Управляющие клапаны, функционирующие с небольшими проблемами, могут стать причиной большой проблемы для всей системы, так как они могут повлиять на работу контура управления, если их вовремя не устранить. Управляющие клапаны называют мышцами системы обработки, поэтому эти компоненты должны работать быстро и точно в течение дня.
Источник: UNSPLASH
Хотя регулирующие клапаны являются механическими устройствами, их функционирование оставляет желать лучшего, а со временем их характеристики ухудшаются. Хотя иногда проблемы легко заметить наметанным глазом, важно отслеживать и поддерживать работоспособность регулирующего клапана, независимо от того, установлен ли в вашей системе новый или старый клапан. Убедитесь, что вы покупаете клапан только у лучших производитель промышленных клапанов.
Некоторые из распространенных проблем с клапанами управления и их устранение
Мертвая группа
Мертвая зона - это ситуация, когда на любой вход нет выхода; система регулирующих клапанов, по сути, мертва. Мертвая зона возникает в основном тогда, когда клапанам необходимо изменить направление, намеренно или случайно, от источников.
Источник: UNSPLASH
Увеличение мертвого времени контура - это отношение мертвой зоны к изменению скорости выхода регулятора. Пиковая и интегральная ошибки могут увеличиться при возмущении нагрузки из-за увеличения мертвого времени. В случае наличия в системе двух или более интеграторов из-за интегрального действия в позиционере клапана возникает неравномерность скорости работы контроллеров или ограничения процессора в циклах.
Симптом и показание
Если сигналы контроллера не обнаруживают и не вызывают никакой активности клапана, это признаки "мертвой зоны". В случае "мертвой зоны" регулирующий клапан реагирует на люфт между выходом контроллера и положением клапана.
Индикаторы высокой мертвой зоны
- Увеличение количества ошибок от возмущение нагрузки
- Увеличение мертвого времени системы
- Контур управления с частыми колебаниями
- Неравномерное управление
Как исправить
Когда выход контроллера меняет направление, мертвая зона должна растянуться до того, как клапан начнет физическое движение. В некоторых случаях мертвая зона полезна, но в большинстве применений ее влияние катастрофично.
Для регулирующего клапана идеальное решение - избавиться от "мертвой зоны" в значительной степени. Когда вы застряли с основной "мертвой зоной" в большом источнике клапана, увеличение PID (пропорционально-интегральная производная) Коэффициент усиления может уменьшить интегральную абсолютную ошибку, увеличив скорость изменения ПИД-регулятора, тем самым уменьшив мертвое время из-за мертвой зоны.
Практическая проблема заключается в том, что мертвая зона иногда изменяется в зависимости от положения клапана, условий эксплуатации и времени настройки позиционера; воздействие на выход при изменении направления устраняет мертвое время и потери движения из-за люфта.
Как избежать
Хотя механические люфты приводят к появлению мертвой зоны из-за ослабления или механической связи, чрезмерное трение в клапане, неисправный позиционер или уменьшение размера привода также могут стать причиной появления мертвой зоны.
Наличие запорного или отсечного клапана дает большое преимущество при последовательном использовании вместе с дроссельным клапаном. Сайт дроссельная заслонка располагается в более доступном месте для лучшего обслуживания некоторых восходящих и нисходящих потоков, что требует минимальных затрат, но может обеспечить более стабильную зависимость расхода от положения клапана.
Увеличение мертвого времени "мертвой зоны" не заметно при тестировании шага в разомкнутом контуре, но процедура изменения направления изменения шага сокращается.
Базовый алгоритм может быть сконфигурирован таким образом, что изменение выходного сигнала ПИД-системы будет немного меньше, чем "мертвая зона", когда выходной сигнал изменяет направление с большей полосой шума, наблюдаемой на выходе ПИД-системы.
Stiction
Еще одна распространенная проблема, встречающаяся в регулирующий клапан Петля - это Stiction, сочетание слов stick и friction. Этот термин означает состояние, которое удерживает клапан в определенном состоянии и не дает ему двигаться, как в случае с "мертвой зоной". В условиях заедания для перемещения клапана требуется дополнительное усилие, что может привести к превышению клапаном своего положения и уставки процесса, как в случае с "мертвой зоной", что приведет к застреванию клапана в новом или неправильном положении.
В контурах управления, работающих в заданном режиме, часто встречается заедание - непрерывная цикличность выходного сигнала регулятора и квадратичная волна переменных процесса, вызывающая нарушение технологического процесса и разрыв клапана.
Симптом и показание
Если замечено, что СО перемещается более чем на 0,5% за каждый цикл, значит, существует проблема с заеданием.
- Возможно, заедают внутренние детали клапана
- Неразмерные приводы
- Вязкость среды
- Герметичный затвор
- Регулирующий клапан никогда не достигнет желаемого заданного значения при заклинивании
- Клапан постоянно застревает в новом положении
- Выход контроллера меняет направление, и весь процесс функционирует в противоположных направлениях
- Цикл цикла возникает из-за заедания; выходное движение регулирующего клапана будет похоже на пилообразную волну, а процесс может выглядеть как квадратная или неправильная синусоидальная волна.
Как исправить
Чтобы устранить проблемы, связанные с заеданием в клапане, необходимо убедиться, что привод клапана и позиционер имеют правильные размеры для регулировки усилия, необходимого для перемещения клапана.
Определите, соответствует ли давление воздуха в клапане рекомендованной подаче воздуха по производитель регулирующих клапанов. Проверьте момент затяжки сальника клапана.
Также рекомендуется провести визуальный осмотр внутренних деталей клапана на предмет обнаружения признаков образования накипи, рубцов или износа, при необходимости заменив клапан. Использование вязкой или липкой рабочей жидкости усиливает проблему заедания, поэтому необходимо определить местоположение клапана, проверить его ориентацию и оценить, не подвержен ли клапан заеданию, поскольку высокопроизводительные поворотные затворы могут стать вариантом замены.
Как избежать
Проблема заедания или заклинивания клапанов возникает из-за нескольких причин, которые необходимо устранить, чтобы избежать частого заедания клапанов.
Основной причиной заедания является сальник, который либо перетянут, либо поврежден; его необходимо заменить новым комплектом и затянуть фланец сальника до упора от руки и всего на один оборот гаечного ключа.
Регулярно проверяйте, ровная ли она; любые отметины или шероховатости можно обнаружить, проведя рукой по всей поверхности. Если есть подозрения на неровные участки клапана, очистите его, выровняйте с помощью мелкозернистой шлифовальной пасты и тщательно установите.
Перегрузка позиционера
В последние годы все чаще встречается дополнительная проблема - перерегулирование положения. Эти позиционеры представляют собой контроллеры с быстрой обратной связью, измеряющие положение штока клапана, которые управляют приводом клапана для достижения желаемого положения клапана. Большинство позиционеров клапанов способны настраиваться; они настраиваются слишком агрессивно для своих конкретных управляющих клапанов, в результате чего клапан проскакивает свое положение при изменении выходного сигнала контроллера.
Источник: UNSPLASH
В некоторых случаях позиционер просто неисправен, что приводит к его перерегулированию. Если контроллер процесса также агрессивно настроен, то в сочетании с позиционером клапана это приводит к перерегулированию позиционера, что вызывает сильные колебания в контуре управления.
Симптом и показание
За время эксплуатации позиционеры регулирующих клапанов могли несколько раз подвергнуться перестановке; возможны перестановки винтов и ослабление компонентов, таких как пружины и механические тяги. Эти позиционеры клапанов подвергаются многократной посадке клапана и прохождению через него жидкости или газа.
Обычно позиционеры клапанов обеспечивают более жесткий контроль над процессом, но поврежденный позиционер будет проскакивать без поддержания точной скорости и не соответствовать уставке клапана. Кроме того, у таких позиционеров снижается трение, что влияет на плавность работы; компоненты подвергаются калибровочному дрейфу, что приводит к преждевременному выполнению обязательств клапанами и позиционерами, а также к неправильному регулированию стекла и жидкостей.
Как исправить
Интегральное время в регулирующем клапане выступает в качестве последующей ошибки, и смещение может быть устранено путем установки низкого периода интегрирования. Регулировка параметров интеграла, пропорции и производной позволяет контролировать перерегулирование позиционера. Для устранения смещения практикуйте увеличение значения интегрального времени с небольшим шагом, пока не исчезнут колебания.
Производная времени работает как замедление при управлении контуром в некоторых приложениях, в то время как в других применение регулирующих клапановПри этом допускается небольшое превышение. В некоторых случаях управление производной может уменьшить проскакивание. Тем не менее, это может привести к отсутствию желаемой отзывчивости, так что время производной может быть использовано так, чтобы реакция на изменения была оптимизирована.
Как избежать
Рекомендуется работать только с одной настройкой за раз; воздействие на все органы управления может привести к дезориентации, а настройка клапана - к перемещению позиционера.
Пропорциональное усиление регулирует скорость процесса, движущегося к заданному значению; установка высокого коэффициента усиления позволяет быстро достичь заданного значения, но приводит к резкому перерасходу энергии и колебаниям позиционера. Низкий коэффициент усиления может предотвратить перерегулирование, но потребует больше времени для достижения заданного значения.
В качестве меры безопасности, чтобы избежать перерегулирования, первоначально установите время интеграла, время производной и время пропорциональности на ноль, затем постепенно увеличивайте значение коэффициента пропорциональности небольшими порциями до появления колебаний, а затем уменьшите настройку.
Неправильный выбор размера клапана
Кроме того, проблемы с регулирующими клапанами связаны с неправильным подбором размера или переразмеренными клапанами. Неправильно подобранные клапаны могут усугубить проблемы, особенно в клапанах малого размера. Клапаны должны быть соответствующего размера для точного получения проходного расхода в зависимости от характеристик клапанов, кривых и условий эксплуатации.
Источник: UNSPLASH
При чрезмерно большом регулирующем клапане даже незначительное изменение положения клапана может сильно повлиять на расход, а при заниженном регулирующем клапане возникают ситуации, когда возникает узкое место. В некоторых случаях регулирующие клапаны имеют больший размер, чем расход, который они должны контролировать, что приводит к тому, что клапан работает с небольшим отверстием даже при полном расходе.
Симптом и показание
Частое открытие и закрытие регулирующего клапана, приводящее к его нестабильной работе, указывает на то, что клапан переразмерен. Клапан постоянно пытается соответствовать заданной уставке, но из-за проблемы с размерами он не может точно соответствовать требуемому расходу давления при заданной уставке.
Еще один симптом - гидроудар, который может возникнуть в газовых или нефтяных системах, когда в системе управления возникают проблемы с размерами. Это может вызвать резкое закрытие клапана, что приведет к растяжению и, в конечном счете, компрометации штока клапана. Гидроудар со временем также может привести к разрушению муфтового блока и седла клапана.
Неправильно подобранный размер клапана также может привести к большому числу ходов, что со временем приведет к износу клапана гораздо быстрее, чем это должно быть в нормальных условиях эксплуатации.
Как исправить
Неправильный выбор размера клапана может привести к ухудшению характеристик управления из-за ошибок позиционирования клапана, таких как заедание и "мертвая зона", которые являются результатом переразмеренных клапанов. Проблемы с размерами также можно устранить, проведя несколько изменений на выходе, управляя им в ручном режиме или управляя изменениями уставок в автоматическом режиме. По крайней мере, два изменения в процессе в каждом направлении; чем больше изменение, тем лучше.
Достаточный процент регулирующего клапана должен быть оптимизирован, когда давление через клапан уменьшается при увеличении расхода, для использования в контурах регулирования, где процесс снова уменьшается, а расход увеличивается многократно.
Как избежать
Предпочтительно всегда иметь минимальное открытие до 20% и максимальное до 80% для сохранения коэффициента безопасности на обоих концах. Характеристика расхода будет неточной, если набор настроечных параметров работает только на одном конце диапазона регулирования, но не на другом.
Полнопроходной клапан правильного размера, сегментный шаровой регулирующий клапан и высокопроизводительные поворотные затворы часто бывают на два размера меньше, чем фактическая линия. Даже самые незначительные изменения в расположении клапана могут привести к значительному изменению притока.
Клапан увеличенного размера чрезвычайно чувствителен к условиям эксплуатации, что затрудняет или даже делает невозможным точную настройку клапана на требуемый расход.
Нелинейная характеристика потока
Регулирующие клапаны рассчитаны на линейный поток. Следовательно, нелинейный поток также приводит к проблемам настройки. Таким образом, все вышеперечисленные условия, включая "мертвую зону", заедание, неправильный выбор размера и перерегулирование позиционера, могут вызвать нелинейность. Расходная характеристика регулирующего клапана - это зависимость между расходом и положением клапана при нормальных условиях работы, которая должна быть линейной.
Нелинейная характеристика может обеспечить оптимальный отклик регулятора только в рабочей точке; такой контур может быть абсолютно неустойчивым или застойным, поскольку положение клапана может отклоняться от рабочей точки.
Симптом и показание
Нелинейный поток в регулирующем клапане проявляется при первом же намеке на неполадки: клапан начинает вибрировать и расшатывать некоторые внутренние детали с нарастающими проблемами. Может наблюдаться обратный поток и чрезмерный износ компонентов. Когда эти клапаны выходят из строя из-за нелинейного потока, они создают шумы, также известные как гидроудары.
Такой гидроудар приводит к нарушению потока и заклиниванию диска в седле клапана. Это приводит к разрыву трубопровода и серьезным повреждениям. Повреждение характеристики потока также постепенно приводит к заеданию и утечке клапанов по мере их разрушения.
Как исправить
Для решения нелинейных потоковых задач в регулирующих клапанах.
Самые важные меры по решению проблем с регулирующими клапанами - это обеспечение правильного использования клапанов в соответствии с инструкциями; каждый клапан должен быть правильно установлен и обслуживаться. Выбор подходящего клапана для определенного применения помогает сохранить концентрические поворотные затворы функционирует должным образом.
Кроме того, замена клапанов при появлении симптомов обеспечивает оптимальную работу и безопасность, а отказ от замены клапанов после появления признаков износа может привести к окончательному отказу системы.
Как избежать
В качестве профилактических мер, позволяющих избежать неисправных клапанов и серьезных повреждений,
Содержите эти клапаны в чистоте, поскольку в них могут скапливаться загрязнения и мусор, что приводит к засорению и утечкам, вызывающим поломку клапана и нелинейный поток; поддержание труб в чистоте - самый простой и эффективный способ уберечься от любого вреда.
Установка фильтров и крышек позволяет избежать попадания мусора в систему, где это необходимо. Регулярная промывка жидкостных систем и насосов также помогает поддерживать систему в чистоте.
Регулярно используйте соответствующую смазку для клапанов, чтобы добиться повышенной производительности и бесперебойной работы. Регулярная смазка также продлевает срок службы клапанов и системы, в которой они работают.
Руководство по осмотру и обслуживанию регулирующих клапанов
Периодический осмотр регулирующего клапана.
Важно регулярно проходить медицинский осмотр. задвижкиВ идеале рекомендуется проверять его раз в 12 недель, но периодическое обслуживание зависит от исправности механизма. Такая проверка помогает отследить любые утечки в трубах, а манометры - убедиться в том, что клапан выполняет свои функции. Регулярные проверки также позволяют обнаружить все, что выглядит ненормально или неровно.
Если необходимо что-то исправить, убедитесь, что у вас есть инструкция по эксплуатации. Большинство производителей размещают свои инструкции на своих сайтах.
Пилотная система - запорные шаровые краны
Пригодятся три запорных крана на главном регулирующем клапане. Один находится на верхней стороне клапана перед фильтром, другой - в верхней части клапана на колпаке, а третий - на нижней стороне клапана под редукционным пилотом. Для того чтобы выпустить воздух, достаточно повернуть кран на короткое время в направлении закрытия, а затем вернуть его в положение открытия, когда рукоятка запорного крана находится на одной линии с его корпусом.
Засорение воздуха
Воздух, присутствующий в пилотной системе, является виновником номер один, обеспечивающим ложные показания давления в управляющем клапане, что приводит к снижению эффективности работы клапана. Выпустите воздух из крышки клапана, если регулирующий клапан оснащен индикатором положения, кран для стравливания воздуха расположен в верхней части индикатора положения. Кран для стравливания воздуха позволяет выпустить воздух, повернув кран против часовой стрелки.
Другим выходом для удаления воздуха из клапана является высокая точка; пустите воду, пока не выйдет воздух; вода будет пениться белым, если в ней присутствует воздух. Если вода течет чисто, а на стекле индикатора положения нет пузырьков воздуха, закройте кран.
Очистите сетчатые фильтры
Пилотные системы со встроенными регулирующими клапанами в основном зависят от подачи воды на входе клапана. Поэтому для этой цели могут быть установлены либо внешние сетчатые фильтры, либо фильтры с промывкой. Для внешнего фильтра достаточно обычного 3-5-секундного промывания, чтобы очистить сетки фильтра. Достаточно опыта, чтобы понять, какое время промывки требуется для внешних клапанов.
В большинстве случаев на промывочной пробке фильтра установлен шаровой клапан для регулярной короткой промывки при каждом использовании клапанных станций. Такая регулярная практика помогает уберечь сетчатый фильтр клапана от засорения, в результате чего клапан остается открытым.
Пилотное сокращение
Проверка состояния пилотного режима работы регулирующего клапана - простая задача. Когда вы производите какие-либо регулировки давления, эти изменения должны быть восприняты системой и аварийными сигналами SCADA, которые вызывают влияние на давление. Чтобы убедиться в снижении давления пилота, отпустите контргайку на регулировочном винте пилота и поверните его по часовой стрелке, чтобы повысить давление на 5 PSI по сравнению с нормальным. Манометр, расположенный ниже по потоку, контролирует выполняемые регулировки.
Поверните регулировочный винт против часовой стрелки, чтобы сбросить давление с заданного уровня; теперь манометр также должен отслеживать эти действия. В конце концов, поверните регулировочный винт по часовой стрелке, чтобы вернуть давление на заданный уровень, и затяните контргайку.
Если манометр не обнаруживает никакой активности и неподвижен при регулировке винта, необходимо провести соответствующее техническое обслуживание пилота или манометра.
Отслеживание потока главного клапана
Сайт регулирующие клапаны как и любое другое механическое устройство, например, автомобиль, должен периодически открываться на полную мощность. Во время сильного пожарного потока главный клапан должен полностью открываться и работать эффективно, не считая обычного использования. Увеличьте расход через клапанную станцию, чтобы получить клапан пикового спроса/пожарного расхода.
На станциях с двумя параллельно установленными клапанами - первичным для обработки больших потоков и вторичным для обработки нормального потока - первичный клапан должен работать не менее 5 минут. Отключив запорный кран в направлении вниз по потоку от меньшего клапана, можно повысить давление на первичном клапане, чтобы пустить поток в систему.
При этом также проверяется, в хорошем ли рабочем состоянии находятся запорные клапаны управления магистралью; шлюзы и другие вторичные клапаны, такие как поворотные заслонки, участвующие в изоляции регулирующего клапана, также должны быть проверены на предмет их рабочего состояния.
Нижняя линия
Прежде чем приступать к настройке контура управления, тщательно проверьте клапан на наличие "мертвой зоны", заедания, нелинейного потока, перерегулирования в ПИД-режиме и определения размеров клапана - все эти проблемы требуют внимания, чтобы сэкономить часы усилий из-за последствий, которые возникли из-за неэффективности.
Периодическое выполнение этих несложных процедур должно обеспечить бесперебойную работу регулирующих клапанов в течение многих лет. Хотя эти регулярные действия полезны, такие факторы, как давление, операции, периоды работы, качество воды (жесткость, уровень TDS), являются эффективными и ответственными за работу регулирующего клапана и требования к техническому обслуживанию. Для получения дополнительной информации вы можете связаться с нами.
English 
Russian 
Spanish 
German