西門子大口徑調節閥的應用
——一、西門子大口徑調節閥概述
(一)產品基本介紹
西門子大口徑調節閥通常為進口產品,一般是全新狀態投入市場使用。其適用溫度范圍較廣,比如常見的可在 - 10℃~150℃之間正常工作,能夠滿足諸如冷凍水、低溫水、高溫水以及鹽水等不同介質所處溫度環境下的應用需求。
從材質方面來看,較多采用灰鑄鐵材質打造,確保了整體結構具備良好的強度與耐用性。在口徑規格上,涵蓋了從 DN 25 至 150kvs 6.3…400 m3/h 等多種尺寸,能夠適配不同規模、不同流量需求的管道系統。
而法蘭類型多為 21,且法蘭設計為 B,這種設計使得其在與其他管件進行連接安裝時,具備較好的適配性和密封性,保障了整個流體輸送系統的穩定運行,讓使用者能夠根據具體的工程場景,較為便捷地將其融入到相應的管道布局當中。
(二)主要執行器類型
電動執行器
:
西門子大口徑調節閥可配備如 SAX 系列等電動執行器。這類電動執行器工作電壓常為 AC 24 V,能接收控制信號如 DC 0…10 V、4…20 mA 或 0 …1000Ω 等。它有著彈簧復位功能,并且可在線性或等比例流量特性之間進行選擇,方便根據實際調節精度和流量控制要求靈活配置。同時,具備閥位反饋功能,通過行程校驗以及 LED 狀況顯示,操作人員可以清晰知曉其工作狀態。還有強制控制功能,可在一些特殊工況或者緊急情況下進行必要的操作干預。此外,有著手動調節和位置指示功能,調節力量可達 1000N 或 2800 N,直接安裝在閥門上不需要額外復雜的調節過程,還可通過附加輔助開關、閥桿加熱元件和機械行程逆變器來增強功能性,驅動行程為 20 mm 或 40 mm,環境溫度適應范圍在 - 15℃~+55℃之間,能夠在常規的工業環境溫度條件下穩定可靠地運行。
電動液壓執行器
:
例如 SKD、SKB、SKC 系列的電動液壓執行器也是常用配置之一。SIEMENS 公司所有大口徑閥門采用的密封雙渦輪油壓執行器是一大亮點,這種設計大大提高了電動執行器拉力,同時降低了運行噪音,顯著延長了執行器的使用壽命。并且每個配備這類電動液壓執行器的電動調節閥門均帶有手/自動操作功能,十分便于現場操作人員進行手動操作調試以及自動控制切換,方便在日常巡檢、設備維護或者突發狀況下,快速地對閥門狀態進行調整,保障整個工藝流程的正常進行,使其在眾多對閥門控制要求較高、工況相對復雜的工業場景中脫穎而出,成為可靠的調節閥執行器選擇。
二、西門子大口徑調節閥的優勢所在
(一)高精度控制性能
在工業生產領域,對各種參數的精確控制至關重要,而西門子大口徑調節閥憑借其出色的性能,能夠很好地實現對流量、壓力、溫度等關鍵參數的高精度控制。
從流量控制方面來看,西門子大口徑調節閥通常有著精確的流量系數(Cv 值)設定,其流量計算公式一般為 Q = Cv * √ΔP(其中 Q 為調節閥的流量,ΔP 為調節閥兩側的壓差)。在實際應用中,通過先進的控制系統,比如可以采用高精度的流量計進行實時監測,并結合 PID 控制器進行流量控制,依據實際需要對比例、積分和微分系數進行靈活調整,或者運用模糊控制器進行流量的模糊化處理,又或是采用先進的自適應控制算法,根據實時監測到的流量數據自動調整控制參數,以此達到精確控制流量的目的。例如在化工生產的物料輸送管道中,需要精確控制不同原料按照特定比例混合的流量,西門子大口徑調節閥就能依據預設的流量要求,穩定精準地調節閥門開度,保障各原料流量的準確性,確保整個生產工藝的正常進行。
對于壓力控制,調節閥利用其獨特的閥芯與閥座設計,通過改變兩者之間的流通面積來實現調壓原理。當接收到控制系統發出的壓力調節信號后,執行器驅動閥桿帶動閥芯移動,改變流通截面積大小,進而對壓力進行調節。像在供熱系統中,熱交換器出口處的壓力需要穩定在一定范圍內,西門子大口徑調節閥可以依據壓力傳感器反饋的數據,實時精準地調整閥門開度,確保送往各個用戶端的熱水壓力穩定,避免因壓力過高或過低給系統運行帶來不良影響,保障供熱系統安全、高效地運行。
在溫度控制上,西門子大口徑調節閥也有著出色表現。例如在暖通空調系統中,常通過溫度傳感器采集環境溫度信息,反饋給如西門子 RWD60 控制器這類內置溫度控制程序的控制裝置,然后控制器依據設定溫度與實際溫度的差值,輸出控制信號給調節閥的執行器,調節其開度來控制冷媒或者熱媒的流量,從而實現對溫度的精準調控。無論是制冷還是制熱工況下,都能讓室內溫度穩定保持在設定的舒適范圍內,為人們營造良好的生活和工作環境。
這種高精度的控制性能,使得西門子大口徑調節閥在工業控制系統里發揮著保障生產系統安全穩定運行的關鍵作用。它能夠讓整個工藝流程中的各項參數都處于精準的預設范圍內,避免因參數波動過大而導致的產品質量問題、設備損壞以及安全事故等情況發生,為工業生產的高效穩定開展提供了有力支撐。
(二)可靠的運行穩定性
西門子大口徑調節閥在面對各種復雜惡劣的工況時,依然能夠展現出可靠的運行穩定性,這使其在眾多工業場景中備受青睞。
在高溫工況下,例如鋼鐵冶煉廠的熱蒸汽輸送管道系統,蒸汽溫度常常高達數百度。西門子大口徑調節閥所選用的材質具備良好的耐高溫性能,其閥體多采用特殊的高溫合金鋼等材料制造,能夠耐受長時間的高溫炙烤而不變形、不損壞。同時,其內部的密封組件、閥芯等關鍵部件也經過特殊的耐高溫處理,確保在高溫環境下依然能夠保持良好的密封性和靈活的調節性能,穩定地控制蒸汽流量,保障整個熱蒸汽輸送及后續相關生產環節的正常運轉。
處于高壓環境時,像石油化工行業的高壓流體輸送管道,承受著巨大的壓力。西門子大口徑調節閥有著堅固的結構設計,閥體強度足以承受高壓帶來的作用力。而且,與之搭配的執行器(如電動液壓執行器)能夠提供強大的輸出推力,確保在高壓差的情況下可以精準地驅動閥芯進行開度調節,不會出現因壓力過大而導致閥門無法正常動作或者調節精度下降等問題,穩定可靠地調節高壓流體的流量、壓力等參數,滿足石油化工生產過程中的嚴格要求。
當管道內介質含有固體懸浮物時,比如在污水處理廠的污泥輸送管道或者礦業開采中的礦漿輸送管道等場景下,西門子大口徑調節閥的優勢同樣明顯。其閥體內部的流道設計較為合理,能夠減少固體懸浮物對閥芯、閥座等關鍵部位的沖刷和堵塞。而且部分型號的閥門在密封結構上進行了優化,防止固體顆粒進入密封面而影響密封性。另外,一些配置了合適定位器的調節閥,還可以克服介質對閥桿移動的阻力,保證閥門能夠順暢地進行開度調節,可靠地運行在這類復雜的工況中,維持整個輸送系統的穩定運行。
之所以西門子大口徑調節閥能在這些復雜條件下可靠運行,一方面得益于其高品質的材料選用,從閥體到各個零部件都經過嚴格篩選和質量把控,具備適應惡劣環境的先天優勢;另一方面,其先進的制造工藝以及精細的裝配過程,確保了閥門整體結構的穩定性和各部件之間良好的配合度,使其即使面對高溫、高壓、含固體懸浮物等諸多復雜工況的考驗,也能穩定可靠地發揮調節作用,為工業生產保駕護航。
(三)智能化特點展現
西門子大口徑調節閥所具備的智能化特點,為使用者帶來了極大的便利,也進一步提升了其在工業應用中的優勢。
自動初始化功能是其智能化的一大亮點。在初次安裝調試或者設備經過維護檢修后重新投入使用時,調節閥能夠自動完成零位和行程范圍的調整,無需操作人員進行繁瑣復雜的手動校準過程,大大節省了時間和人力成本,并且減少了因人為校準誤差而可能導致的后續運行問題,使得閥門可以快速準確地進入正常工作狀態,投入到對生產系統的參數調節中。
在線自適應程序讓調節閥能夠根據實際工況的變化實時優化自身的控制性能。例如在工業生產過程中,隨著生產負荷的動態變化,流體的流量、壓力等參數也會相應改變。西門子大口徑調節閥憑借在線自適應程序,可以實時監測這些參數的變化情況,并自動調整閥門的控制策略,始終保持高精度的調節效果,確保整個生產系統能夠穩定高效地運行,適應不同生產階段的多樣化需求。
擴展診斷功能更是為設備的維護和故障排查提供了有力支持。通過內置的智能傳感器以及相關診斷模塊,調節閥可以實時監測自身各個部件的工作狀態,比如閥桿的位移情況、閥芯的磨損程度、執行器的運行參數等信息,并將這些數據反饋給控制系統或者維護人員。一旦發現異常情況,能夠及時準確地定位故障點,提示維護人員進行針對性的檢修,避免因故障未及時發現而導致的設備損壞加劇或者生產中斷等問題,有效提高了設備的可用性和整個生產系統的可靠性。
像在大型的化工生產裝置中,往往有著眾多的調節閥分布在不同的工藝流程環節,西門子大口徑調節閥的這些智能化功能,使得操作人員在中控室就能對各個閥門的運行狀態了如指掌,遠程即可進行必要的初始化操作、監控其自適應調節過程,并且在出現故障時能迅速響應,快速修復,保障整個化工生產流程的連續性和穩定性,極大地提升了工業生產的自動化水平和管理效率。
三、西門子大口徑調節閥的工作原理
(一)電動調節閥原理
西門子大口徑電動調節閥在接收到控制系統輸出的相關信號后,便會啟動工作流程來實現對流體的控制。其通常配備的電機在接收到信號指令后開始運轉,電機產生的動力會驅動閥桿進行相應動作。比如,當接收到的信號要求增大流量時,電機帶動閥桿向上或向下移動(具體移動方向取決于閥門的設計結構,有的是向上開啟閥門增大流量,有的則相反),閥桿的移動進而帶動閥芯動作。閥芯與閥座之間的相對位置就會發生改變,從而調整了流體通過的截面積大小。如果閥芯離開閥座,兩者間的流通通道變大,流體流量就會隨之增加;反之,若閥芯靠近閥座,流通通道變小,流體流量則相應減少。通過這樣的方式,電動調節閥可以精準地按照控制系統所發出的信號要求,對管道內的流體流量、壓力等參數進行有效的調節控制,滿足不同工況下對于流體控制的需求。而且,在整個動作過程中,依靠電機穩定的動力輸出以及各部件之間良好的配合,能保證調節閥可以快速且準確地達到目標開度,實現穩定可靠的流體控制效果。
(二)電動液壓執行器原理
西門子大口徑調節閥所配備的電動液壓執行器有著獨特的工作原理。當輸入信號的電壓發生變化時,會引發液壓油流向的相應改變,進而控制閥門的開閉動作。
具體來說,當輸入信號 Y 電壓增強的時候,其內部的泵會開始工作,推動儲油池中的液壓油到壓力腔中。隨著液壓油不斷注入壓力腔,會產生一定的行程變化,在這一過程中,閥桿會受到壓力作用而收縮,帶動閥頭打開,使閥門開啟,同時復位彈簧被壓縮。例如在一些暖通空調系統的應用場景中,當需要增大熱媒或者冷媒的流量時,控制系統輸出信號電壓增強,電動液壓執行器按此原理驅動閥門開啟,滿足系統的調節需求。
而當輸入信號 Y 電壓減弱的時候,旁通閥會隨之打開,這時允許液壓油通過復位彈簧從壓力腔流回到儲油池中。在液壓油回流的過程中,原本被壓縮的復位彈簧會憑借自身的彈力向上推動壓力缸,使得閥桿伸長,閥頭關閉,從而實現閥門的關閉操作,達到截斷或減少流體流量的目的。比如在供暖系統中,當達到設定溫度后,控制系統輸出信號電壓減弱,閥門便會按此機制關閉,防止過熱等情況發生。
當輸入信號 Y 電壓不變的時候,執行器和閥門會保持在當前的閥位不動,確保閥門開度穩定,維持流體以當前的流量、壓力等狀態穩定輸送,保障整個工藝流程能平穩運行。像在一些對流量要求恒定的化工物料輸送管道中,只要控制系統信號電壓維持穩定,電動液壓執行器就能保證閥門位置固定,讓物料按照既定的流量持續穩定傳輸。
四、西門子大口徑調節閥在不同行業的應用
(一)化工行業應用
在化工生產領域,存在著各式各樣復雜的化學反應,而這些反應往往對參與反應的化學介質的流量、壓力等參數有著極為嚴格的要求,西門子大口徑調節閥在其中就發揮著不可或缺的作用。
例如在合成氨的生產工藝中,從原料氣的輸送環節開始,就需要精確控制氫氣、氮氣等原料氣體的流量。西門子大口徑調節閥能夠依據控制系統設定的流量參數,通過電動執行器(如 SAX 系列)精準地調節閥門開度。當接收到控制系統發出的對應流量控制信號(像 DC 0…10 V、4…20 mA 等信號)后,執行器驅動閥桿帶動閥芯動作,使原料氣按照精確的比例進入反應裝置,保障后續合成反應能夠穩定且高效地進行。
在聚合反應中,比如生產聚乙烯等高分子聚合物時,需要將單體、引發劑等不同化學介質按照特定的流量持續穩定地輸送至反應釜內。西門子大口徑調節閥可憑借其高精度的流量系數(Cv 值)設定以及可靠的控制性能,實時調節各介質流量,防止因流量波動導致聚合反應出現異常,像產生過多的副產物或者聚合物分子量不符合要求等情況。
而且在化工生產過程中,很多化學介質具有腐蝕性,或者處于高溫、高壓的狀態。西門子大口徑調節閥采用的特殊材質(如部分采用耐腐蝕性良好的合金材料等)以及合理的結構設計,使其能夠耐受這些惡劣工況。像在一些涉及硫酸、鹽酸等強腐蝕性介質的工藝流程中,調節閥的閥體、閥芯等關鍵部件經過特殊處理,確保不會被腐蝕損壞,長期穩定地控制這些腐蝕性介質的流量和壓力,保障整個化學反應流程順利進行,維持化工生產系統的正常運行,為化工產品的高質量產出提供有力保障。
(二)石油領域應用
在石油行業中,無論是開采階段還是后續的運輸環節,西門子大口徑調節閥都有著至關重要的應用。
在石油開采過程中,從油井中開采出的油氣混合物往往伴隨著較高的壓力,并且流量波動較大。西門子大口徑調節閥能夠安裝在井口的出油管道上,利用電動液壓執行器(例如 SKD、SKB、SKC 系列)強大的推力,精準地控制油氣的流量。當井下壓力出現變化,導致出油流量不穩定時,調節閥可以根據壓力傳感器等檢測設備反饋給控制系統的信號,迅速調整閥門開度,確保出油量穩定在合理的范圍內,避免因流量過大對后續的油氣分離等設備造成沖擊,也防止流量過小影響開采效率。
在石油的長距離運輸環節,龐大的輸油管道網絡縱橫交錯,需要維持管道內油氣的穩定輸送。西門子大口徑調節閥安裝在管道的關鍵節點處,對油氣流量進行精確調節。比如在不同管徑的管道連接處或者分支管道處,調節閥可以根據預設的流量分配要求,通過改變閥芯與閥座之間的流通面積,合理分配油氣流量,保障各個支路以及后續不同目的地的石油供應穩定。同時,在面對管道內復雜的工況,如含有雜質、溫度變化等情況時,其良好的密封性以及對雜質的抗干擾能力,能夠防止油氣泄漏,維持管道系統內部的壓力穩定,保障整個石油運輸系統安全可靠地運行,避免因流量失控等問題引發安全事故或者造成不必要的能源損耗。
(三)電力工業應用
電力工業中,鍋爐控制系統對于整個發電過程的穩定和高效運行起著核心作用,而西門子大口徑調節閥在其中扮演著關鍵角色,特別是在蒸汽和水的精準調節方面有著重要應用。
在鍋爐的汽水循環系統中,給水的流量和壓力控制至關重要。西門子大口徑調節閥能夠根據水位傳感器、流量傳感器等反饋的信息,由控制系統發出指令,精準調節進入鍋爐的給水量。例如,當鍋爐水位下降時,控制系統向調節閥的執行器發送信號,電動執行器驅動閥桿帶動閥芯動作,增大閥門開度,使給水量增加,維持鍋爐水位在正常范圍內,確保鍋爐的正常運行,避免因水位過低引發干燒等安全事故,也防止水位過高導致蒸汽帶水等問題影響蒸汽品質。
對于蒸汽的調節同樣關鍵,在蒸汽從鍋爐輸出通往汽輪機等發電設備的過程中,需要穩定的蒸汽壓力和流量。西門子大口徑調節閥可以安裝在蒸汽管道上,依據壓力監測數據,實時調整閥門開度來控制蒸汽壓力。當汽輪機負荷發生變化,對蒸汽的需求量改變時,調節閥能夠迅速響應,通過調節蒸汽流量滿足汽輪機的工作要求,保障發電效率和電能質量。并且在一些大型的火力發電站中,多臺鍋爐和發電機組協同工作,眾多的西門子大口徑調節閥相互配合,在整個復雜的汽水系統中精確調節,維持各個環節參數的穩定,為電力的穩定生產提供堅實的保障,助力電力工業安全高效地為社會輸送電能。
(四)水處理方面應用
在供水系統里,西門子大口徑調節閥能夠保障居民生活用水以及工業用水等的穩定供應。比如在城市的自來水供水網絡中,從水廠到各個區域的輸水干管上安裝有大口徑調節閥。隨著不同時段居民用水量的變化,如早晚用水高峰和夜間低谷時段,通過壓力傳感器、流量傳感器等監測設備將數據反饋給控制系統,控制系統再指令西門子大口徑調節閥調節開度。在用水高峰時,增大閥門開度,提高水流量,滿足大量用水需求;在低谷時段則適當減小開度,避免水資源浪費以及管網壓力過高帶來的安全隱患,確保整個供水系統穩定、高效運行,讓居民能夠隨時用上穩定壓力、合適流量的生活用水。
在污水處理過程中,其作用也不容小覷。在污水進入處理廠的前端,需要控制污水的流量穩定進入各個處理單元,西門子大口徑調節閥可以根據處理流程的設計要求,精準分配污水流量到初沉池、曝氣池等不同的處理環節。而且在一些含有較多固體雜質的污水管道中,調節閥憑借其合理的流道設計以及良好的抗堵塞性能,即使面對污水中雜質的沖刷和可能的堵塞風險,依然能夠可靠地調節流量,保障污水處理流程按序進行。在處理后的中水回用或者達標排放環節,同樣依靠調節閥來控制水流的穩定排放,確保整個污水處理過程的處理效果達到預期標準,為水資源的循環利用以及環境保護貢獻力量。
(五)暖通空調領域應用
在暖通空調系統中,溫度的精準控制是提升室內舒適度以及滿足不同場所環境要求的關鍵,西門子大口徑調節閥通過與溫度控制器等配合展現出了獨特的應用優勢。
比如在大型商場、寫字樓等商業場所的中央空調系統里,通常會在冷凍水、熱水輸送管道上安裝西門子大口徑調節閥,并搭配西門子 RWD 系列等溫度控制器以及溫度傳感器使用。當室內溫度傳感器檢測到環境溫度高于設定的制冷溫度時,溫度控制器會根據設定溫度與實際溫度的差值,輸出相應的控制信號給調節閥的電動執行器(如 SAX 系列)。執行器驅動閥桿帶動閥芯動作,增大冷凍水閥門的開度,使更多的冷凍水流入空調末端的換熱器,帶走室內的熱量,實現制冷降溫,直至室內溫度達到設定的舒適范圍。
而在冬季制熱時,當環境溫度低于設定的制熱溫度,溫度控制器則會控制熱水管道上的調節閥,增大熱水流量進入換熱器,釋放熱量來提升室內溫度。并且在一些分區控制的空調系統中,不同區域根據各自的使用需求和人員分布設置不同的溫度參數,西門子大口徑調節閥能夠依據各個分區的控制信號,獨立精準地調節對應區域的冷媒或熱媒流量,實現分區溫度控制,既滿足了不同區域人員對舒適度的要求,又避免了能源的過度消耗,展現出了良好的溫度調節精準性以及節能優勢,為營造舒適的室內環境發揮了重要作用。
五、西門子大口徑調節閥典型應用案例分析
(一)擠出機定徑箱真空度控制案例
在擠出工藝中,擠出機定徑箱的真空度控制對于產品質量起著關鍵作用,而采用西門子大口徑真空背壓閥能實現對定徑箱真空度的精密控制,以下是具體的技術方案、控制模式及應用效果介紹。
1. 技術方案
許多管狀聚合物擠壓件,例如 PVC 管,是使用真空定徑箱制成的,以便在冷卻前將擠出的塑料靠定型工具定型。在擠出過程中,真空穩定性對于創建和保持塑料產品的一致形狀和表面光潔度至關重要,有以下幾方面要求:一是在真空度 1 - 760Torr(絕對壓力)范圍內任意真空度設定點控制要達到 ±2% 穩定度;二是擠出機定徑箱一般尺寸空間較大,需要較大管路口徑以提供較大抽氣速率;三是溫度波動會對真空度帶來不穩定影響,真空調節需具有較快的反應速度,使得工藝過程中帶來真空度波動快速趨于穩定。
針對上述擠出工藝對真空控制的要求,采用下游控制模式的技術方案,即保持定徑箱的進口流量恒定(或漏氣量恒定),通過調節下游抽氣速率來實現真空度的精密恒定控制。選擇下游控制模式主要是因為這種模式對定徑箱這類低真空工藝非常有效。
在擠出設備的真空控制系統中,真空調節器采用了真空背壓閥,這種背壓閥具有多種優勢特點。其一,具有各種規格口徑,可滿足各種規格擠出機真空系統的需要,能根據定徑箱規格大小配備不同口徑的背壓閥;其二,調節速度快,閥門從全閉到全開的時間可以小于 1 秒,背壓閥的影響速度能夠達到 1 秒以內;其三,閥芯可在線拆裝以便于清理或更換。并且,通過一個正壓氣體驅動的先導控制閥對真空背壓閥進行調節,先導閥可采用手動輸入設定值進行開環控制、外接模擬信號進行開環控制以及外接真空度傳感器和模擬信號進行閉環控制這三種方式,進而實現各種聚合物擠出機真空度的快速和精密控制。
2. 控制模式
整個過程是根據真空度設定點進行全自動控制,基于上述提到的下游控制模式與真空背壓閥以及先導控制閥的配合,當設定好目標真空度后,系統會實時監測當前真空度情況。若實際真空度低于設定值,先導控制閥會相應調節真空背壓閥,使其增大開度,加快下游抽氣速率,讓真空度上升;反之,若實際真空度高于設定值,先導控制閥則控制真空背壓閥減小開度,降低抽氣速率,使真空度下降,從而使真空度穩定在設定點要求的范圍內,達到精密控制的效果。
3. 良好效果
采用西門子大口徑真空背壓閥按照這樣的技術方案和控制模式應用在擠出機定徑箱真空度控制上,取得了非常好的效果。定徑箱真空度控制穩定性可以輕松達到 ±2% 以內,完全能夠滿足各種高質量擠出產品的需要。穩定的真空度保障了擠出塑料產品能夠依靠定型工具形成一致的形狀、擁有良好的表面光潔度,極大地提升了擠出產品的質量,減少了因真空度不穩定而導致的產品缺陷等問題,為擠出工藝的高效穩定運行提供了有力支撐,也在提高生產效率、降低生產成本等方面發揮了積極作用。
(二)蒸汽減壓改造案例
在很多工業場景中,蒸汽減壓是一項重要的環節,傳統機械式減壓閥存在諸多缺點,而采用西門子蒸汽電動閥進行蒸汽減壓改造能有效解決這些問題,以下是具體的改造方案、參數設置以及帶來的優勢和注意事項介紹。
1. 具體方案
通常情況下,鍋爐輸出蒸汽后在管道內輸送一般壓力較高,到達用戶端后要進行減壓后才能供負載使用,而以往大多數用戶采用的是在分汽缸前端管路上加裝機械式減壓閥的方法,這種方法存在不少缺點,比如蒸汽負荷流量小或者無流量情況下后端蒸汽壓力會逐漸上升,不能維持設定壓力;管路內凝結水較多時,會出現動作不可靠的情況;壓力設定調節不直觀、不方便,在安裝位置較高情況下,根據負載需求變化調整起來不方便,不能遠距離操作調整;不能自動關閉蒸汽,一些負載在停電時或存在安全隱患情況下需要立即停汽,機械式減壓閥無法做到;機械式減壓閥壓力調節范圍受限制,對一些壓力要求特別低負載不能達到要求;故障率也較高,易出現毛細管或平衡孔堵塞、膜片變形、破裂、泄漏等情況。
針對這些問題,設計了西門子蒸汽電動閥進行蒸汽減壓改造的方案,其管路連接圖元件包括:① P 蒸汽源、② SF1 2 3 手動截止閥、③ GLQ 過濾器、④ DF 西門子電動蒸汽閥 VVF45.504、⑤ P1 2 3 壓力表、⑥ FQG 蒸汽分汽缸、⑦ L1 2 3 蒸汽負載。電路圖元件有:① K1 斷路器 2P 5A、② K2 斷路器 1P 3A、③ KZQ 數字回路調節器 RKC CD901、④ CGQ 壓力傳感器西門子 OBE2000 - P16、⑤ T 變壓器 220VAC/24VAC 150AV、⑥ ZXQ 電動閥執行器西門子 SKD65。
2. 參數設置
對于 RKC 控制器,有著如下參數設置要求:
PID 參數
:只可根據負載實際情況手動設定,也可有自動演算(ATU)功能完成;
SL1 輸入類型
:選擇電壓 0 - 5V 電壓輸入(1110);
SL4 警報模式
:選擇使用上偏差報警(0001);
SL6 控制輸出類型
:選擇 4 - 20mA 連續輸出(0111);
SL7 報警繼電器狀態
:選擇設為 01,即報警時報警 1 有 NC 變為 NO;
SLH 設定測量范圍上限
:為 8.00,即對應 0.8Mpa;
SLL 設定測量范圍下限
:為 0.00,即對應 0Mpa;
PGDP 設定
:為 2 位小數;
其他參數使用缺省值即可。
3. 優勢和注意事項
采用西門子蒸汽電動閥進行蒸汽減壓改造有著諸多優勢。首先,調節使用方便,壓力顯示、設定直接在控制器上進行,能直觀看到相關參數并進行調節操作;其次,壓力波動小,運行可靠,通過精準的控制可使蒸汽壓力穩定在合適范圍供負載使用,實施兩年來運行穩定,未出現過故障;再者,對節省蒸汽能耗也有一定幫助,相比部分進口機械式減壓閥價格稍低,具備一定的經濟性。
同時,也有一些需要注意的事項。其一,注意電動閥執行器的選擇要參考汽源壓力和設定壓力,執行器型號要和壓差大小相配合,否則,可能出現關不嚴或打不開的情況;其二,應安裝在分汽缸上,要有表彎及一段引出管,避免傳感器受到沖擊和溫度過高,減少使用壽命;其三,4 - 20mA 控制信號串入 AL1 再到執行器是為了在壓力相對于設定值過高,超出報警值時,通過 AL1 動作斷開控制信號,使電動閥閉合;其四,現有設定 SL1、SLH、SLL 決定了測量范圍在 0 - 8Mpa 之間,傳感器可以測量至 1.6Mpa,如果需要更大測量范圍,需要通過外部線路對輸入信號進行轉換,并對 SLH、SLL 重新進行設定;其五,測量顯示稍有誤差時可通過 PB 值進行校準。
六、西門子大口徑調節閥使用注意事項
(一)安裝位置建議
西門子大口徑調節閥的安裝位置選擇至關重要,它會因不同的系統類型而有所差異,且合適的安裝位置能在很大程度上保障閥門的正常運行以及延長其使用壽命。
在供暖系統中,通常建議將西門子大口徑調節閥安裝在回水管上。這是因為回水管中的水溫相對較低,比如在常見的集中供暖系統里,供水溫度往往能達到六七十攝氏度甚至更高,而回水溫度一般會降低十幾度到幾十度不等,較低的水溫環境對閥芯密封十分有利,能夠有效延長閥芯密封的壽命,減少因長期處于高溫環境而可能出現的密封老化、損壞等問題,從而確保閥門長時間可靠地調節流量等參數。
對于開式系統而言,由于存在因水垢沉積導致閥塞抱死(也就是閥桿不能正常起落)的可能性,所以在應用中,要選用驅動力較大的 SKB 或 SKC 系列的執行器。并且,必須格外注意閥門的安裝位置,要保證其上游安裝有過濾器,以此來攔截水中可能存在的雜質、水垢等,防止它們進入閥門內部,影響閥塞、閥桿等部件的正常運作,保障閥門可以順暢地進行開度調節,滿足開式系統對流量控制的需求。
而在閉式系統中,雖然相對開式系統來說水質受外界干擾的因素少一些,但為了增強閥門的工作可靠性,也建議在閥前安裝過濾器。這樣能夠進一步過濾掉可能存在于管道內的微小顆粒等雜質,避免雜質進入閥門內部對閥芯、閥座等關鍵部位造成磨損或者影響閥門的密封性能,讓調節閥在閉式系統中可以穩定、精準地發揮調節流體參數的作用。
此外,從管道布局角度來看,調節閥應安裝在易于操作、維護和監控的位置,要避免安裝在管溝或管架上,如果必須安裝在高處,那么應當增設平臺,方便后續進行諸如檢修、手動操作等工作。同時,也要考慮到周圍環境溫度,盡量安裝在環境溫度不高于 60℃,不低于 - 40℃的地方,并遠離振動源,防止溫度過高或者振動過于劇烈對閥門的性能和結構穩定性產生不良影響。而且,調節閥應靠近相關的就地指示儀表,便于操作人員實時觀察閥門的工作狀態以及與之相關的參數變化情況,從而更好地進行調控操作。
(二)水質及配套設備要求
西門子大口徑調節閥對水質有著一定的要求,不同的應用場景下,為保障閥門良好運行,相應的配套措施也必不可少。
水質方面,一般要求符合 VDI 2035 標準。這一標準涵蓋了對水中酸堿度、硬度、懸浮物含量等多方面的規范,只有水質達到相應要求,才能減少對閥門內部部件的腐蝕、結垢以及避免雜質堵塞等問題。例如在一些對水質要求較高的工業生產工藝中,如果水質偏硬,水中含有的鈣、鎂等離子較多,長時間運行后就容易在閥門內部形成水垢,影響閥門的正常開閉以及流量調節精度。
在不同應用場景下,配套設備的合理設置尤為關鍵。在開式系統中,前面提到過閥門上游必須安裝過濾器,它就像是一道 “防護網”,能夠攔截水中的各種雜質、顆粒以及可能產生的水垢等物質,防止它們隨著水流進入閥門內部,避免造成閥塞抱死等故障,保障閥門的閥桿可以正常地起落,讓調節閥能根據控制系統的指令精準地調節開度。
而在閉式系統中,雖然整體水質相對穩定,但同樣建議在閥前安裝過濾器,進一步提升水質的純凈度,避免那些可能在管道內部產生或者殘留的微小雜質對閥門的正常運行造成影響。比如在一些閉式的暖通空調水系統中,即使前期對水進行了一定的處理,但隨著時間推移以及系統的運行,還是可能會有少量雜質出現,閥前的過濾器就能有效防止這些雜質進入調節閥,確保閥門的閥芯、閥座等關鍵部位處于良好的工作狀態,維持整個系統的穩定運行。
咨詢需求
