1 化工集中供熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型分析概述

如何保證熱用戶的流量和溫度是熱網(wǎng)工程設(shè)計(jì)中一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)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(jiàn)故障的分析。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制中的重要執(zhí)行單元儀表。隨著工業(yè)領(lǐng)域的自動(dòng)化程度,應(yīng)用在各種工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中。與傳統(tǒng)的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥相比有明顯：電動(dòng)調(diào)節(jié)閥節(jié)能（只在工作時(shí)才消耗電能），環(huán)保（無(wú)碳排放），安裝快捷方便（無(wú)需復(fù)雜的氣動(dòng)管路和氣泵工作站）。閥門按其所配執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的動(dòng)力，按其功能和特性分為線性特性，等百分比特性及拋物線特性三種. 

流量調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力和液位。根據(jù)調(diào)節(jié)部位信號(hào)，自動(dòng)控制閥門的開(kāi)度，從而達(dá)到介質(zhì)流量、壓力和液位的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)閥分電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥和液動(dòng)調(diào)節(jié)閥等。調(diào)節(jié)閥由電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。調(diào)節(jié)閥通常分為直通單座式調(diào)節(jié)閥和直通雙座式調(diào)節(jié)閥兩種，后者具有流通能力大、不平衡辦小和操作穩(wěn)定的特點(diǎn)，所以通常特別適用于大流量、高壓降和泄漏少的場(chǎng)合。

壓力調(diào)節(jié)閥是由361L系列電子式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和單座調(diào)節(jié)閥以及壓力傳感器與顯示器組合電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)有伺系統(tǒng)，無(wú)須另配伺服放大器，無(wú)需4-20mA調(diào)節(jié)，只需注明閥后壓力是多少即可運(yùn)行閥門，實(shí)現(xiàn)沒(méi)有遠(yuǎn)程信號(hào)可運(yùn)行的壓力調(diào)節(jié)閥.自力式壓力調(diào)節(jié)閥是一種無(wú)需外加驅(qū)動(dòng)能源，依靠被調(diào)介質(zhì)自身的壓力為動(dòng)力源及其介質(zhì)壓力變化，按預(yù)定設(shè)定值，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的節(jié)能型控制裝置。它集檢查、控制、執(zhí)行諸多功能于控制閥，自成一個(gè)獨(dú)立的儀表控制系統(tǒng)。

溫度調(diào)節(jié)閥,自力式電控溫度調(diào)節(jié)閥（適用于較大口徑及導(dǎo)熱油控制）,該閥的特點(diǎn)只需普通220V電源，利用被調(diào)介質(zhì)自身能量,直接對(duì)蒸汽、熱水、熱油與氣體等介質(zhì)的溫度實(shí)行自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制，亦可使用在防止對(duì)過(guò)熱或熱交換場(chǎng)合，該閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，選用調(diào)溫范圍廣、響應(yīng)時(shí)間快、密封性能可靠，并可在運(yùn)行中隨意進(jìn)行調(diào)節(jié)，因而廣泛應(yīng)用于化工、石油、食品、輕紡、賓館與飯店等部門的熱水供應(yīng)。

2 化工集中供熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型分析設(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(wèn)題，提高管理運(yùn)行水平，改善供熱效果，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用得越來(lái)越多，電動(dòng)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(huì)加設(shè)一臺(tái)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥來(lái)控制流量。

電子式電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,電子式電動(dòng)單座調(diào)節(jié)閥接受統(tǒng)一的4-20mA或1-5V·DC的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成相對(duì)應(yīng)的直線位移，自動(dòng)地控制調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，達(dá)到對(duì)管道內(nèi)流體的壓力、流量、溫度、液位等工藝參數(shù)的連續(xù)調(diào)節(jié)。精小型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥廣泛應(yīng)用于控制氣體、液體、蒸汽等介質(zhì)，工藝參數(shù)加如壓力、流量、溫度、液位保持在給定值。小型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、動(dòng)作靈敏、閥容量大、流量特性經(jīng)確、拆裝方便等。

由361OL系列型電子式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和單座調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)有伺服系統(tǒng)，無(wú)須另配伺服放大器，有輸入訊號(hào)及電源即可控制運(yùn)轉(zhuǎn)，連線簡(jiǎn)單。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)閥芯是采用頂導(dǎo)向。單座式適用于對(duì)外泄漏量要求嚴(yán)格、閥前后壓差低及有一定粘度和含纖維介質(zhì)的場(chǎng)合；

3 化工集中供熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型分析構(gòu)造及工作原理

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是在自控系統(tǒng)中進(jìn)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(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)節(jié)流量)。電動(dòng)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(jì)算，是閥門長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。

3. 1 化工集中供熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型分析基本組成及工作原理

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥由電動(dòng)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(jī)構(gòu)，也叫電動(dòng)閥頭，它需要外部一個(gè)供電，一般是24 V或220V，通過(guò)接收PLC內(nèi)模塊輸出的電流或電壓信號(hào)，來(lái)驅(qū)動(dòng)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(shí)現(xiàn)場(chǎng)PLC控制或遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，進(jìn)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(diǎn)。

3. 2 化工集中供熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型分析電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)選型

電動(dòng)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(shí)際運(yùn)行中，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥常出現(xiàn)運(yùn)行效果不理想，甚至無(wú)法進(jìn)行正常調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)閥損壞過(guò)快。其原因是多方而的，其中一個(gè)重要的原因就是電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的設(shè)訓(xùn)一選型不當(dāng)，電動(dòng)閥的選型是一個(gè)復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程，并且需要反推，驗(yàn)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(dòng)調(diào)節(jié)閥的流量:

其中，G為設(shè)計(jì)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(lái)，根據(jù)供熱系統(tǒng)的實(shí)際情況確定。

當(dāng)閥門全開(kāi)時(shí)獲得最大的流通能力，此時(shí)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(jìn)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(hào)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(yàn)證所選型號(hào)是否能滿足工況，來(lái)最終確定電動(dòng)閥的選型。由于熱力站距離熱源的遠(yuǎn)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(dòng)調(diào)節(jié)閥正常運(yùn)行，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥屬于儀表閥，其最佳運(yùn)行區(qū)間為開(kāi)度50%一80%之間。比如近端用戶，資用壓頭過(guò)大，流量過(guò)高，電動(dòng)閥已經(jīng)關(guān)閉到非常小的開(kāi)度二網(wǎng)溫度始終難以調(diào)節(jié)下來(lái)，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(duì)開(kāi)度合適的范圍內(nèi)，以提高調(diào)節(jié)功能，常用串聯(lián)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥或壓差控制閥。我分公司根據(jù)實(shí)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(lái)進(jìn)行限制流量，消耗部分壓降，來(lái)保證電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的工作壓降范圍，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在合適的壓差下工作，為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥提供恒定壓差，使其能保持良好工作狀態(tài)。

化工集中供熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型分析主要技術(shù)參數(shù)：

化工集中供熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型分析主要技術(shù)參數(shù)

化工集中供熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型分析主要零部件

化工集中供熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型分析性能參數(shù)

化工集中供熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型分析外形尺寸

4 化工集中供熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型分析常見(jiàn)故障及處理方法

在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些故障，下而對(duì)常見(jiàn)的故障進(jìn)行分析并進(jìn)行處理。

4. 1 化工集中供熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型分析電動(dòng)閥無(wú)法自檢

電動(dòng)閥在安裝或站內(nèi)停電并恢復(fù)供電時(shí)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥都會(huì)進(jìn)行自檢，來(lái)保證其自身正常，達(dá)到運(yùn)行的要求。但有時(shí)會(huì)遇到電動(dòng)閥不進(jìn)行自檢，無(wú)法執(zhí)行相應(yīng)的開(kāi)度要求。這種情況下首先觀察電動(dòng)閥執(zhí)行器的電源指示燈是否正常，如果指示燈不亮:

1)測(cè)量給電動(dòng)調(diào)節(jié)閥供電的開(kāi)關(guān)電源的電壓是否正常，如果輸出異常或?yàn)榱?，則需更換開(kāi)關(guān)電源;

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

3)如萬(wàn)用表測(cè)得電動(dòng)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(jī)現(xiàn)象，時(shí)常在臨時(shí)停電后恢復(fù)供電時(shí)出現(xiàn)，需在電動(dòng)閥執(zhí)行器上的電路板找到復(fù)位鍵或按鈕進(jìn)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(dòng)將電動(dòng)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(jī)械故障或電路板故障，需聯(lián)系廠家進(jìn)行處理。

4. 2 化工集中供熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥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(wàn)用表去測(cè)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(dòng)或PLC模塊通道是否損壞。如果線路松動(dòng)，固定緊即可恢復(fù)正常，如果是模塊通道損壞，就需換個(gè)通道或更換模塊。如果不相等，則可能是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程亂，需要將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥體進(jìn)行自檢。

還有一種情況就是，受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響，會(huì)存在干擾問(wèn)題使電動(dòng)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(lái)干預(yù)，如信號(hào)線使用屏蔽線或?qū)ψ冾l器增加抗干擾模塊等來(lái)減少或消除存在的干擾。

4. 3 化工集中供熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型分析電動(dòng)閥實(shí)際行程與說(shuō)明書不一致在實(shí)際操作中，發(fā)現(xiàn)有的電動(dòng)閥控制效果不明顯，閥門根據(jù)要求開(kāi)到的開(kāi)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(méi)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(wú)法順利的打開(kāi)或關(guān)閉，需要將閥體打開(kāi)清除干凈后并進(jìn)行自檢，即可使用;

2)電動(dòng)閥執(zhí)行器內(nèi)部元件老化，達(dá)不到開(kāi)關(guān)閥體的扭力，需要更換執(zhí)行器。

5 化工集中供熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型分析結(jié)語(yǔ)

縱觀口前的供熱行業(yè)，電動(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)閥的正常使用，對(duì)整個(gè)供熱系統(tǒng)的統(tǒng)籌管理有著非常重要的作用，在實(shí)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(hù)顯得非常重要。

隨著自控技術(shù)智能化程度不斷提高，電動(dòng)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?？傊畱?yīng)用自動(dòng)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。