气动防喘振阀使用指导手册.doc
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1、气动防喘振阀使用指导手册气动防喘振阀使用指导手册 45 / 45目 录1.概述41.1.适用范围41.2.防喘振阀的功能41.3.防喘振阀的组成51.4.防喘振阀的分类51.5.防喘振阀的规格及技术参数62.安装82.1.安装前的检查82.2.防喘振阀安装到管线上的一般要求82.3.仪表气源管路的连接102.4.电气线路的连接102.5.分体式定位器的安装说明113.工作原理133.1.弹簧薄膜执行机构防喘振阀的气动控制原理133.2.气缸式执行机构气动控制原理153.3.20”以上通径防喘振阀气动控制原理154.调试174.1.主要控制附件介绍及调试174.2.防喘振阀的调试255.使用26
2、5.1.安装防喘振阀的管线振动问题265.2.使用防喘振阀长期在小开度下(20%)进行风压调节的问题275.3.手动操作286.拆卸、组装336.1.拆卸336.2.组装337.常见故障及排除348.常用备件及调试工具36附录1 375现场通讯器(手操器)校验的使用指南37附录2 HIM的使用指南42标识符号说明:危险 警告注意 提示 1. 概述1.1. 适用范围本手册适用于FISHER的气动防喘振阀的安装、调试、使用、维护指导。详细介绍防喘振阀的各组成部分的结构、功能、调试方法;防喘振阀的工作原理;常见故障分析及排出;常用备件列表。1.2. 防喘振阀的功能 什么是风机的喘振轴流压缩机在运行过
3、程中,因系统负荷降低而使风机进口流量降低,当流量降低到一定图1-1 风机系统的工艺流程图程度时,其气体排出量会产生强烈的振荡,从而使机身出现剧烈振动的现象,它是轴流压缩机性能反常的运行状态,应避免出现并及时消除。风机发生喘振的危害 机体严重振动时,可能会加剧静、动部件的摩擦而造成损坏。 气流脉动引发共振,造成机组内叶片断裂。 气体倒流,引起机组内温度急剧上升,造成叶片和机体的损坏。防喘振阀在风机系统中的作用防喘振阀在风机系统中的作用主要有以下两点;保护压缩机 防喘振阀具有可靠的快开功能,当一旦压力过高,可释放由于喘振引起的压力波动。 阀门具有良好的调节性能,充分调节流量以防止起浪点; 避免因喘
4、振所产生的压缩机和管道损坏,确保风机的安全、可靠运行。起动和停车时的敏感控制 灵敏的阶跃响应,超调应限制在最小,可满足风机在启动和停车时的压力、流量变化。 防喘阀控制系统有位置反馈信号,可监控阀门开度。 具有快开,慢关的控制特性,确保调节过程中风机风压的稳定。1.3. 防喘振阀的组成 防喘振阀主要由以下三部分构成:阀门、执行机构、控制系统及附件。阀门 FISHER防喘振阀采用的阀门通常为: 通径8采用ET直通阀 通径8采用高性能蝶阀执行机构 弹簧薄膜执行机构:单作用,推力较小,用于通径14的防喘振阀;其中1052执行机构用于蝶阀;657执行机构用于ET直通阀门上。 气缸式执行机构:双作用,推力
5、大,用于通径16的防喘振阀。控制系统及附件 控制系统中定位器是最关键的控制部件,还有放大器2625、多路转换器377、快排阀、电磁阀、位置变送器4211或信号转换器HIM、单向阀、手动针阀、过滤减压阀等控制附件,通过管路连接,构成了整个阀门控制系统,实现防喘振阀所需要的控制功能。1.4. 防喘振阀的分类按控制介质: 气动控制防喘振阀 液动控制防喘振阀按控制系统的安装方式 一体式:执行机构、阀门及控制系统一体化,该方式是工厂标准配置。 部分分体式:针对气动控制系统,将抗震性较差的定位器与阀位变送器部分分离,避免定位器的电气和气动元件因震动损坏。 完全分体式:控制系统与阀门、执行机构完全分离的控制
6、方式。本手册主要阐述一体式和部分分体式的气动防喘振阀,对于液动防喘振阀和完全分体式气动防喘振阀的控制系统,请参阅相关的使用手册。阀门和执行机构请参见FISHER的相关使用指导手册,本手册中不作详细介绍。1.5. 防喘振阀的规格及技术参数表1-1 阀门的技术参数序号项目蝶阀(通径8”以上,采用8532、8560或A系列的高性能蝶阀)直通阀(通径8”时)1泄漏等级ANSI VANSI V2流量特性近似线性线形(可根据用户要求选用等百分比、快开)3材质阀体碳钢阀板316SST阀体碳钢阀内件316SST4压力等级ANSI Class 150ANSI Class 150或300、600说明可根据用户工况
7、要求选用不同的材质和压力等级表1-2 控制气源参数压力单位转换: 1bar = 0.1Mpa = 14.5Psi额定气源压力弹簧薄膜执行机构45Psi气缸式执行机构75Psi执行机构所能承受的最大压力弹簧薄膜执行机构55Psi气缸式执行机构通常可至150Psi仪表风质量标准ANSI/ISA-S7.0.01-1996过滤减压阀过滤精度5m最大使用压力1.0Mpa设定压力范围0.05 0.85Mpa气源接口尺寸过滤减压阀气源接口3/4NPT内螺纹储气罐接口尺寸1/2NPT内螺纹气缸式执行机构与储气罐之间的接口尺寸1/2或3/4内螺纹表1-3 电气控制参数控制信号420 mA,24VDC电磁阀电源2
8、20VAC/50Hz 、24VDC或其它实际阀位指示信号420 mA,24VDC(如采用HIM,可输出有源信号)作用方式故障开F.O紧急快开时间1.5S阀门开关死区通径16为2%,通径16为3%位置反馈误差2%调节响应参数1%管线震动要求其管线振动频率不大于1g/15HZ(定位器等附件安装在阀门上时)重 要 若因仪表风太脏而造成的定位器损坏,即使在质保期之内,属非正常损坏,由此造成的损失只能由使用方自行承担。2. 安装在防喘振阀的安装前,以下确认检查是必要的。2.1. 安装前的检查确认管道清洁管道中的异物可能会损坏阀门的密封表面或甚至阻碍阀芯、蝶板的运动而造成阀门不能正图2-1 防喘振阀推荐安
9、装方式确地关闭。为了减小危险情况发生的可能性,需要在安装阀门前清洗所有的管道。确认已清除管道污垢,金属碎屑、焊渣和其他异物。另外,要检查管道法兰以确保有一个光滑的垫片表面。检查阀门 安装前,需要对所安装的阀门进行检查,不要安装已经知道在运输和存放时已损坏的阀门。检查并除去所有运输挡块,防护用堵头或垫片表面的盖子,检查阀体内部不存在异物。2.2. 防喘振阀安装到管线上的一般要求 吊装由于阀门和执行机构的尺寸较大,重量也较大,因此在安装时,阀门和执行机构应整体吊装,以免损坏阀门和执行机构。重 要若因吊装不当造成的阀门损坏,不属于质量问题,即使在质保期内,其损失由使用方自行承担。 流向 防喘振阀安装
10、时应确保这样的阀体位置,阀体上的流向箭头方向和管道内流体流向一致。 防喘振阀的安装方式 通常防喘振阀可以安装于任何空间位置,但FISHER推荐的安装方法是:将执行机构垂直放置并位于阀门的上部,如图2-1所示,或确保阀轴水平。如果用户现场因为空间位置的限制,在确保阀门正确流向的前提下,以管道的中心为轴线,360度范围内的安装都是允许的,但当图2-2 防喘振阀推荐安装方式阀门的管线存在杂质时,容易使杂质在阀杆处堆积引起卡阻,损坏密封。 防喘振阀在管线上的位置要求为了减小管线的振动对阀门的影响,防喘振阀在安装是尽量远离变径、弯头、三通等位置,通常要求:L为阀门到弯角或变径的距离,D为管道直径,L6D
11、。见图2-2 法兰螺栓的紧固在防喘振阀的安装时,确保在阀门的上、下留有足够的空间仪表,以便在检查和维修时易于拆卸执行机构及阀门等。确保法兰面准确地对准以使垫片表面和法兰密封面均匀地接触,在法兰对中后,轻轻地旋紧螺栓,最后以交错形式旋紧全部螺栓(如图2-3所示)。正确地旋紧能避免产生不均匀的垫片负载,并有助于防止泄漏,也有助于避免法兰损坏或甚至裂开的可能性。图2-3 以交错形式旋紧螺栓2.3. 仪表气源管路的连接 重 要 仪表气源在接入之前,一定要对仪表气源的管路先进行彻底清洗、吹扫。图2-4 防喘振阀的电气接线图锈水、粉尘、焊渣等杂质一旦进入系统,会造成过滤减压阀的堵塞,严重时杂质进入到定位器
12、,会造成定位器的损坏。用户现场仅需要连接以下管路: 主气源:连接到过滤减压阀前的进气口即可,接口尺寸:3/4NPT内螺纹。 防喘振阀和储气罐(16及以上的气缸式防喘振阀配有储气罐)的连接。接口尺寸及位置请参见相应的原理图。2.4. 电气线路的连接电气连接包括:定位器、电磁阀、位置变送器4211或信号转换器HIM。电气接线参见图2-4;HIM接线见图2-5.图2-5 HIM的电气接线图2.5. 分体式定位器的安装说明通常用于防喘振阀的分体式定位器由两部分构成:定位器本体6005和行程传感器部分DVC6025。图2-5图2-6 DVC6005和DVC6025 DVC6025安装于阀门执行机构上,D
13、VC6005单独安装。 首先定位器的本体(DVC6005)须安装固定,安装位置的选择的要求为:振动不能过大,环境温度不应超过85,同时选择的位置应考虑有利于配管。其固定方式可参见下图2-7。DVC6005和DVC6025之间的接线:只有电路连接,DVC6005和DVC6025的接线盒内的接线端都有1、2、3的标识,用线缆对应连接即可。见图2-8气路连接参见图2-9, 具体的说明如下:A、红色标识的管路是由于采用分体定位器后需要用户自行配管的部分.B、连接分体式定位器DVC6005的管子的选用推荐用外径为10mm的铜管或不锈钢管。C、气源和储气罐连接的管路应选用外径为12mm或以上的铜管或不锈钢
14、管。图2-7 DVC6005的固定方式图2-9 分体式定位器安装管路配置示意图(气缸式)图2-8 DVC6005和DVC6025接线示意图3. 工作原理弹簧薄膜执行机构、气缸式执行机构、大通径的防喘振阀(24”及以上)在控制气路上有所差别,整个控制气路的功能:在正常情况下实现精确的阀位控制,快开慢关;在紧急情况(失气、失电)下快速打开阀门以保护风机。下面分别介绍其工作原理。图3-1 弹簧薄膜执行机构气动控制原理3.1. 弹簧薄膜执行机构防喘振阀的气动控制原理弹簧薄膜执行机构通常用于通径不大于14”的防喘振阀,常用的弹簧薄膜执行机构为FISHER的657/70或1052/70。其中657/70用
15、于直行程阀门(E系列,通径不大于8”)的防喘振阀;1052/70用于蝶阀。用于防喘振阀,其气动控制原理一样,只是在小通径的直通防喘振阀上没有2通ASCO电磁阀。该气动控制系统为单作用。3.1.1. 控制原理图弹簧薄膜执行机构气动控制原理见图3-13.1.2. 工作原理 正常调节系统在正常工作状态下,电磁阀带电。当420mA的控制信号增加,定位器的输出压力增加,通过ASCO三通电磁阀作用与气动放大器2625的控制口,2625的输出压力增加,执行机构上膜头的压力增大,执行机构推动阀门向下图3-2 气缸式执行机构气动控制原理(通常是阀门的关闭方向)运行;当420mA的控制信号增加,定位器的输出压力增
16、加,通过ASCO三通电磁阀作用与气动放大器2625的控制口,2625的输出压力增加,执行机构上膜头的压力增大,执行机构推动阀门向下(通常是阀门的关闭方向)运行。当420mA的控制信号减小,定位器的输出压力减小,通过ASCO三通电磁阀作用与气动放大器2625的控制口,2625的输出压力减小,执行机构上膜头的压力减小,执行机构在弹簧力的作用下,带动阀门向上(通常是阀门的开启方向)运行。 快开功能当ASCO电磁阀断电,三通电磁阀切断气动放大器2625的控制口的气路,2625没有输出,快排阀和ASCO二通电磁阀同时排气,阀门快速打开。3.2. 气缸式执行机构气动控制原理气缸式执行执行机构通常用于通径不
17、大于14”的防喘振阀,常用的行机构为FISHER的1061气缸式执行机构。为双作用控制系统。 3.2.1. 控制原理图 见图3-23.2.2. 正常调节系统在正常工作状态下,电磁阀带电。对于双作用控制系统阀门正常控制时,当输入的420 mA控制信号增大,数字式的定位器DVC6020的A输出口(与多路转换器377的A口相连)输出压力增大,经过377的B口,快排阀进入执行机构气缸的上腔,执行机构推动阀门向下(通常是阀门的关闭号减小,数字式定位器DVC6020的B输出口(与多路转换器377的D口相连)输出压力增加,经过377的E口作用于气动放大器2625的控制口,气动放大器2625的输出压力增加,作
18、用于执行机构气缸的下腔,执行机构带动阀门向上(通常是阀门的开启方向)运行,由于2625的增压放大作用,阀门开启的速度更快。 快开功能电磁阀失电,ASCO的三通电磁阀切断多路转换器的气路,从而气路发生转换,377的A-B、D-E切断,B-C、E-F接通,储气罐的气源作用于气动放大器2625,此时2625处于最大流通能力,储气罐的压缩气体直接进入执行机构气缸的腔;同时,由于B-C接通,快排阀输入端失压,导致快速排气,并且ASCO的二通电磁阀也失电开启,加速了执行机构气缸的上腔气体的排除,从而实现了阀门快速打开的功能。3.3. 20”以上通径防喘振阀气动控制原理FISHER通径在24及24以上的防喘
19、振阀,要求更大的推力和流量,其气路控制系统上也有所差别。执行机构通常采用FISHER下属的BETTIS双作用气动执行机构,以满足推力要求。3.3.1. 控制原理图见图3-33.3.2. 工作原理为气缸式双作用控制系统,阀门正常控制时,当输入的420 mA控制信号增大,数字式定位器DVC6020的A输出口(与多路转换器377的A口相连)输出压力增大,经过377的B口作用于气动放大器2625上1和上2的控制口,气动放大器2625上1和上2的输出压力增加,进入执行机构气缸的上腔压力增加,执行机构推动阀门向下(通常是阀门的关闭方向PDTC)运行,阀门关闭;当输入的420 mA控制信号减小,数字式定位器
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