日本SMC氣控閥的工況選型及實(shí)例分析
日本SMC氣控閥由于氨鹽水有嚴(yán)重的腐蝕性，碳酸氫銨在攝氏25℃以下易結(jié)晶的性質(zhì)，使調(diào)節(jié)閥在運(yùn)行中因閥體內(nèi)壁結(jié)疤、結(jié)晶、結(jié)垢導(dǎo)致閥卡、不動(dòng)作或動(dòng)作遲鈍，使系統(tǒng)不能進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的現(xiàn)象比較普遍，占調(diào)節(jié)閥故障總數(shù)的50%，給造成的影響較大；由調(diào)節(jié)閥填料老化、變硬導(dǎo)致閥動(dòng)作遲鈍或從閥桿處泄漏等故障達(dá)15%；由于膜片損 壞漏氣或硬芯碎裂導(dǎo)致閥不能調(diào)節(jié)的現(xiàn)象達(dá)12%
在過(guò)程控制中的作用是人所共知的，在許多控制過(guò)程中要求調(diào)節(jié)閥在故障時(shí)處于某個(gè)位置，以保護(hù)工藝過(guò)程不出現(xiàn)事故，這就要求調(diào)節(jié)閥在設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)故障-安全的三斷（斷氣、斷電、斷信號(hào)）保護(hù)措施。對(duì)于電動(dòng)調(diào)節(jié)閥來(lái)說(shuō)，比較簡(jiǎn)單，斷信號(hào)時(shí)，可以根據(jù)控制模塊的設(shè)定而停留在全開(kāi)、全關(guān)、保持中的任位置，而斷電時(shí)，自然停留在故障位置，或帶有復(fù)位裝置的電動(dòng)執(zhí)行器也可將閥位運(yùn)行到全開(kāi)或全關(guān)。
對(duì)于氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥來(lái)說(shuō)，就比較復(fù)雜了，所以我們主要討論氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的三斷保位方法。般來(lái)說(shuō)，我們?cè)谶x擇氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥時(shí)，都要先確定選氣開(kāi)還是氣閉，這就是選擇調(diào)節(jié)閥斷氣時(shí)的保護(hù)位置，如果工藝要求斷氣時(shí)閥門(mén)打開(kāi)，則選擇常開(kāi)（氣閉）式調(diào)節(jié)閥，反之則選常閉（氣開(kāi)）式調(diào)節(jié)閥。這只是個(gè)粗淺的方案，如果工藝要求斷氣、斷電、斷信號(hào)的三斷保護(hù)，則調(diào)節(jié)閥就需要配置些附件來(lái)組成個(gè)保護(hù)系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)控制要求，這些附件主要有保位閥、電磁閥、氣罐等。以下是單作用氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥和雙作用氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的兩種保位方案。
、日本SMC氣控閥方案（調(diào)節(jié)閥配用電－氣閥門(mén)定位器）
本方案主要由日本SMC氣控閥閥位信號(hào)返回器等組成。其工作原理如下：
1、斷氣源：當(dāng)控制系統(tǒng)氣源故障（失氣）時(shí)，氣動(dòng)保位閥自動(dòng)關(guān)閉將定位器的輸出信號(hào)壓力鎖定在氣動(dòng)控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號(hào)壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動(dòng)控制閥的閥位保持在故障位置。該保位閥應(yīng)設(shè)定在略低于氣源的小值時(shí)啟動(dòng)。
2、斷電源：當(dāng)控制系統(tǒng)電源故障（失電）時(shí)，失電（信號(hào)）比較器控制單電控電磁換向閥的輸出電壓消失，單電控電磁換向閥失電，單電控電磁換向閥內(nèi)的滑閥在復(fù)位彈簧的作用下滑動(dòng)，電磁閥換向，將氣動(dòng)保位閥的膜室壓力排空，氣動(dòng)保位閥關(guān)閉，將定位器的輸出信號(hào)壓力鎖定在氣動(dòng)控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號(hào)壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動(dòng)控制閥的閥位保持在故障位置。
3、斷信號(hào)：當(dāng)控制系統(tǒng)信號(hào)故障（失信號(hào)）時(shí)，失電（信號(hào)）比較器檢測(cè)到后，斷掉單電控電磁換向閥的電壓信號(hào)，單電控電磁換向閥失電，單電控電磁換向閥內(nèi)的滑閥在復(fù)位彈簧的作用下滑動(dòng)，電磁閥換向，將氣動(dòng)保位閥的膜室壓力排空，氣動(dòng)保位閥關(guān)閉，將定位器的輸出信號(hào)壓力鎖定在氣動(dòng)控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號(hào)壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動(dòng)控制閥的閥位保持在故障位置。
位置反饋信號(hào)由閥位信號(hào)返回器給出。
本方案的優(yōu)點(diǎn)：“三斷”保護(hù)啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)反應(yīng)較快，動(dòng)作迅速。整體造價(jià)比較便宜。
本方案的缺點(diǎn)：電磁閥長(zhǎng)期帶電，影響使用壽命。配用附件較多，安裝、調(diào)試復(fù)雜些，閥位反饋需另配閥位信號(hào)返回器，在配用手輪的情況下，比較復(fù)雜。
二、雙作用氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥方案（調(diào)節(jié)閥配用電-氣閥門(mén)定位器）
本方案主要由日本SMC氣控閥其工作原理如下：
當(dāng)控制系統(tǒng)氣源故障（失氣）時(shí)，自鎖閥（其作用方式與保位閥相反）自動(dòng)打開(kāi)，將氣控?fù)Q向閥的控制氣源撤消，氣控?fù)Q向閥的滑閥在彈簧的作用下復(fù)位，兩個(gè)氣控?fù)Q向閥中的其中個(gè)排氣，另個(gè)進(jìn)氣，單向閥關(guān)閉，氣源由儲(chǔ)氣罐中儲(chǔ)存的氣源向閥門(mén)供氣，從而實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的全關(guān)或全開(kāi)。全關(guān)或全開(kāi)的轉(zhuǎn)換可通過(guò)調(diào)整氣控?fù)Q向閥的連接方式實(shí)現(xiàn)。
如果要實(shí)現(xiàn)閥門(mén)保位，加裝氣動(dòng)保位閥并改變管路連接，用自鎖閥直接控制保位閥，取消氣控?fù)Q向閥、單向閥、儲(chǔ)氣罐即可。
若要實(shí)現(xiàn)斷氣源時(shí)，能夠保證閥門(mén)有若干次的動(dòng)作，可采用以下方案。
本方案由儲(chǔ)氣罐、單向閥、閉鎖閥、截止閥等組成。其工作原理如下：
當(dāng)氣源故障（失氣）時(shí)，單向閥關(guān)閉，閉鎖閥失氣，在閉鎖閥的滑閥在彈簧的作用下復(fù)位，氣路換向，斷開(kāi)系統(tǒng)的氣源管路，接通儲(chǔ)氣罐管路，由儲(chǔ)氣罐向閥門(mén)供氣，以保證閥門(mén)有若干次動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制的目的。由于儲(chǔ)氣罐的容量有限，且儲(chǔ)氣罐中的氣源壓力隨著閥門(mén)動(dòng)作不斷下降，不可長(zhǎng)期使用儲(chǔ)氣罐為閥門(mén)供氣。本方案配用儲(chǔ)氣罐的容量應(yīng)比般保護(hù)用儲(chǔ)氣罐的容量大。本方案在斷氣源時(shí)，閥門(mén)動(dòng)作的次數(shù)與儲(chǔ)氣罐的容量有關(guān)。
日本SMC氣控閥的是自控系統(tǒng)中的執(zhí)行器，其應(yīng)用質(zhì)量反映在系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)品質(zhì)上，調(diào)節(jié)閥應(yīng)用的好壞，即應(yīng)用質(zhì)量與三個(gè)方面有關(guān)：
（1）正確選型（含計(jì)算）--系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員；
（2）產(chǎn)品質(zhì)量--廠
（3）正確安裝、使用、維護(hù)--用戶。
所以，我們講質(zhì)量不只是廠的問(wèn)題，它是個(gè)廣義的概念，包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員、和使用人員。
下面列舉常見(jiàn)的應(yīng)用問(wèn)題，這些問(wèn)題若能很好地處理，可以說(shuō)你選閥就不會(huì)出現(xiàn)大的質(zhì)量事故。
（1）口徑計(jì)算――小了不能滿足Qmax，大了常小開(kāi)度工作，調(diào)節(jié)差，壽命短。
（2）校核關(guān)閉時(shí)的△P――有些根本就不作校核，造成閥關(guān)不死，打不開(kāi)。
（3）校核可調(diào)比R――R小了不能滿足流量變化范圍。
（4）確定彈簧范圍――涉及彈簧范圍、啟始工作壓力、輸出力、穩(wěn)定性、調(diào)整等。
（5）材質(zhì)與結(jié)構(gòu)――這里學(xué)問(wèn)大，個(gè)的工程設(shè)計(jì)人員，
所選的閥結(jié)構(gòu)和材質(zhì)應(yīng)是在滿足使用功能前提下，得到的是簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、低的價(jià)格
相反，花了很多錢(qián)，甚引進(jìn)產(chǎn)品，還是用不好，這種費(fèi)用可差20～30倍。
用不好的影響則更大，開(kāi)開(kāi)停停，造成經(jīng)濟(jì)損失和產(chǎn)量下降，有的甚無(wú)法投用。
因此，個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員就知道閥在現(xiàn)場(chǎng)的重要性，開(kāi)始就重視閥的正確選型，并與我們密切配合。
（6）附件----對(duì)主體的保證和有意的補(bǔ)償。
也有很多成功的例子，成功先在于他們的正確選型。
日本SMC氣控閥與其它儀表配套使用，可實(shí)現(xiàn)過(guò)程中流量、液位、壓力、溫度等工藝參數(shù)與其它介質(zhì)如液體、氣體、蒸汽等的自動(dòng)調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)程控制。隨著企業(yè)自動(dòng)化程度的逐步提高，集散控制系統(tǒng)（DCS）以及其它智能型儀表在自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用已越來(lái)越普遍，通過(guò)計(jì)算機(jī)的優(yōu)化控制，將使取得大效益。而在優(yōu)化的同時(shí)也使控制系統(tǒng)的主要故障集中于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的終端執(zhí)行裝置即調(diào)節(jié)閥上，調(diào)節(jié)閥在控制流體流量的工作過(guò)程中，接受控制操作信號(hào)，按控制規(guī)律實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的調(diào)節(jié)。它的動(dòng)作靈敏與否，直接關(guān)系著整個(gè)控制系統(tǒng)的質(zhì)量。根據(jù)控制系統(tǒng)在純堿行業(yè)的應(yīng)用統(tǒng)計(jì)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)有80%左右的故障出自調(diào)節(jié)閥。因此，如何保證氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥在我廠中的可靠、準(zhǔn)確運(yùn)行，是我們需要探討的個(gè)很重要的問(wèn)題。

 日本SMC氣控閥的工況選型及實(shí)例分析