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气动调节阀出现波动、振荡或振动的原因及处理
  在现场气动调节阀出现的波动、振荡、振动现象有时是混杂交织在一起的,并且出现的原因及现象也有相似之处,如剧烈的波动可能就是振荡,强烈的振荡可能就是振动,有时很难区分。
  1、气动调节阀整体振动
  气动调节阀整体振动即整个调节阀在管道或基座上频繁颤动,原因有:被控管道内的流体压力或流量波动很大,调节阀前后压差超过了额定压差,管道或基座振动大,引起整个调节阀振动;调节阀固有频率与系统固有频率接近会产生共振,使管道跳动导致阀门的附件松动,并发出较大的响声,严重时还会造成阀杆断裂,阀座脱落,调节阀无法工作。对引起振动的管道和基座进行加固,来消除振动,且也有助于消除外来频率的干扰。
  2、气动调节阀的阀杆上下频繁移动
  先观察调节阀是否经常工作在小开度下,调节阀在接近全关闭位置时振荡,与工艺落实调节阀是否选大了,阀门长期处于小开度状态而出现振荡。
  仪表气源含油、有微尘,会在电气转换器的喷嘴,挡板处逐渐积聚,时间长了积聚的污物太多时,排气通道不畅通,也会使调节阀在工作时产生波动。可清洁喷嘴,挡板来解决。
  阀门定位器灵敏度过高,也会使调节阀工作不稳定而产生波动,可试调一下阀门定位器的灵敏度,观察阀门的波动有没有改观。阀门定位器正常但波动仍存在,说明调节阀有问题,检查执行机构的膜片是否漏气。膜片损坏漏气,定位器就会不停地调整输出,向气室内补充空气,导致调节阀不稳定。
  有的控制系统要求调节阀的响应速度不能太快,如果阀的速度较快,或者是快速响应系统,当调节阀带定位器来加快速度时,很容易超调而产生振荡。可通过降低响应速度来解决,可将直线特性的阀改为对数特性的阀,或将定位器改用转换器或继动器。
  3、调节阀自身稳定性差出现振动
  可用不平衡力变化较小的阀门来代替原来的阀门,如用套筒阀代换单,双座阀。调节阀的填料压得太紧,会增大阀杆的摩擦力,使阀门动作迟滞而产生振荡;可观察阀杆上,下移动是杏平稳,不平稳则检查填料是否过紧,适当旋松填料压盖的螺母,或加油润滑填料来减少阀杆的摩擦力。
  调节阀的稳定性与阀关闭时的不平衡力Ft对阀的作用方向有关。调节阀使用流闭型阀芯,阀关闭时的不平衡力Ft对阀的作用方向是将阀芯压闭,阀的稳定性就差,容易使调节阀产生振荡;可通过改变阀的安装流向,把将阀芯压闭的+Ft变成将阀芯顶开的-Ft,来消除调节阀的振荡。
  4、若不能改变调节阀的流向,可通过增大弹簧范围来解决
  弹簧范围是指一台阀在静态启动时的膜室压力到走完全行程时的膜室压力,如20-100kPa,表示这台阀门静态启动时的膜室压力是20kPa,关闭时的膜室压力是100kPa。气动薄膜执行机构铭牌上标明的信号工作压力,就是弹簧范围的标称值,如20-100kPa的弹簧可调范围为0-80kPa,其间可以有差值为80kPa的各对数值。为了得到更大的输出力以适应负载变化的要求,应尽量选用范围大的硬弹簧。对薄膜执行机构可充分利用定位器250kPa的气源,选用60-180kPa的弹簧,它对气开阀有60kPa的输出力,对气闭阀有70kPa的输出力,弹簧范围为120kPa.而20-100kPa常规弹簧范围的弹簧,配140kPa的气源时的输出力,气开阀为20kPa,气闭阀为40kPa,无论从输出力还是刚度上讲,选择60-180kPa的弹簧范围远远优于常规弹簧范围。
  5、膜室弹簧预紧力不够
  膜室弹簧预紧力不够,会在低行程中产生振荡。薄膜执行机构弹簧预紧力的调整就是执行机构的零位调整。可按以下步骤进行:
  a、脱开阀芯连接;在没有信号的状态下,对阀杆位置做好记号。
  b、充分放松预紧弹簧后,加上气压信号20kPa,观察阀杆是否动作,否则应继续放松预紧弹簧,直到阀杆能动作。然后压紧预紧弹簧,直到阀杆回到原来所记录的位置。
  c、重复进行b步骤,直到信号在零位和低于零位变化时,用手能感觉到阀杆有动作即可。
  d、气开阀给膜室加上稍大于零位的信号,把阀芯推到关的位置,然后连接执行机构。气关阀给膜室加上稍小于满量程的信号,把阀芯推到关的位置,然后连接执行机构。
  e、给膜室加气压信号检查阀门的行程是否合乎要求。如果行程差得不是太多时,可以连上阀门定位器进行调校。如果行程差得太多,可按以下方法处理:
  气压信号还不到满量程,阀门就已开完,说明行程过大,可能是弹簧推力不足,应检查弹簧是否老化,装配是否有问题。如果行程不足,气关阀可对阀芯与执行机构的连接距离进行调整;气开阀应考虑弹簧装配是否有问题。
  6、执行机构刚度不够,会在全行程中产生振荡
  提高膜室的工作压力,加大膜室的有效面积,增大弹簧系数,减少膜室的体积都能提高执行机构的刚度,
  执行机构输出力矩过小,不能克服阀芯的不平衡力和填料的摩擦力,使调节阀出现波动,除增加弹簧预紧力外;可适当松动填料以减小摩擦力;还可适当提高供气压力来解决或应急。
  气动调节阀的波动、振荡现象必须结合整个控制系统进行分析,找出导致气动调节阀波动的真正原因,对症进行处理,才能从根本上消除调节阀波动,振荡的故障。
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