CN106885032A - 焦炉调节阀气动系统 - Google Patents

Abstract

焦炉调节阀气动系统 。传统的焦炉调节阀采用电动执行机构带动调节阀来实现控制，但因为：工作环境为室外，周围工作温度为 90 ，对电动执行机构来说环境温度过高；现选用的国产电动执行机构，很难满足动作过于频繁的要求；由于电动执行机构全开全关时间为 30s ，无法满足现场调节阀全开全关的时间控制最短 5s 的要求。本发明方法包括：气动执行机构，所述的气动执行机构分别与阀门、阀位变送器、放大器连接，所述的阀门与所述的阀位变送器连接，所述的阀位变送器与信号输入源连接，所述的信号输入源与所述的放大器连接，所述的气动执行机构包括气源处理单元 ，所述的气源处理单元分别与单向阀、气动控制阀连接。本发明应用于焦炉调节阀气动系统。

Description

焦炉调节阀气动系统

技术领域：

本发明涉及一种焦炉调节阀气动系统。

背景技术：

调节阀又称控制阀，主要由执行机构、阀门和其他附件等组成。执行机构起驱动作用，阀起调节作用。执行机构按利用的能源分为 3 大类：电动执行机构、气动执行机构和液动执行机构 [1] 。针对现场控制要求，采用电动控制显然满足不了。目前国内外 1000Nm 左右快开快关型的电动执行机构最快做到 10s ，而且需要特殊定做，价格也偏高。如果采用气动控制，其最大的优点就是能实现快速控制，而且成本较低。于是计划弃用电动控制采用气动控制，即采用气动执行机构配套电气定位器的控制方案。

在焦化厂的焦炭炼制过程中，炉内温度和压力都是比较关键的因素。炉压一般是由执行机构带动调节阀来控制，即执行机构在炼焦过程中根据炉膛压力变化来控制调节阀开度。

传统的焦炉调节阀采用电动执行机构带动调节阀来实现控制，但因为：工作环境为室外，周围工作温度为 90 左右，对电动执行机构来说环境温度过高；现选用的国产电动执行机构，很难满足动作过于频繁的要求；由于电动执行机构全开全关时间为 30s ，无法满足现场调节阀全开全关的时间控制最短 5s 的要求。由此需要进行设备改造，要求改造的设备满足现场的以上要求。

发明内容：

本发明的目的是提供一种焦炉调节阀气动系统。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种焦炉调节阀气动系统，其组成包括： 气动执行机构，所述的气动执行机构分别与阀门、阀位变送器、放大器连接，所述的阀门与所述的阀位变送器连接，所述的阀位变送器与信号输入源连接，所述的信号输入源与所述的放大器连接；

所述的气动执行机构包括气源处理单元 ，所述的气源处理单元分别与单向阀、气动控制阀连接，所述的单向阀分别与储气罐、所述的气动控制阀连接，所述的气动控制阀与电气定位器连接，所述的电气定位器与流量放大系统连接，所述的流量放大系统与双作用气动执行器连接。

所述的焦炉调节阀气动系统，气动执行机构是快速动作的机构。压缩空气作为动力源，能在较短的时间内，迅速充满整个容积并达到系统工作压力，当执行机构带有阀门定位器时，气动信号送入阀门定位器；当执行机构不带阀门定位器时，控制信号（ 0.02 ～ 0.1MPa ）直接送入调节阀；

系统在正常情况下采用电气定位器进行调节控制，当气源压力消失或减少到预定值时，储气罐的压力可补偿系统的压降，由气动控制阀控制的气路会自动切换到气罐气路，这样就可以利用气罐的压力来短期维持整个系统的运行，要求现场能提供不小于 5kg 的洁净仪表气源压力，现场实际提供的压力为 10kg ，能满足控制要求。

本发明的有益效果：

本发明实际选用气动活塞执行机构中的齿轮齿条式。根据负载要求，选择双作用式的，其动作较单作用式的也更加灵活平稳。在对双作用气动执行器进行选型时，根据需要的扭矩值，再增加 10% 的安全值，然后根据气源工作压力查找扭矩表。根据现场阀门开关实际需要的扭矩，查产品选型表后确定为 GEX19090 （可在 500kPa 时提供最大 986Nm 的扭矩）。

本发明的阀门定位器能够增大调节阀的输出功率，减少调节信号的传递滞后，加快阀杆的移动速度，能够提高阀门的线性度，克服阀杆的摩擦力，并消除不平衡力的影响，从而保证调节阀的正确定位。在调节系统中，检测和调节仪表经常采用电动仪表，而执行机构又要求采用气动仪表。这是因为电动仪表信号结构快、灵敏度高，而气动调节阀则结构简单、使用方便，而且防爆 [2] 。在这种系统中，必须有电气转换器。为保证阀门的定位作用，还要安装电气阀门定位器。电气阀门定位器的主要功能是从控制器接收 4~20mA 直流电信号，转换成输出气压信号，控制执行机构的动作。它能够起到电气转换器和气动阀门定位器两种作用，同时根据执行机构的位移行程进行反馈，使阀门的位置能够按调节器输出的控制信号进行正确定位。在本设计中，根据控制要求选用 YT1000 系列、双作用式电气阀门定位器。该定位器在 5 ～ 200Hz 范围内无共振现象；正向和反向之间可方便转换；空气消耗量小，经济性好。

本发明对整个气动控制系统进行了设计和安装。经过现场调试，该系统除了能满足正常频繁调试要求之外，还能满足开关时间 5s 的要求，很好地解决了调节阀控制问题，满足了控制要求。

附图说明：

图 1 是本发明的阀门定位器和执行机构框图。

图 2 是本发明的气动控制系统原理简图。图中， 1 为气源处理单元， 2 为单向阀， 3 为储气罐， 4 为气动控制阀， 5 为电气定位器， 6 为双作用气动执行器。

具体实施方式：

实施例 1 ：

一种焦炉调节阀气动系统，其组成包括： 气动执行机构，所述的气动执行机构分别与阀门、阀位变送器、放大器连接，所述的阀门与所述的阀位变送器连接，所述的阀位变送器与信号输入源连接，所述的信号输入源与所述的放大器连接；

所述的气动执行机构包括气源处理单元 ，所述的气源处理单元分别与单向阀、气动控制阀连接，所述的单向阀分别与储气罐、所述的气动控制阀连接，所述的气动控制阀与电气定位器连接，所述的电气定位器与流量放大系统连接，所述的流量放大系统与双作用气动执行器连接。

实施例 2 ：

根据实施例 1 所述的焦炉调节阀气动系统，气动执行机构是快速动作的机构。压缩空气作为动力源，能在较短的时间内，迅速充满整个容积并达到系统工作压力，当执行机构带有阀门定位器时，气动信号送入阀门定位器；当执行机构不带阀门定位器时，控制信号（ 0.02 ～ 0.1MPa ）直接送入调节阀；通常这种执行机构是变速的，工作周期的变化在百分之几秒到几分钟之间，并按控制信号作无级变速。当使用压缩空气作为动力时，执行机构把控制信号（气动或电动）变成位移。如图 1 所示。

实施例 3 ：

实施例 1 所述的焦炉调节阀气动系统，系统在正常情况下采用电气定位器进行调节控制，当气源压力消失或减少到预定值时，储气罐的压力可补偿系统的压降，由气动控制阀控制的气路会自动切换到气罐气路，这样就可以利用气罐的压力来短期维持整个系统的运行，要求现场能提供不小于 5kg 的洁净仪表气源压力，现场实际提供的压力为 10kg ，能满足控制要求。

关于机械连接部分，利用现场现有的连杆机构，再提供一套手轮、输出轴和拐臂用于和执行机构以及现场阀门的连接。当需要检修或要用手轮转动阀门时，首先关闭气源，然后将离合器手柄切换到手动位置，转动手轮即可实现手动操作。当需要自动控制时，先将手轮切换到自动状态，通过切换离合器手柄（此时手轮不起作用）打开气源，即可用气动控制。

空气过滤减压器用于净化来自空气压缩机的气源，并能把压力调整到所需的压力值，具有自动稳压的功能。在安装过滤减压阀时，必须按箭头方向或输入、输出方向，分别与管道连接。

Claims (2)

1.一种焦炉调节阀气动系统，其组成包括：气动执行机构，其特征是：所述的气动执行机构分别与阀门、阀位变送器、放大器连接，所述的阀门与所述的阀位变送器连接，所述的阀位变送器与信号输入源连接，所述的信号输入源与所述的放大器连接；

所述的气动执行机构包括气源处理单元 ，所述的气源处理单元分别与单向阀、气动控制阀连接，所述的单向阀分别与储气罐、所述的气动控制阀连接，所述的气动控制阀与电气定位器连接，所述的电气定位器与流量放大系统连接，所述的流量放大系统与双作用气动执行器连接。

2.根据权利要求1所述的焦炉调节阀气动系统，其特征是：气动执行机构是快速动作的机构，压缩空气作为动力源，能在较短的时间内，迅速充满整个容积并达到系统工作压力，当执行机构带有阀门定位器时，气动信号送入阀门定位器；当执行机构不带阀门定位器时，控制信号（0.02～0.1MPa）直接送入调节阀；

系统在正常情况下采用电气定位器进行调节控制，当气源压力消失或减少到预定值时，储气罐的压力可补偿系统的压降，由气动控制阀控制的气路会自动切换到气罐气路，这样就可以利用气罐的压力来短期维持整个系统的运行，要求现场能提供不小于5kg的洁净仪表气源压力，现场实际提供的压力为10kg，能满足控制要求。