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控制阀的安装


   控制阀的正确安装与正确选型同样重要。安装质量关系到控制系统的操作性能、控制品质、安全性和成本等,因此应引起重视。
   控制阀安装在现场,对防火、防爆、防泄漏等提出更高要求,控制阀的噪声污染也日益受到有关部门重视。

   安装施工的准备

   安装施工的组织

   为加强对建设工程质量的管理,保证建设工程质量,保护人民生命和财产安全,建设工程的施工组织单位实行资质管理制度。
   建设工程施工单位应在其资质许可的范围内承揽建设工程的施工业务。禁止建设工程施工单位允许其他单位或个人以本单位名义承揽有关建设工程的施工业务。禁止建设工程施工单位超越本单位资质等级许可的业务范围或以其他施工单位名义承揽建设工程的施工业务。违反上述规定,应责令停业整顿,降低资质等级,直至吊销资质证书。
   建设工程施工单位应对建设单位的工程施工质量负责,应保质保量在规定时间内完成建设工程的施工业务。主要工作如下。
   1.建立施工工程质量责任制度,确定施工工程的项目经理,技术负责人和施工管理负责人。
   2.遵循公开、公平、公正和诚实信用的原则参加施工工程的招投标活动。
   3.在建设单位未取得施工许可证或开工报告未批准前,不得擅自施工。
   4.不得擅自将所承揽的施工工程进行转包或分包。除承包合同规定的分包外,必须经发包方书面同意,才能进行其承包工程中部分次要工程的转包或分包。分包单位应具有相应的施工资质,并服从总承包单位的管理和协调。
   5.不得与建设单位、工程监理单位等串通,弄虚作假,降低工程质量和安全标准。
   6.必须按工程设计图纸和施工技术标准施工,不得擅自修改工程设计,发现工程设计图纸和文件有差错时,需及时提出意见和建议。
   7.必须按工程设计要求,施工技术标准和合同约定,对施工所用设备、构件等进行检验,并完成有专人签字的检验书面记录,未经检验或检验不合格的不得使用,不得偷工减料。
   8.坚持“安全第一、预防为主”的方针,安全施工,文明施工,组织好施工和安全管理。
   9.应建立健全的施工检验制度,严格工序管理,做好隐蔽工程的质量检查和记录。隐蔽工程应在隐蔽前由有关质量监督部门进行质量检验。
   10.建立和健全教育培训制度,加强对职工的教育培训,未经教育培训或考核不合格人员不得上岗作业。
   11.施工图纸的会审。包括专业施工图纸、系统施工图纸和综合施工图纸的会审。
   12.对施工中出现的质量问题应及时整改,验收不合格的应重新返修。
   13.当发生问题,例如,建设单位或设计单位明示或暗示施工单位使用不合格施工材料和设备等时,有权向建设行政主管部门或有关部门检举、控告或投诉。
   14.完成竣工验收报告、有关文件。
   15.支持和配合建设单位、建设工程质量监督单位依法执行职务。
   16.大力提倡采用先进科学技术和管理方法,不断提高施工质量。
   施工合同是施工单位与建设单位之间签订的·书面文件,施工合同应包括:工程范围、建
设工期、中间交工工程的开工和竣工时间、工程质量、工程造价\技术资料交付时间、材料和设备供应责任、拨款和结算、竣工验收、质量保修范围和保证期、违约责任、双方相互协作、解决争议方法等。

   安装施工的分工

   安装工程可分为分项工程、分部工程和单位工程等。分项工程是按用途、种类、输送不
同介质与物料及设备组别划分的工程。例如给水安装工程、排水安装工程、电力变压器安装
工程、仪表盘安装工程、温度仪表安装工程等。分部工程是按安装工程种类划分的工程,例
如管道安装工程、电气安装工程、自动化仪表安装工程、工艺窑炉安装工程等。单位工程是
一个单位的工程。例如,工业建筑物的一个厂房安装工程是一个单位工程,厂区内室外给
水、排水、热力和煤气管道安装是一个单位工程等。单位工程可由多个分部工程或分项工程
组成。
   工业自动化仪表安装工程也称为仪表工程。仪表工程的施工应按照设计施工图纸和仪表安装使用说明书规定和其他有关标准的规定进行。修改设计必须经原设计单位同意。
   仪表工程与其他安装工程有联系和分工。说明如下。
   1. 仪表一次取源部件的安装,应由工艺和管道安装施工单位完成。应在工艺管道制造或预制、安装的同时完成安装。例如,取源部件的开孔和焊接应在工艺管道或设备防腐、衬里、吹扫、压力测试前完成;高压、合金钢、有色金属管道上的取源部件应采用机械加工方法;在窑炉等砌体或混凝土浇注体上安装的取源部件应在砌筑或浇注时同时埋人。取源阀门应检验合格后才能安装,且不宜采用卡套式连接方式。
  2.直接安装在工艺管道上的仪表,例如孔板、转子流量计、控制阀等,应由管道安装施工单位在工艺管道吹扫后和加压试验前安装。如果需与工艺管道同时安装时,应在工艺管道吹扫时,由管道安装施工单位将仪表拆下,并安装短管,吹扫完成后再由管道安装施工单位安装这些仪表。
   3.控制阀、测量孔板等自动化仪表安装所需的支撑、底座或吊杆应由管道安装施工单位完成安装o.维护仪表和自动化设备所需的操作平台、连接通道等部件由设备和管道安装施工单位安装施工。
   4.仪表、自动化设备及管道的绝热工程由绝热层安装施工单位施工。
   5.仪表、自动化设备的保温、伴热和排放管线的总管工程、仪用压缩空气、液压管线的总管工程由管道安装施工单位安装施工。
   6.仪表、自动化设备和辅助设备的连接管线、保温、伴热和排放管线的支管由仪表工程安装施工单位安装施。
   7.专用仪表的安装由专业化安装单位安装施工。例如,分析仪表、随配套设备引进的专用仪表的安装由制造商指派的专业安装单位安装施工。
   8.如果在设计中未指明的仪表和自动化设备的安装,应由建设单位与总承包单位协商确定施工单位和分工。

   控制阀安装施工的规定

   安装施工的一般规定

   仅就控制阀安装施工的一般规定说明如下。
   1.控制阀安装应按照设计图纸和设计文件的规定。
   2.控制阀安装应遵循国家有关标准的规定,例如,建筑安装工程质量检验评定标准、工业自动化仪表施工及验收规范、电气设备安装工程施工及验收规范等。
   3.控制阀安装所需的设备、辅助设备和主要材料应符合现行国家或部颁标准的有关规定。

   安装施工的注意事项

   控制阀安装的注意事项应从易操作性、安全性和标准化等考虑。具体内容如下。
   (1)控制阀安装位置和方位 按照设计图纸和设计文件的规定,安装位置应具有足够的操作空间,用于安装、操作和维护;其位置应避免安装在有振动、潮湿、易受机械损伤、有强电磁干扰、高温、温度变化剧烈和有腐蚀性气体的场所;安装应牢固、平整;安装方位应使控制阀的执行机构在调节机构上部,图6—8显示了直行程控制阀的各种安装方位。
其中,位置
   1.是首选的位置。
   2.是次选的位置。如果安装场所没有足够空间,可选安装位置
   3.和
   4.必要时应有防止漏液的措施。尽量不选用位置
   5.只有在垂直管道上安装控制阀时,才被采用,此时,应添加吊杆或支撑,如图6—9所示。角行程控制阀的阀轴应水平,使流体所含污物不会积沉到阀轴的转动轴承。为便于操作和维护,控制阀宜靠近地面或楼板安装。
   (2)控制阀内流体的流向 控制阀内流体的流向应与控制阀阀体上标注的箭头一致。特殊情况下可不受本规定的限制。
   (3)控制阀连接 控制阀的连接有螺纹连接、法兰连接和焊接连接等。螺纹连接用于小口径控制阀,安装螺纹连接的控制阀时,必须同时安装可拆卸的活动连接件。法兰连接有法兰连接和夹持式连接两种,连接法兰的公称直径应与控制阀的接管直径一致。法兰也有不同耐压等级,法兰的耐压等级应与控制阀耐压等级一致。法兰内径应与管道内径相等。法兰面与管道轴线的垂直度允许偏差为l°。法兰密封面应平齐。法兰与管道的同轴度允许偏差t应
满足:

t ≤0.015D(1/β) (6—27)
   式中,D是管道内径;夕是工作条件下节流件内径与管道内径之比。法兰连接时应受力
均匀合适,避免局部受到过大压力。
   尽量避免采用焊接连接,焊接连接时必须同时安装可拆卸的活动连接件。
   控制阀连接时,不应使连接管道内部引成新的凸出物。例如,密封垫片、焊接缝等不应在管道内凸出。
   (4)控制阀与上、下游切断阀、旁路阀的连接 控制阀上、下游切断阀和旁路阀应与控制阀同时安装。上、下游切断阀与控制阀之间的管段长度应考虑管路阻力和对流体流动状态的影响。直管段长度长,有利于流体经切断阀后的稳定,可使流体流动平稳,减少紊流影响,降低噪声;直管段长度短,流体经切断阀后还未稳定就进入控制阀,使噪声增强,但管段长度短有利于降低管路阻力,提高控制阀两端压降,使流量特性的畸变减小,有利于控制系统的稳定运行。因此,应权衡和综合考虑。通常,上游侧应有10D~20D的直管段,下游侧有3D~7D的直管段。D是管道公称直径,必要时应设置整流装置。
   1.连接方案的选择。控制阀与上、下游切断阀的连接有多种方式,图6—10是几种常用的连接方案。图中,方案A的结构布置紧凑,占地面积小,容易维护和操作,系统的放空或排液容易。但常常不能够满足足够的直管段长度,造成噪声增强。方案B的结构占地面积较大,控制阀位置可安装在下部或上部,容易适应操作要求,但直管段长度不易保证。方案C的结构适用于角形控制阀,可减少弯头数量,占地面积较小。对底进侧出的流向,可有较长的上游直管段长度。方案D的结构与方案B类似,占地面积较大。方案E的结构适用于角形阀,与方案C比较,上游侧的直管段长度缩短,不利于流体的稳定。方案F的结构是最常见的连接结构。它占地面积大,管路阻力较小,但操作和维护空间较小。
   2.泄放阀、放空阀、排污阀的连接,为便于控制阀拆卸,应在拆卸前进行阀前和阀后压力的泄放,泄放阀应安装在控制阀与上、下游切断阀之间。
   放空阀、排污阀用于排放流体中夹带的不凝气体和冷凝液。安装时,被控流体,是气体或
蒸汽时,为便于冷凝液排放,排污阀宜安装在控制阀组的最低处。被控流体是液体时,为便于不凝气体的放空,放空阀宜安装在控制阀组的最高处。
   3.旁路阀。控制阀拆卸维修时,可用旁路阀对生产过程进行操作。当被控流量过大,
           
图6—10 常用连接方案

   用控制阀无法正常调节时,作为应急措施,也可用旁路阀作为控制阀的并行连接方案,对过程进行控制。为降低成本,大口径控制阀安装手轮执行机构,可代替旁路阀进行操作。旁路阀的安装应便于操作,它与控制阀上、下游切断阀一起组成控制阀组,因此,安装时应与它们配套,并同时完成施工安装。旁路阀公称直径与管道公称直径相同,耐压等级也与工艺耐压等级一致。
   (5)执行机构的安装 通常,执行机构与控制阀阀体直接连接,但液动执行机构、长行程执行机构等执行机构与控制阀阀体分开时,安装执行机构时应注意,执行机构的连杆和机械活动部件应灵活,无松动或卡扭等现象。连杆长度应在全行程范围内动作稳定、灵活可靠。当与工艺管道有热位移的控制阀阀体连接时,应保证执行机构与控制阀阀体之间相对位置保持不变。手轮执行机构有侧装和顶装两种,安装时应留有操作空间。手轮操作应灵活,没有卡死或扭转现象。应有手轮转动方向与阀开度关系的标注。限位装置应调整合适,起到保护作用。液动执行机构应低于控制器安装,如果必须高于控制器时,其高差应不超过1.0m,并且应在管路集气处安装排气阀,靠近控制器处安装止逆阀或自动切断阀。
   (6)阀门定位器的安装 阀门定位器的阀位检测装置与控制阀阀杆或阀轴直接连接,因此,安装时应保证反馈信号能够正确、及时反映阀位信号和变化。通常,阀门定位器与控制阀配套供应,由制造厂完成两者的连接。当生产过程控制需要添加阀门定位器时,应保证阀门定位器阀位检测装置动作的正确、可靠和灵活。反馈杆支点的机械间隙应尽量小。阀门定位器的信号管线应正确连接,气源管线和输出管线、输入管线应标记铭牌。阀门定位器的阀位显示信号应有利于操作和维护人员观测。
   (7)其他附件的安装 其他附件包括阀位传感器、电磁阀、限位开关、继动器、电气转换器等,安装应符合产品说明书有关规定。小流量控制阀宜在上游安装过滤器。紊流严重时,应在上游侧安装整流装置。
   (8)连接管线的安装 连接管线的安装应注意下列事项。
   1.信号气管和气源管线一般采用聚氯乙烯护套的铜管缆,管径为sL6Xl或g18Xl
   2.气源管线应靠近控制阀。
   3.信号管线和液压管线应尽量短,用于缩短信号时滞和系统时间常数。
   4.管线应有足够伸缩余度,且不应妨碍执行机构动作。
   5.管线焊接时不应将焊渣落人管内。连接管线应在安装前进行清洗,去除油污、水和锈蚀等污物。连接管线的配管应整齐、美观。
   6.液压油管线应远离高温设备和管线,与热表面的距离应大于150mm。
   7.在安装前,应对与管线连接的排污阀、放空阀进行清洗,去除油污,并进行检查和试验。
   8.液压和气压管路系统应进行耐压试验,并符合规定。
   9.连接信号的电线、电缆应穿管敷设,在设备侧用金属软管连接。需防爆的设备应采取相应防爆措施,对全部被保护的系统应采取密封。
   10.管线的敷设不应妨碍操作人员的操作及维护人员的维护。
   11.连接的管线应标记铭牌。必要时可用支撑架固定连接的管线,防止控制阀拆卸后连接管线无法固定。
   12.连接线应避免水和液体的浸泡和腐蚀或有害气体的侵入。
   (9)附加管件的安装 附加管件有缩径管和扩径管。附加管件的安装使管路压损增大,并影响控制阀流量系数。安装附加管件时,应在连接处留有操作空间,便于维修时拆卸连接螺栓。安装管件时应安装支撑架或支座,必要时可加防振垫片或防振弹簧。
   (10)控制阀和其他附件的脱月旨、绝热和伴热 需进行脱脂处理的控制阀和其他附件必须按设计规定进行脱脂处理。经脱脂处理后的控制阀、管线等需自然通风或用干燥空气或氮气吹干,经检验合格后封闭保存,在安装时应保持干净无油污。需进行绝热和伴热处理的控制阀和其他附件应进行绝热和伴热处理。伴热用的蒸汽管线或电热带的敷设应符合有关安装施工规定。绝热用的保温层材料和厚度应符合设计规定。安装控制阀和附件的各种支撑架、支座和连接管线需涂漆处理。涂漆前应清除被涂表面的铁锈\焊渣、毛刺和污物。涂漆的颜色和厚度、涂漆操作的条件等应符合有关规定。
   (11)自力式控制阀取源部件的安装 自力式压力、差压控制阀取压部件参照压力取源部件的安装规定进行施工。自力式温度控制阀取源部件可参照温包安装规定进行施工。

   控制阀安装前的检验

   控制阀安装前应进行部分性能的检验。从出厂到安装前,控制阀及附件经运输、储存等环境,不同的环境条件使控制阀和附件发生性能变化,因此,需要进行安装前的检验。
   仪表设备在运输过程中受到运输工具所激发的随机振动和装卸时受到的各种冲击,此外,运输过程中,环境温度、湿度等·气候条件会发生变化,因此,在运输过程中仪表设备的性能发生变化。
   仪表设备在储存过程中因储存环境的气候、生物和化学环境参数的变化,从而引起仪表性能的变化。
   仪表设备在安装过程中受到搬运或装配引起的机械应力作用,也使仪表设备的性能变化,但由于安装过程一般比较短暂,因此,安装环境造成的影响较小。

   控制阀安装前检验的环境条件

   与其他仪表检验的环境条件类似,控制阀安装前检验场所的环境条件如下。
   a.温度:10~35℃。
   b.湿度:空气相对湿度不大于85%。巳无腐蚀性气体。
   d.有良好工作照明,清洁、安静、光线充足。
   e.不应在振动大、噪声大、潮湿、灰尘多和有强磁场干扰的场所进行检验。
   f.应有检验用的电源、气源和液压泵等检验设备和供水,排水设备。
   g.电源要求:50Hz,220VAC或48VDCil0%,24VDCi5%。
   h.气源要求:清洁、干燥、露点比最低环境温度低10℃,符合仪表压缩空气质量标准,
压力0.5~0.7MPa,压力稳定,波动不超过额定值的±10%。

   控制阀安装前的检验内容

   控制阀安装前的检验主要包括下列内容:
   a。控制阀的静特性测试;
   b,气密性测试;
   c.密封性测试,必要时应重新安装填料函;
   d.泄漏量测试;
   e.空载全行程时间测试;
   f.绝缘性能测试;
   g,耐压强度测试。
   实际安装前,必须进行的测试有外观测试、耐压强度测试、起点终点误差、死区、回
差、基本误差测试、泄漏量测试、空载全行程时间测试等。
  
   控制阀的气源要求

   控制阀的附件,如电气转换器、电气阀门定位器、气动放大器、保位阀等,都属于气动
元件,因此,对控制阀的气源质量可根据仪表净化空气的要求(HG/T20510—2000)
确定o
   1.露点温度。露点是一定压力下水蒸气开始冷凝的温度。采用露点来限制气源中的湿含量是工程设计常用的方法。仪表气源湿含量以操作压力下不结露为控制要求,因此,通常控制操作压力下的露点温度应至少比环境最低温度低10℃。例如,空气干燥器出口压力为0.7MPa,环境最低温度为一15℃,则该操作压力的露点温度至少为一25℃。例如,上海地区,大气压下露点温度为一40℃。图6—11显示大气压下的露点与操作压力下露点的关系。
   2.含尘量。过滤器出口的尘埃粒径不大于3μm,含尘量小于lmg/m3。应避免吸人工业粉尘和大气灰尘,易燃、易爆、有毒及腐蚀性气体(或蒸汽)。
   3.含油量。过滤器出口的含油量不大于10mg/m3[或8ppm(W)]。选用油润滑式空压机或直接用工艺空气压缩机作为仪表气源时,必须配高效除油器,将压缩空气中的油分含
量控制在规定值以下,并配以相应的过滤、干燥装置和备用储罐。
   4.气源压力。应根据最终仪表用气要求统一考虑。一般极限压力范围分500~800kPa(G)和
300~500kPa(G)两个等级。对气缸式执行机构,建议采用0.7MPa。压力上限值为气源装正常操作条件下的送出压力。规定压力下限值为气源装置送出的最低压力,若低于此规定值应有声光报警并应尽快处理。
   5.耗气量。按单台控制阀稳态耗气量为1~2m3(标准)/h,低功耗定位器稳态耗气量为
0.8~1.3m3(标准)/h估算。开关阀根据气缸大小和动作频度,按控制阀耗气量的3~5倍估算。需注意,仪表说明书提供的耗气量是供气压力140kPa,20℃状态的耗气量,应转换到标准状态下的耗气量,并应加0.1~0.3的泄漏系数。
   6.储气罐容积确定。气源装置中应设置足够容量的储气罐,其容积按下式计算

         V =QstPo/(P1一P2)
式中  V一  储罐容积,m3;
    Qs一 气源装置供气设计容量,m3(标准)/min;
    P1一 正常操作压力,kPa(A);
    P2一 最低送出压力,kPa(A);
    t一  大气压力,通常,Po=101.33 kPa(A);
      保持时间,min,由工艺提出具体时间,一般保持时间为5~u20min。
  
   控制阀现场调试

   控制阀安装后,在生产过程开车前应进行控制阀的现场调试。现场调试分线路调试和系统调试。
   线路调试
   线路调试用于检查连接控制阀的信号线路、气源管线或液压管线是否正确连接。
   1.控制阀输入信号的连接。通常,与阀门定位器一起检查。控制阀输入信号来自控制器,因此,从控制器输出一个起点信号,检查控制阀是否在起点位置;输出一个终点信号,检查控制阀是否在终点位置。为此,应检查供气气源压力是否正常;过滤减压器工作是否正常;液压系统供给的油压是否正常;供电是否正常;输出信号是否正确等,并在测量范围内至少取5点检查输入信号与阀位之间是否满足所需关系。应检查气开、气关的作用方式是否正确,是否满足工艺生产过程的安全生产要求。
   2.控制阀输出信号的连接。控制阀输出信号是阀位信号,可以是模拟量信号或数字量信号。应在检查控制阀输入信号的同时,检查阀位信号是否正确。采用HART或智能电气阀门定位器时,应检查阀位状态信息能否正确传输。控制阀全行程运行过程中应侦听控制阀阀芯和阀座是否有机械振动和异常杂音。
   3.手轮机构调试。检查手轮机构能否正确转动和动作,限位和锁定装置是否好用。
   4.当出现偏差超过允许偏差限时,应进行相应的调试。例如,改变阀位开关的位置,检查接线或管路是否有泄漏等。
   系统调试
   控制阀是控制系统的最终元件,因此,控制阀运行前需进行系统调试。系统调试应与工
艺操作配合进行。
   1.负反馈调试。控制系统应满足负反馈要求,因此,应将控制器、检测变送和控制阀(包括阀门定位器)和被控对象一起考虑,并设置控制器的正、反作用。负反馈准则是控制系统开环总增益为正。设置好控制器正、反作用方式后,可在控制器测量端模拟输入信号,使其增加或减小,观测控制器输出变化是否符合作用方式的要求,并检查控制阀的动作方向是否正确,是否能够使被控变量向减小方向变化。
   2.控制阀压降检查。控制阀压降检查在进行清水模拟调试时进行。在控制阀全行程运行过程中,检查控制阀两端压降变化,是否有空化或闪蒸造成的噪声发生,流量变化情况如何,是否符合所设计的流量特性等。
   3.响应时间检查。一些控制系统对控制阀的响应时间有要求时,应检查控制阀的响应时间。在控制器输出信号改变时开始计时,到控制阀阀位到达最终稳态位置的63%所需的时间即为响应时间,其时间应满足工艺生产过程的操作要求。

 
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