路,经检查保险管完好,综合故障现象,可以推断故障有可能发生在伺放板的电源部分,接着检查电源指示灯,用万用表检测发现指示灯开路,因此电源指示灯开路会造成整个伺放板不工作。
  
  故障处理:更换指示灯故障排除。
  
  调试中发现,电动执行器的执行机构通电后,给信号开可以,关不动作。
  
  故障检查、分析:先仔细检查反馈线路,确认反馈信号无故障,给开信号时开指示灯亮,说明开正常,给关信号时关指示灯不亮,说明关可控硅部分有问题,首先检查关指示灯,用万用表检测发现关指示灯开路,因此关和开指示灯不亮(开路)时可控硅不动作。
  
  故障处理:将其更换后故障排除。
  
  PSL210执衍机构通电后,给定一个信号(例75%),执行机构会全开到底,然后回到指定位置(75%)。
  
  故障检查、分析:根据以上故障现象,首先要判断是伺放板和执行机构哪一个有问题。将伺放板从执行机构上拆下,直接将电源线接到X5/1和X5/4端子上,执行机构关方向动作,将电源线接到X5/1和X5/2端子上,执行机构开方向动作,如果执行机构动作不正常,说明故障在执行器上。用万用表测电机绕组正常,再测电容两边的电阻发现有一个开路,
  
  故障处理:将其更换后故障排除。
  
  电动执行机构通电后给关信号(4mA)执行机构先全开后再全关。
  
  故障检查、分析:先拆除伺放板,直接给执行机构通电发现仍然存在原故障,检查电阻,电阻阻值正常,说明电阻没问题,检查电机绕组,发现阻值正常,电机没问题。由此故障推断有可能电容坏。
  
  故障处理:重新更换电容,故障排除。
  
  现场只要送AC220V电源,保护开关立即动作(跳闸),执行机构伺放保险已烧。
  
  故障检查、分析:首先用万用表检测执行机构上的电机绕组,发现电机绕组的电阻趋向于零,说明电机已短路,再检测抱闸两端电阻,电阻趋向于无穷大,说明抱闸已坏,正常应是1.45kΩ左右。此情况应是由于抱闸坏了之后把电机抱死而现场没有及时发现,使电机长期处于堵转发热,工作zui终使电机相间绝缘破坏所导致的。
  
  故障处理:更换新的抱闸和电机,把伺放板的保险管装上,重新调试,恢复正常运作。
  
  电动执行机构的动作方向不受输入信号的控制。
  
  故障检查、分析:先检查两个限流电阻和移相电容均没有异常,用万用表检查电机的绕组阻值,发现电机的电阻值为1.45MΩ(且不时地发生变化),说明电机绕组不对。
  
  故障处理:更换电机。
  
  电动执行机构的动作方向不受伺放极的控制。
  
  故障检查、分析:首先用万用表检测两个限流电阻和移相电容及电机的绕组阻值,检查结果和厂家zui终数据一致。除了这三个因素以外再没有其他的可能性,发现其中一个限流电阻开路。
  
  故障处理:替换限流电阻。
  
  无论现场给什么信号电机都不动作。
  
  故障检查、分析:直接在电机绕组间通电,电机也不转,抱闸拆下通电电机还是不转,检测电机绕组阻值均正常,手轮摇执行机构动作正常。检测的结果都正常,就是通电时电机不转,此时怀疑电机的转子,把电机拆开,发现转子用手都拧不动,原来转子和电机端盖之间已有一层坚固的灰,把这层灰清除之后,加上一点润滑油,用手就可以拧动了。
  
  故障处理:重新把电机装好并与执行机构配合装上,通电正常,重新调试。

电动调节阀的使用介绍

    调节阀又名控制阀,在工业自动化过程控制领域中,通过接受调节控制单元输出的控制信号,借助动力操作去改变介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的最终控制元件。

    一般由执行机构和阀门组成。如果按行程特点,调节阀可分为直行程和角行程;按其所配执行机构使用的动力,可以分为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀三种;按其功能和特性分为线性特性,等百分比特性及抛物线特性三种。

    调节阀适用于空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品等介质。英文名:control valve,位号通常FV开头。调节阀常用分类:气动调节阀,电动调节阀,液动调节阀,自力式调节阀。

    调节阀的维护与一般仪表的维护类似,可分为被动性维护、预防性维护和预见性维护。被动性维护是当调节阀等设备出现故障时才进行维护的一种维护方法。

    由于设备发生故障才维护,因此常常造成生产过程停车,严重时甚至出现设备损坏或人员伤亡等。被动性维护是生产过程所不希望的维护,预防性维护是根据过去的运行经验,按时间进行维护的一种维护方法。

    例如,常用的定期维护就是预防性维护,它根据不同设备的运行情况制定相应的维护时间表,在设备还没有出现故障时就进行维护。

    由于故障没有发生就进行维护,因此,可大大降低故障发生概率。但这种维护方法并没有将当前使用的该调节阀实际情况进行分析,常常对还可以使用一定时间的调节阀进行拆装和检查,浪费了时间和资源。

    预见性维护从当前使用的调节阀数据分析出发,预见该调节阀的状态,从而使调节阀得到最大限度的利用。

    调节阀日常检查和保养工作包括下列内容:

    1、消除应力。由于安装或组合不当造成各种应力。例如,高温介质产生热应力,安装时紧固力不平衡造成应力等。

    应力的不平衡作用在调节阀上,使调节阀阀杆、导向件变形,不能正确与阀座对中造成泄漏,变差增大等。因此,在日常维修中应进行消除应力的维修工作。

    2、清除铁锈和污物。经常检查调节阀连接管道内有无铁锈、焊渣、污物等,发现后应及时清除。

    因为这些污物会造成调节阀阀芯和阀座的磨损,影响调节阀的正常运行。通常,可在调节阀前加装过滤网等过滤装置,并定期清洗。

    3、检查调节阀支撑。调节阀支撑使调节阀的各部件处于不受重力等影响的位置。

    如果支撑不当会造成调节阀阀杆与阀座不能对中,使变差增大,密封性能下降。因此,应检查调节阀支撑是否合适。

    调节阀的维修

    调节阀维修分应急维修、定期维修和预见性维修。应急维修是调节阀出现故障,不能满足工艺操作要求时的维修。

    定期维修通常包括日常维修和与工艺停车大修同时进行的维修。预见性维修是根据预见性维护的分析结果,有针对性地对有关调节阀部件的维修。

    应急维修是调节阀发生故障后的维修,定期维修和预见性维修是调节阀发生故障前的维修。

    通常,调节阀的日常维修由仪表维修人员进行,与大修同时进行的定期维修由制造技术人员进行。

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