淺談?wù){(diào)節(jié)閥的安裝和調(diào)試 

引言
    隨著科學(xué)技術(shù)的進步，生產(chǎn)過程自動化中用來控制流體流量的調(diào)節(jié)閥已普遍應(yīng)用于各個行業(yè)。對于熱力、化工控制系統(tǒng)，作為zui終控制過程介質(zhì)各項質(zhì)量及安全生產(chǎn)指標(biāo)的調(diào)節(jié)閥，在穩(wěn)定生產(chǎn)、優(yōu)化控制、維護及檢修成本控制等方面起著舉足輕重的作用。在調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用中，計算與選型是前提，安裝與調(diào)試是關(guān)鍵，使用與維護是目的。調(diào)節(jié)閥如果安裝不當(dāng)，或者調(diào)試不好，就起不到調(diào)節(jié)的作用，甚至?xí)蔀橄到y(tǒng)的累贅。
    1、調(diào)節(jié)閥的安裝
    1.1 安裝的基本原則
    調(diào)節(jié)閥的安裝應(yīng)遵循國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，按照設(shè)計圖紙和設(shè)計文件的規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行。例如，建筑安裝工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)自動化儀表施工及驗收規(guī)范、電氣設(shè)備安裝工程施工及驗收規(guī)范等；安裝所需的設(shè)備、輔助設(shè)備及主要材料應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。
    1.2 安裝前的檢驗
    調(diào)節(jié)閥及附件從出廠到安裝前，在運輸途中受到運輸工具所激發(fā)的隨機振動和裝卸時受到的各種沖擊，以及在運輸和儲存過程中，環(huán)境的溫度、濕度等變化，這些都可能造成調(diào)節(jié)閥及附件的性能發(fā)生變化。因此，有必要在安裝前進行部分性能的檢驗。
    調(diào)節(jié)閥安裝前的檢驗主要包括下列內(nèi)容：外觀、靜態(tài)特性、泄漏量、空載全行程時間、耐壓強度、絕緣性能、氣密性和密封性等，其中前5項為必檢項目。當(dāng)然，對檢驗的場所也有一定的要求。例如：環(huán)境溫度要求在10～35℃；空氣相對濕度不大于75％；場地有足夠的空間，且光線充足或有照明條件；周圍不能有劇烈的振源和強磁場干擾；電源、氣源符合要求等。
    1.3 安裝注意事項
    調(diào)節(jié)閥的安裝，必須確保安全性，確保使用性能，易于操作和維護，節(jié)約安裝費用。下面就針對這四點談一談安裝時需要注意的具體問題。
    1.3.1 確保安全性
    1）防止泄漏
    安裝過程不允許調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生泄漏。在使用過程中，如果在填料涵、法蘭墊片等部位形成縫隙或微孔就可能產(chǎn)生泄漏。如果流體介質(zhì)的操作條件苛刻，比如高溫、高壓、流體有腐蝕性，那么損壞將加劇，泄漏的危險性就更大。防止泄漏的方法很多，在安裝過程中，填料的選擇、密封方法的選擇、選用密封性能好的調(diào)節(jié)閥等，都是必須考慮的因素。
    2）安裝放泄閥
    任何一個管路設(shè)計和安裝，在切斷時都不可避免地積有高壓流體，如果積聚流體的潛在能量很大，應(yīng)在調(diào)節(jié)閥的兩側(cè)安裝放泄閥，這樣，在系統(tǒng)切斷之后，調(diào)節(jié)閥中殘留的高壓流體的能量能得到釋放，保護人員安全，有利于調(diào)節(jié)閥的維修，也可以考慮選用能限制流量的放泄閥。
    3）安全的管線
    在安裝調(diào)節(jié)閥前，全部安裝管件和管線都要吹掃干凈，因為管線中的砂粒、水垢、鐵屑等會損壞調(diào)節(jié)閥內(nèi)表面，尤其是要求嚴(yán)格的密封面。當(dāng)系統(tǒng)壓力波動嚴(yán)重時，建議在管線上安裝緩沖設(shè)施。如果被排放的流體是有害氣體或液體，那么排放流體用的管線必須連接到安全地點，也可以連接到安全的特定容器中，這樣可以保護人員不受傷害，同時也不會對環(huán)境造成污染。
    1.3.2 確保使用性能
    安裝調(diào)節(jié)閥時，要盡量保證其性能不受影響。這種影響會破壞調(diào)節(jié)閥選擇時所考慮的各種因素。
    1）調(diào)節(jié)閥上、下游切斷閥和旁路閥的安裝
    上、下游切斷閥與調(diào)節(jié)閥之間的直管段長度應(yīng)考慮管路阻力和對流體流動狀態(tài)的影響。直管段長度長，有利于流體經(jīng)切斷閥后的穩(wěn)定，可使流體流動平穩(wěn)，減少紊流影響，降低噪聲；直管段長度短，流體經(jīng)切斷閥后還未穩(wěn)定就進入調(diào)節(jié)閥，使噪聲增大，但直管段長度短有利于降低管路阻力，提高調(diào)節(jié)閥兩端壓降，使流量特性的畸變減小，有利于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。因此，應(yīng)權(quán)衡利弊，綜合考慮。按照經(jīng)驗，通常上游側(cè)應(yīng)有10D～20D的直管段，下游側(cè)有3D～5D的直管段（D為管道直徑），必要時應(yīng)設(shè)置整流裝置。
   調(diào)節(jié)閥拆卸維修時，可用旁路閥對生產(chǎn)過程進行操作。當(dāng)被控流量過大，用調(diào)節(jié)閥無法正常調(diào)節(jié)時，作為應(yīng)急措施，也可用旁路閥作為調(diào)節(jié)閥的并行連接方案，對過程進行控制。為降低成本，大口徑調(diào)節(jié)閥安裝手輪執(zhí)行機構(gòu)，可代替旁路閥進行操作。旁路閥的安裝應(yīng)便于操作，它與調(diào)節(jié)閥及上、下游切斷閥一起組成調(diào)節(jié)閥組。因此，安裝調(diào)節(jié)閥時應(yīng)與切斷閥和旁路閥配套考慮，并同時完成施工安裝。旁路閥公稱直徑與管道公稱直徑相同，耐壓等級也與工藝耐壓等級一致。
    2）泄放閥、放空閥、排污閥的安裝
    為便于調(diào)節(jié)閥拆卸，在拆卸前必須進行閥前和閥后壓力的泄放，泄放閥應(yīng)安裝在調(diào)節(jié)閥與上、下游切斷閥之間。放空閥和排污閥用于排放流體中夾帶的不凝氣體和冷凝液，假若安裝時被控流體是氣體或蒸汽時，為便于冷凝液的排放，排污閥宜安裝在調(diào)節(jié)閥組的zui低處；而被控流體是液體時，為便于不凝氣體的排放，放空閥宜安裝在調(diào)節(jié)閥組的zui高處。
    3）調(diào)節(jié)閥與管道的連接
    調(diào)節(jié)閥與管道的連接方式有螺紋連接、法蘭連接和焊接連接等區(qū)別。螺紋連接方式用于小口徑調(diào)節(jié)閥的安裝，必須同時安裝可拆卸的活動連接件；法蘭連接方式有普通式法蘭連接和夾持式連接兩種，管道連接法蘭的公稱直徑應(yīng)與調(diào)節(jié)閥的通徑一致，耐壓等級也應(yīng)與調(diào)節(jié)閥的耐壓等級一致，法蘭面與管道軸線的垂直度允許偏差為l°；盡量避免采用焊接連接方式。調(diào)節(jié)閥連接時，不應(yīng)使連接管道內(nèi)部出現(xiàn)新的凸出物，例如，密封墊、焊接縫等不應(yīng)在管道內(nèi)凸出。同時，應(yīng)注意調(diào)節(jié)閥內(nèi)流體的流向應(yīng)與閥體上標(biāo)注的箭頭方向一致，特殊情況下可不受此限制。
    4）執(zhí)行機構(gòu)的安裝
    通常，執(zhí)行機構(gòu)與調(diào)節(jié)閥閥體直接連接，但液動執(zhí)行機構(gòu)、長行程執(zhí)行機構(gòu)等與調(diào)節(jié)閥閥體分開時，安裝執(zhí)行機構(gòu)時應(yīng)注意執(zhí)行機構(gòu)的連桿和機械活動部件應(yīng)靈活，無松動或卡扭等現(xiàn)象；連桿長度合適，保證在全行程范圍內(nèi)動作穩(wěn)定、靈活可靠；手輪執(zhí)行機構(gòu)有側(cè)裝和頂裝兩種，安裝時應(yīng)留有操作空間，手輪操作應(yīng)靈活，沒有卡死或扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，有手輪轉(zhuǎn)動方向與閥開度關(guān)系的標(biāo)注，限位裝置應(yīng)調(diào)整合適，起到保護作用；液動執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)低于控制器安裝，如果必須高于控制器安裝時，其高度差應(yīng)不超過1.0m，并且應(yīng)在管路集氣處安裝排氣閥，靠近控制器處安裝自動切斷閥。
    5）閥門定位器的安裝
    閥門定位器的閥位檢測裝置與調(diào)節(jié)閥閥桿或閥軸直接連接，因此，安裝時應(yīng)保證反饋信號能夠正確、及時地反映閥位信號和變化。通常，閥門定位器與調(diào)節(jié)閥配套供應(yīng)，由制造廠完成兩者的連接。當(dāng)生產(chǎn)過程控制需要添加閥門定位器時，應(yīng)保證閥門定位器閥位檢測裝置動作的正確、可靠和靈活，反饋桿支點的機械間隙應(yīng)盡量小，閥門定位器的信號管線應(yīng)正確連接，氣源管線和輸出管線、輸入管線應(yīng)標(biāo)記；閥門定位器的閥位顯示信號應(yīng)有利于操作和維護人員觀測。
    6）其他附件的安裝
    其他附件包括閥位傳感器、電磁閥、限位開關(guān)、繼動器、電氣轉(zhuǎn)換器等，安裝應(yīng)符合產(chǎn)品說明書有關(guān)規(guī)定。
    7）球形閥和所有的直行程調(diào)節(jié)閥都要盡可能垂直安裝，即執(zhí)行機構(gòu)安裝在調(diào)節(jié)閥的上方，因為在垂直安裝的情況下，執(zhí)行機構(gòu)在調(diào)節(jié)閥的正上方，此時的安裝位置關(guān)系zui容易保證上閥蓋連接件的彎曲位移和受到的應(yīng)力zui小，導(dǎo)向件的變形量也zui小。要盡可能避免水平安裝，當(dāng)然在垂直管道上安裝調(diào)節(jié)閥時則不可避免，這時就一定要考慮執(zhí)行機構(gòu)的自重、系統(tǒng)振動和熱膨脹等影響，可以考慮添加吊桿或支撐來消除影響。
    8）角行程調(diào)節(jié)閥的安裝，如球閥和蝶閥，閥軸水平安裝比較理想，這樣可以防止管道低處流體所含污物進入閥軸的轉(zhuǎn)動軸承，同時調(diào)節(jié)閥打開方向要有利于排開流體中的固體顆粒，即蝶閥的閥板和球閥的球芯轉(zhuǎn)動時應(yīng)該從底部向上轉(zhuǎn)動。
    1.3.3 易于操作和維護
    調(diào)節(jié)閥的安裝位置要考慮人員操作的方便性。操作人員要能看到指示器的顯示數(shù)據(jù)，能看到儲罐的玻璃液位計，并能手動調(diào)節(jié)液位，能看到管道的壓力表或閥桿的位移刻度，能用某些參數(shù)指示器來預(yù)估參數(shù)變化等。除此之外，還必須考慮到調(diào)節(jié)閥在現(xiàn)場維修和日常拆卸的可能性，維修費用的高低在很大程度上取決于人員接近調(diào)節(jié)閥的方便程度。尤其是安裝位置高的調(diào)節(jié)閥，更應(yīng)該考慮這一點。當(dāng)然，方便操作固然重要，但也要考慮到日后維護的可能性。
    1）如果需要拆卸帶有閥桿和閥芯的頂部組件，調(diào)節(jié)閥的上方應(yīng)留有足夠的空間；如果需要拆卸底部法蘭和閥桿、閥芯的部件，調(diào)節(jié)閥的底部應(yīng)留有一定的空間；如果需要拆卸調(diào)節(jié)閥附件，如手輪、閥門定位器、保位閥等，調(diào)節(jié)閥的側(cè)面應(yīng)留有相應(yīng)的空間。根據(jù)經(jīng)驗，拆卸用的空間，通常調(diào)節(jié)閥頂部與上方障礙物之間zui小距離為450mm，調(diào)節(jié)閥底部與下方障礙物之間zui小zui距離為500mm，側(cè)面zui小距離為350 mm。
    2）為了拆卸閥體法蘭上的螺栓，在設(shè)計用大小頭連接調(diào)節(jié)閥入口和出口配管時必須考慮這一間隙尺寸。比如大口徑調(diào)節(jié)閥，或者是安裝在高空的調(diào)節(jié)閥，否則，維修時拆卸調(diào)節(jié)閥將非常困難。
    1.3.4 節(jié)約安裝費用
    在設(shè)計和安裝調(diào)節(jié)閥時，都力求在保證滿足使用要求的同時使成本zui低，這時必須考慮調(diào)節(jié)閥、管件和管線、輔助設(shè)備三個方面。后兩項都是為了實現(xiàn)調(diào)節(jié)閥的功能，我們要力求這兩項zui省，當(dāng)然，這主要在數(shù)量和規(guī)格上下功夫。在安裝中，約有20%~30%的費用是這兩項產(chǎn)生的。例如，為了適應(yīng)設(shè)備連續(xù)生產(chǎn)的需要，許多工業(yè)系統(tǒng)都安裝有切斷閥和旁路閥，切斷閥用來隔斷調(diào)節(jié)閥，維修時需要用到旁路閥，多增加一個切斷閥或旁路閥，就要增加相應(yīng)的連接管線，這些都會增加費用；而有的配管方案，只需一個切斷閥就能起到維修時隔斷調(diào)節(jié)閥的全部作用，這樣的配管方案會節(jié)約一些安裝費用。
    2、調(diào)節(jié)閥的調(diào)試
    儀表設(shè)備在安裝過程中受到搬運或裝配引起的機械應(yīng)力的作用，會使其性能發(fā)生變化，一般來說，這種影響比較小。但為了可靠起見，調(diào)節(jié)閥安裝后，在生產(chǎn)開車前應(yīng)進行現(xiàn)場調(diào)試，分線路調(diào)試和系統(tǒng)調(diào)試兩個步驟。
    2.1 線路調(diào)試
    線路調(diào)試用于檢查連接調(diào)節(jié)閥的信號線路、氣源管線或液壓管線的連接是否正確。
    1）調(diào)節(jié)閥輸入信號的連接
    通常，與閥門定位器一起檢查。調(diào)節(jié)閥輸入信號來自控制器，從控制器輸出一個起點信號，檢查調(diào)節(jié)閥是否在起點位置；輸出一個終點信號，檢查調(diào)節(jié)閥是否在終點位置。為此，應(yīng)檢查供氣氣源壓力、過濾減壓器工作、液壓系統(tǒng)供給的油壓、供電是否正常，輸出信號是否正確等，并在測量范圍內(nèi)至少取5點檢查輸入信號與閥位之間是否滿足所需關(guān)系。應(yīng)檢查氣開、氣關(guān)的作用方式是否正確，是否滿足生產(chǎn)過程的工藝要求。
    2）調(diào)節(jié)閥輸出信號的連接
    調(diào)節(jié)閥輸出信號是閥位信號，可以是模擬量信號或數(shù)字量信號。應(yīng)在檢查調(diào)節(jié)閥輸入信號的同時，檢查閥位信號是否正確。采用HART或智能電氣閥門定位器時，應(yīng)檢查閥位狀態(tài)信息能否正確傳輸。調(diào)節(jié)閥全行程運行過程中應(yīng)注意閥芯和閥座是否有機械振動和異常噪音。
    3）手輪機構(gòu)調(diào)試
    檢查手輪機構(gòu)能否正確轉(zhuǎn)動和動作，限位和鎖定裝置是否好用。
    4）當(dāng)出現(xiàn)偏差超過允許偏差極*，應(yīng)進行相應(yīng)的調(diào)試。例如，改變閥位開關(guān)的位置，檢查接線或管路是否有泄漏等。
    2.2 系統(tǒng)調(diào)試 
    調(diào)節(jié)閥是控制系統(tǒng)的終端執(zhí)行元件，運行前需進行系統(tǒng)調(diào)試。系統(tǒng)調(diào)試工作應(yīng)與工藝操作配合進行。
    1）負(fù)反饋調(diào)試
    控制系統(tǒng)應(yīng)滿足負(fù)反饋要求，應(yīng)將控制器、檢測變送單元、調(diào)節(jié)閥（包括閥門定位器）和被控對象一起考慮，并設(shè)置控制器的正、反作用。負(fù)反饋準(zhǔn)則是控制系統(tǒng)開環(huán)總增益為正。設(shè)置好控制器正、反作用后，可在控制器測量端模擬輸入信號，使其增加或減小，觀測控制器輸出變化是否符合作用方式的要求，并檢查調(diào)節(jié)閥的動作方向是否正確，是否能夠使被控變量向減小方向變化。
    2）調(diào)節(jié)閥壓降的檢查
    調(diào)節(jié)閥壓降檢查在進行清水模擬調(diào)試時進行。在調(diào)節(jié)閥全行程運行過程中，檢查調(diào)節(jié)閥兩端壓降的變化，是否有空化或閃蒸現(xiàn)象發(fā)生，流量變化情況如何，是否符合當(dāng)初設(shè)計的流量特性等。 
    3）響應(yīng)時間的檢查
    一些控制系統(tǒng)對調(diào)節(jié)閥的響應(yīng)時間有嚴(yán)格要求，這時應(yīng)檢查調(diào)節(jié)閥的響應(yīng)時間。在控制器輸出信號改變時開始計時，到調(diào)節(jié)閥閥位到達zui終穩(wěn)態(tài)位置的63％所需的時間即為響應(yīng)時間，其時間應(yīng)滿足工藝生產(chǎn)過程的操作要求。 
    3、結(jié)論
    調(diào)節(jié)閥安裝和調(diào)試具有一定的技巧，上面只是作者在日常工作中摸索出來的一些基礎(chǔ)性經(jīng)驗。當(dāng)然，調(diào)節(jié)閥有氣動調(diào)節(jié)閥和電動調(diào)節(jié)閥之分，它們在安裝時會有不同的側(cè)重點，這需要廣大的專業(yè)技術(shù)人員在長期的實踐工作中不斷總結(jié)，不斷提高。隨著企業(yè)全面走向市場，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理將進一步深化，系統(tǒng)調(diào)節(jié)越顯重要。我們在選好調(diào)節(jié)閥后，如何正確安裝和調(diào)試就成了一個關(guān)鍵的問題。因此，自動化儀表專業(yè)人員在具備一定的專業(yè)知識的前提下，需要掌握一定的安裝技巧和方法，使調(diào)節(jié)閥發(fā)揮重要作用。