1 城市熱網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)選型分析概述

如何保證熱用戶的流量和溫度是熱網(wǎng)工程設(shè)計(jì)中一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題，除了管網(wǎng)的保溫外，調(diào)節(jié)設(shè)備的合理選擇與安裝就顯得非常重要了。本文將在調(diào)節(jié)閥的選型及選用的基礎(chǔ)上，探討其在熱力站內(nèi)的應(yīng)用和常見故障的分析。

電子式電動(dòng)直通單座調(diào)節(jié)閥,配用3601L系列電子式直行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu).具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、動(dòng)作靈敏、閥容量大、流量特性精確、拆裝方便等優(yōu)點(diǎn).廣泛應(yīng)用于精確控制氣體、液體、蒸汽等介質(zhì)的工藝參數(shù)如壓力、流量、溫度、液位保持在給定值.特別適用于壓差較大,允許泄漏量也較大且不是很清潔的介質(zhì)場(chǎng)合.
　　本系列產(chǎn)品有標(biāo)準(zhǔn)型、波紋管密封型、夾套保溫型等多種品種.產(chǎn)品公稱壓力等級(jí)有PN16、40、64;公稱通徑范圍DN25~400.適用流體溫度有-250℃~+560℃范圍內(nèi)多種檔次.泄漏量標(biāo)準(zhǔn)為Ⅱ級(jí)或Ⅳ級(jí).流量特性為線性或等百分比.多種多樣的品種規(guī)格可供選擇

2城市熱網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)選型分析 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)置基本情況

為了解決在供熱系統(tǒng)中水力失調(diào)、冷熱不均等問(wèn)題，提高管理運(yùn)行水平，改善供熱效果，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用得越來(lái)越多，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥作為重要的調(diào)節(jié)手段，在熱力站得到廣泛的應(yīng)用。我分公司口前有258座熱力站，共有450套系統(tǒng)，每套系統(tǒng)的一次網(wǎng)回水上會(huì)加設(shè)一臺(tái)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥來(lái)控制流量。

3 城市熱網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)選型分析電動(dòng)閥構(gòu)造及工作原理

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是在自控系統(tǒng)中進(jìn)行流量調(diào)節(jié)的設(shè)備。一般在熱力站中一次網(wǎng)回水管上加裝，通常作為訓(xùn)一算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)6f}J節(jié)流量)。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是供熱系統(tǒng)中流量調(diào)節(jié)的*主要設(shè)備。
調(diào)節(jié)閥作為*終執(zhí)行元件，在控制系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用。合理的選型和正確的計(jì)算，是閥門長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。
調(diào)節(jié)閥是工業(yè)過(guò)程控制中很重要的元件，生產(chǎn)上控制各種流體的流量、流速，大多是由調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)的。
   調(diào)節(jié)閥由閥體和執(zhí)行器兩部分組成，閥體的種類多種多樣，常見的有單座閥、雙座閥、三通閥、套筒閥（有的廠家稱之為鼠籠式動(dòng)平衡單座閥）、球閥、蝶閥等，但所有的閥本體都必須配上執(zhí)行器才能稱之為調(diào)節(jié)閥。
   執(zhí)行器又稱執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是調(diào)節(jié)閥的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，常見的有電動(dòng)執(zhí)行器、氣動(dòng)執(zhí)行器、液壓執(zhí)行器等。
傳統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥（包括智能型）只配備伺服放大器，早期的一、二代產(chǎn)品還需要另外加裝伺服放大器。這些電動(dòng)調(diào)節(jié)閥不具備自主調(diào)節(jié)的能力，它們必須和調(diào)節(jié)儀（多為PID調(diào)節(jié)儀）共同組成控制系統(tǒng)，典型的模式如下：

          傳感器 + 調(diào)節(jié)儀 + 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥      調(diào)節(jié)儀--——中控系統(tǒng)
   傳感器的導(dǎo)線從控制現(xiàn)場(chǎng)引到配電房?jī)?nèi)的調(diào)節(jié)儀上，調(diào)節(jié)儀的控制信號(hào)線再?gòu)呐潆姺恳�到控制現(xiàn)場(chǎng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，它們組成一個(gè)閉環(huán)回路。由于信號(hào)線是長(zhǎng)距離的走線，所以容易受到外界環(huán)境的干擾。如果要將該控制單元納入中控機(jī)，則要根據(jù)調(diào)節(jié)儀和中控機(jī)都認(rèn)可的協(xié)議和通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
   這種控制方式比較繁雜，成本高。調(diào)節(jié)閥的控制信號(hào)受干擾嚴(yán)重，容易引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)的不穩(wěn)動(dòng)作，從而增加了控制的難度，甚至?xí)�損壞執(zhí)行器。 智能自控電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，配套使用ZY-ETB電動(dòng)執(zhí)行器，內(nèi)部集成了伺服放大器、PID調(diào)節(jié)儀、現(xiàn)場(chǎng)總線通信模塊、傳感器數(shù)據(jù)采集模塊，組成了一體化電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，這種電動(dòng)調(diào)節(jié)閥具有相當(dāng)強(qiáng)的工控環(huán)境適應(yīng)性。它的典型應(yīng)用模式如下：         傳感器 + 自控調(diào)節(jié)閥——中控系統(tǒng)
   傳感器的導(dǎo)線直接引入控制現(xiàn)場(chǎng)的自控調(diào)節(jié)閥，這樣便形成了完整的閉環(huán)回路，設(shè)置所需參數(shù)（包括標(biāo)定值SV、實(shí)測(cè)值PV、P、I、D參數(shù)等）后即可工作。如果需要中控室監(jiān)控，則可用雙絞線從RS485接口引入中控機(jī)，通迅協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)Modbus RTU，參考產(chǎn)品的寄存器列表，將各組態(tài)點(diǎn)連入工程組態(tài)。
   這種控制方式比較簡(jiǎn)單，成本低，安裝省時(shí)、省事。由于外部引線少，所以有效地減輕了外界環(huán)境的干擾。

3. 1 基本組成及工作原理

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥由電動(dòng)執(zhí)行器與調(diào)節(jié)閥閥體構(gòu)成（如圖1所示)。上部是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也叫電動(dòng)閥頭，它需要外部一個(gè)供電，一般是24 V或220V，通過(guò)接收PLC內(nèi)模塊輸出的電流或電壓信號(hào)，來(lái)驅(qū)動(dòng)閥體改變閥芯和閥座之間的流通而積大小控制調(diào)節(jié)換熱器一次側(cè)的流量，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)PLC控制或遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，進(jìn)而改變提供給熱用戶的供熱量。以等百分比特性為，具有調(diào)節(jié)穩(wěn)定，調(diào)節(jié)性能好等特點(diǎn)。

3. 2 城市熱網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)選型分析的設(shè)計(jì)選型

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的設(shè)訓(xùn)一選型很重要，直接影響系統(tǒng)調(diào)節(jié)效果的好壞。但在實(shí)際運(yùn)行中，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥常出現(xiàn)運(yùn)行效果不理想，甚至無(wú)法進(jìn)行正常調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)閥損壞過(guò)快。其原因是多方而的，其中一個(gè)重要的原因就是電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的設(shè)訓(xùn)一選型不當(dāng)，電動(dòng)閥的選型是一個(gè)復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程，并且需要反推，驗(yàn)算選型是否合理。

1)首先根據(jù)熱力站供熱負(fù)荷以及一次側(cè)的供回水溫度訓(xùn)一算電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的流量:

其中，G為設(shè)計(jì)流量，m3/h;Tg為供水溫度，0C ; Th為回水溫度，0C;Q為供熱負(fù)荷。

2)再根流量和閥前后壓差確定KV值:

式中:KV—閥門的KV值，m3/h;

P—介質(zhì)密度，kg/m3;

△P—閥前后壓差，bar,閥前后壓差是由設(shè)訓(xùn)一院根據(jù)水壓圖和熱力站阻力損失得來(lái)，根據(jù)供熱系統(tǒng)的實(shí)際情況確定。

當(dāng)閥門全開時(shí)獲得*大的流通能力，此時(shí)的KV值*大，稱為KVs。KVs值是*大流通能力（定值)，由廠家提供閥門的設(shè)備參數(shù)中選取，查看選型樣本中的允許壓差、允許溫度并*后根據(jù)KVs值進(jìn)行調(diào)節(jié)閥的選型，根據(jù)KVs選擇調(diào)節(jié)閥的口徑。

確定調(diào)節(jié)閥型號(hào)后，根據(jù)調(diào)節(jié)閥在滿足*大關(guān)閉壓差的情況下，反推驗(yàn)證所選型號(hào)是否能滿足工況，來(lái)*終確定電動(dòng)閥的選型。

由于熱力站距離熱源的遠(yuǎn)近不同，系統(tǒng)提供的資用壓頭不同、壓力變化范圍大，影響電動(dòng)調(diào)節(jié)閥正常運(yùn)行，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥屬于儀表閥，其*佳運(yùn)行區(qū)間為開度50%一80%之間。比如近端用戶，資用壓頭過(guò)大，流量過(guò)高，電動(dòng)閥已經(jīng)關(guān)閉到非常小的開度二網(wǎng)溫度始終難以調(diào)節(jié)下來(lái)，為改善這種情況，常采取措施使調(diào)節(jié)閥盡量工作在相對(duì)開度合適的范圍內(nèi)，以提高調(diào)節(jié)功能，常用串聯(lián)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥或壓差控制閥。我分公司根據(jù)實(shí)際情況，在工程應(yīng)用中常采用將一次網(wǎng)上除了道和*后一道球型閥門之外的閥門來(lái)進(jìn)行限制流量，消耗部分壓降，來(lái)保證電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的工作壓降范圍，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在合適的壓差下工作，為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥提供恒定壓差，使其能保持良好工作狀態(tài)。

城市熱網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)選型分析規(guī)格與技術(shù)參數(shù)

城市熱網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)選型分析主要技術(shù)性能指標(biāo)：

城市熱網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)選型分析允許壓差：

注：雙座、套筒閥一般可承受≤公稱壓力，單座調(diào)節(jié)閥差壓可參考上表。

4 城市熱網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)選型分析常見故障及處理方法

在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些故障，下而對(duì)常見的故障進(jìn)行分析并進(jìn)行處理。

4. 1 電動(dòng)閥無(wú)法自檢

電動(dòng)閥在安裝或站內(nèi)停電并恢復(fù)供電時(shí)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥都會(huì)進(jìn)行自檢，來(lái)保證其自身正常，達(dá)到運(yùn)行的要求。但有時(shí)會(huì)遇到電動(dòng)閥不進(jìn)行自檢，無(wú)法執(zhí)行相應(yīng)的開度要求。這種情況下首先觀察電動(dòng)閥執(zhí)行器的電源指示燈是否正常，如果指示燈不亮:

1)測(cè)量給電動(dòng)調(diào)節(jié)閥供電的開關(guān)電源的電壓是否正常，如果輸出異�；�?yàn)榱�，則需更換開關(guān)電源;

2)檢查PLC及電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥頭兩側(cè)的電源線，是否有松動(dòng)，將松動(dòng)的固定緊即可;

3)如萬(wàn)用表測(cè)得電動(dòng)調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器供電正常，但指示燈依然不亮，有可能是電路板損壞，需更換。

還有一種情況執(zhí)行器的指示燈亮，但不自檢，這種是死機(jī)現(xiàn)象，時(shí)常在臨時(shí)停電后恢復(fù)供電時(shí)出現(xiàn)，需在電動(dòng)閥執(zhí)行器上的電路板找到復(fù)位鍵或按鈕進(jìn)行復(fù)位，重新自檢即能恢復(fù)正常;如果還不能自檢，可在斷電的情況下，用工具手動(dòng)將電動(dòng)閥的全行程走一圈，再上電即可恢復(fù)正常;還有一種情況就是閥體內(nèi)部機(jī)械故障或電路板故障，需聯(lián)系廠家進(jìn)行處理。

4. 2 城市熱網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)選型分析給定值與反饋值不一致

出現(xiàn)這種情況，首先用萬(wàn)用表去測(cè)量給定的電壓值與反饋的電壓值是否相等。如果相等，則需要檢查線路是否松動(dòng)或PLC模塊通道是否損壞。如果線路松動(dòng)，固定緊即可恢復(fù)正常，如果是模塊通道損壞，就需換個(gè)通道或更換模塊。如果不相等，則可能是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程亂，需要將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥體進(jìn)行自檢。

還有一種情況就是，受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響，會(huì)存在干擾問(wèn)題使電動(dòng)調(diào)節(jié)閥不能按給定值去執(zhí)行，這就需要用一些抗干擾的手段來(lái)干預(yù)，如信號(hào)線使用屏蔽線或?qū)ψ冾l器增加抗干擾模塊等來(lái)減少或消除存在的干擾。
4. 3 電動(dòng)閥實(shí)際行程與說(shuō)明書不一致在實(shí)際操作中，發(fā)現(xiàn)有的電動(dòng)閥控制效果不明顯，閥門根據(jù)要求開到的開度后，尤其是將閥門關(guān)至較小位置后，流量、溫度等數(shù)據(jù)沒有明顯變化，失去控制溫度的意義。這種情況一般是:

1)閥體內(nèi)部有雜物或內(nèi)部生銹，致使閥桿無(wú)法順利的打開或關(guān)閉，需要將閥體打開清除干凈后并進(jìn)行自檢，即可使用;

2)電動(dòng)閥執(zhí)行器內(nèi)部元件老化，達(dá)不到開關(guān)閥體的扭力，需要更換執(zhí)行器。

5 城市熱網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)選型分析結(jié)語(yǔ)

縱觀口前的供熱行業(yè)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥被廣泛應(yīng)用在熱力站的一次側(cè)調(diào)節(jié)供熱流量。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的正常使用，對(duì)整個(gè)供熱系統(tǒng)的統(tǒng)籌管理有著非常重要的作用，在實(shí)際使用情況中，調(diào)節(jié)閥的設(shè)訓(xùn)一選型和出現(xiàn)故障后的維護(hù)顯得非常重要。

隨著自控技術(shù)智能化程度不斷提高，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的使用還有很大的應(yīng)用提升空間，在節(jié)能方而還有很大的潛力�？傊畱�(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展集中供熱已成為當(dāng)下節(jié)能技術(shù)的主要手段之一。