电气工程及其自动化毕业论文浅析电动温控阀应用和故障及处理.docx

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电气工程及其自动化毕业论文浅析电动温控阀应用和故障及处理

浅析电动温控阀应用和故障及处理

摘要

电动温控阀具有PI、PID调节功能，控制精确，多回路控制，功能多样，可实现流体流量、压力、压差、温度、湿度、给值和空气质量的控制。

执行器电动机械式和电动液压式，带有手动和自动调节功能，调节灵敘，关断力大,流量特性可调（线性等百分比）。

电动执行器带断电自动复位保护功能。

可调比大，密封严密，耐高温，防汽蚀。

本文阐述了当前电动温控阀的具体应用及其重要性，分析了多种日常检修维护工作方式及常见故障

关键词：

电动温控阀；调节功能；检修维护

1、温控阀的工作原理.......................................................................................1

2、温控阀的基本组成......................................................................................1

3、温控阀的产品优势.......................................................................................2

4、技术参数........................................................................................................2

1、安装要求........................................................................................................4

2、安装步骤........................................................................................................4

3、电源供电接线................................................................................................6

1、调试操作........................................................................................................7

2、使用中改变温度设定步骤...........................................................................7

3、控制器参数的浏览步骤...............................................................................7

1、电控部分常见故障分析................................................................................8

2、阀体常见故障分析........................................................................................9

第一章电动温控阀概述

1、温控阀的工作原理:

给定值→偏差→控制器→执行器→被控对象→被控参数

测量元件

电动温控阀是在暖通空调等温度控制领域的典型应用。

控制器具有PI、PID调节功能，控制精确，多回路控制，功能多样，可实现流体流量、压力、压差、温度、湿度、焓值和空气质量的控制。

执行器有电动机械式和电动液压式，带有手动和自动调节功能，调节灵敏，关断力大，流量特性可调（线性等百分比）。

电动液压式执行器带断电自动复位保护功能，可接收0-10V或4-20MA的信号并带有阀位反馈功能。

阀体为流量调节阀，适用于循环管路冷冻水、低压热水、生活热水、高压热水、海水、热油、和蒸汽的调节线性好，可调比大，密封严密，耐高温，防汽蚀

用户室内的温度控制是通过散热器恒温控制阀来实现的。

散热器恒温控制阀是由恒温控制器、流量调节阀以及一对连接件组成，其中恒温控制器的核心部件是传感器单元，即温包。

温包可以感应周围环境温度的变化而产生体积变化，带动调节阀阀芯产生位移，进而调节散热器的水量来改变散热器的散热量。

恒温阀设定温度可以人为调节，恒温阀会按设定要求自动控制和调节散热器的水量，从而来达到控制室内温度的目的。

温控阀一般是装在散热器前，通过自动调节流量，实现居民需要的室温。

温控阀有二通温控阀和三通温控阀之分。

三通温控阀主要用于带有跨越管的单管系统，其分流系数可以在0～100%的范围内变动，流量调节余地大，但价格比较贵，结构较复杂。

二通温控阀有的用于双管系统，有的用于单管系统。

用于双管系统的二通温控阀阻力较大；用于单管系统的阻力较小。

温控阀的感温包与阀体一般组装成一个整体，感温包本身即是现场室内温度传感器。

如果需要，可以采用远程温度传感器；远程温度传感器置于要求控温的房间，阀体置于供暖系统上的某一部位。

2、

温控阀的基本组成:

3、温控阀的产品优势:

（1）比例带、积分时间大，范围自由设定。

（2）控制器功能强大，软件成熟，调试方便。

（3）执行器力量大，适合大流量和大压差且运行平稳。

（4）执行器带行程校验功能，自动识别不同阀体。

（5）传感器温度特性好，测量精度高。

（6）阀体结构精心设计，低嗓音。

4、技术参数：

（1）传感器参数

类别

型号

材质

传输借号

测汕范国

连接

防护等级

工作电压

浸入式温度传感器

QAE2121..

Ni-1000

电阻值

-30~130℃

2线

IP42

无源

QAE2112..

PT1000

电阻值

-30~130℃

2线

IP42

无源

QAE2164..

DC0-10V

电压值

-10~120℃

3线

IP54

有源

•QAE2174...

DC4-20mA

电流值

-10~120℃

2线

IP54

有源

QAE3075

DC4-20mA

电流值

0~200℃

2线

1P54

有源

室外温度传感器

QAC22-

Ni-1000

电阻值

-50~70℃

2线

IP54

无源

QAC2012..

PT1000

电阻值

-50~70℃

2线

IP54

无源

压力传感器

QBE9000-

DC0-10V

电压值

0~25Bar

3线

1P67

有源

7MF1567-

DC4-20mA

电流值

0~25Bar

2线

IP67

有源

压差传感器

QBE64-

DC0-10V

电压值

0~4Bar

3线

IP65

有源

（2）控制器参数

型号

输入

输出

控制回路

调节方式

功耗

控制方式

（AI）

（DI）

（A0）

（DO）

VA

RWD60

2

0

1

0

1

P1

2.5

就地控制

RWD62

2

1

2

0

1

PI

2.5

就地控制

RWD68

2

1

1

1

1

PI

2.5

就地控制

RW32

2

1

0

2

1

PI

6.5

就地控制

RHD82

2

1

0

2

1

PI

3.5

就地控制

（3）执行器参数

型号

行程（mm）

关断力（N）

开/关时间（s）

断电保护

手动调节

电源VAC

功率W

重量（kg）

工作方式

SBX

20

700

120

无

有

24

5

1.5

电动机械

SBV

40

1600

180

无

有

24

7

2.3

电动机械

SAX

20

800

120/35

无

有

24

8

1.7

电动机械

SKD

20

1000

30/15

可选

有

24

18

3.4

电动液压

SKB

20

3500

120/15

可选

有

24

18

&4

电动液压

SKC

10

3500

120/15

可选

有

24

28

9.8

电动液压

（4）阀体参数

公称

直径

KV值

m3/h

结构尺寸

传感器

安装高度H

单侧连接螺栓MXLXN

L

hl

h2

丝座

PN16

PN25

PN16

PN25

DN15

4

130

48

55

G1/2"

447

587

M12X55X4

M12X55X4

DN20

5

150

50

60

G1/2"

452

592

M12X55X4

M12X55X4

DN25

7.5

160

55

73

G1/2"

457

597

M12X55X4

M12X55X4

DN32

10

180

58

95

G1/2"

460

600

M16X55X4

M16X55X4

DN40

12

200

60

97

G1/2*

470

610

M16X60X4

M16X60X4

DN50

31

230

85

96

G1/2"

495

805

M16X70X4

M16X70X4

DN65

49

290

85

126

G1/2"

665

805

M16X70X4

M16X70X8

DN80

78

310

110

148

G1/2"

680

820

M16X70X8

M16X70X8

DN100

124

350

120

165

G1/2*

690

830

M16X80X8

M20X80X8

DN125

200

400

125

184

G1/2"

695

835

M16X80X8

M22X90X8

DN150

300

480

150

210

G1/2"

720

860

M20X80X8

M22X90X8

DN200

450

495

165

335

G1/2"

735

875

M22X90X12

M24X100X12

DN250

630

622

195

250

G1/2"

965

1105

M22X90X12

M27X100X12

DN300

1200

698

260

342

G1/2"

1210

1430

M24X100X12

!

M27X120X16

DN350

1700

787

275

370

G1/2"

根据适配

执行器确定

M24X100X16

5M30X130X16

DN400

1900

914

300

400

G1/2*

M27X110X16

5M33X140X16

第二章温控阀安装

一、安装要求：

（1）电动温控阀的阀体安装于一次侧热媒入口处附近。

（2）电动执行器与阀体连接。

（3）出水/送风传感器安装于二次侧出口处附近。

（4）室外温度补偿传感器（若选用）安装于室外背阴处，离地高度2.5m,且辰离门窗。

（5）电控箱及控制器，安装于设备附近便于操作的位置。

二、安装步骤：

第一步：

阀体本体的安装：

阀体应水平安装于一次热媒的入口处，阀杆朝上，确保执行器可垂直于水平面安装。

阀体前应安装高目过滤器，且直接与过滤器对接；前后安装手动截止阀。

阀侧应安装旁通，并安装手动截止阀。

若阀前蒸汽压力过高，应安装减压阀，将蒸汽调至设计或最佳工作范围内。

标准方式：

a：

如蒸汽压力偏高，建议阀前安装减压调压阀，若过高，则必须安装减压阀。

h：

如阀前无温度压力表，建议加装，以便分析设备工作状况。

c：

阀体口径MDN100,建议主干管道安装固定支架，或下部安装活动支架。

第二步：

执行器安装：

（1）将阀杆向上拉起

（2）将执行器安装于阀体上

（3）先用内六方或其它合适的工具预固定执行器底部于阀体连接环槽上

（4）旋转执行器手动旋钮（SAX、SKD系列）或手动摇柄（SKB、SKC系列）将执行器连接凹槽与阀杆顶部凹槽对正（注意：

SKB、SKC系列要先将执行器下部连接内螺纹活节拆下，并将连接活节套于阀杆上。

）

（5）SAX、SKD执行器连接：

用内六方紧固连接螺丝，直至执行器与阀杆紧密连接。

（6）SKB、SKC执行器的连接：

将连接卡环置于阀杆顶部凹槽中。

将连接内螺纹活节提起，卡住卡环。

将连接内螺纹活节沿逆时针方向旋转，背死。

用手动旋钮（SAX、SKD）或摇柄（SKB、SKC）将阀杆提起至自动状态。

此时,执行器自动找正，然后将阀体连接环槽处螺栓背死。

第三步：

出水温度传感器安装：

1、浸入式温度传感器（QAE...）

（1）在换热器出口处附近开孔，焊丝座。

丝座要求：

G1/2”管螺纹、内丝。

（2）丝座建议加工尺寸按管径匹配。

（3）将传感器底部螺纹缠绕四氟胶带，沿顺时针方向固定于丝座上。

2、室外温度补偿传感器（QAC.…）

（1）安装于室外背阴处，且方便布线的位置。

（2）远离门、窗户等地方，且避开门窗上方。

（3）离地高度工2.5m,避免闲人触摸。

（4）在选定的位置打孔、钉木梢。

（5）打开传感器前盖，用自攻丝将传感器固定后，盖上前盖。

第四步：

控制器/电控箱安装

1、控制器应装在光线充足，便于读数和操作的地方，一般安装在控制箱的DIN导轨上。

2、电控箱安装：

（1）选择适当地点，一般为便于观察操作的墙面

（2）根据电控箱背部安装孔定位

（3）根据安装孔定位打膨胀螺栓

（4）将电控箱对正膨胀螺栓安上，将螺母背死

第五步：

接线

1传感器与控制器接线；

（1）QAE21...接线

1）打开QAE21传感器盒瓠

2）从侧面接线孔处将信号线穿入。

3）将B端子与控制器XI端子相连。

4）将M端子与控制器上任一M端相连。

5）检查端子是否有松脱，接线头是否有短接。

6）将盖板扣上。

（2）QAC22接线：

步骤与QAE21基本相同，但需注意B端子接入控制器X2端子，

M端子接法相同。

2、控制器与执行器接线：

（1）将执行器接线盖打开。

（2）将执行器侧面敲落孔打开，将线引入线盒。

（3）将执行器端子GO与控制器端子GO相接，端子G与控制器G相接，端子Y与控制器输出信号Y1相接。

（4）将盖板恢复，并确认盖板周边密闭。

警告：

（1）去掉敲落孔盖板及接线时，切勿将线路板划伤！

（2）落孔处建议安装紧线箍或采取其它密封措施，避免凝水沿接线进入执行器,或湿气进入，将线路板烧坏！

（3）盖板必须盖严，周边不能进湿气，否则将导致执行器损坏！

注意：

（1）连接线建议选择二芯/三芯屏蔽信号线，直径≥0.75mm2。

（2）长度≤30m,若距离加长，建仪屏蔽信号线加粗。

（3）屏蔽信号线应尽量远离动力电缆及有借号干扰的电机等设备。

（4）屏蔽信号线不可与动力电缆平行敷设。

⑧注意：

接线端子处防止短接。

3、电源供电接线：

（1）用测电笔检査电源线是否带电，严禁带电操作！

（2）接电源线火线/零线（L/N线）分别与电控箱L/N端子连接。

（3）将变压器输出（AC24V）接入控制器端子G,GO。

第三章控制器调试

一、调试操作

1、确认一次热源彻底关闭。

2、检査接线是否有误。

3、打开系统二次侧,投入运行。

友情提示：

系统投入使用时，首先将二次侧启动,并检查以下几项:

（1）循环管路阀门是否打开。

（2）循环水泵是否启动，并正常工作。

（3）管网内空气是否已排空。

（4）管网供、回水压力是否达到要求，且压力、压差稳定。

（5）换热器是否有异常。

（6）系统各点是否有泄漏。

4、电控箱得电，确认控制器、执行器同时得电，且执行器处于自动状态。

二、使用中改变温度设定步骤

在控制器参数设定完成，系统正常工作时，若仅改变设定温度（或压力、温度等）可不进入PS1……PS4设定，仅在原始界面基础上操作：

1.按：

“+”键一次.进入界面SP-h----℃。

2.按“SEL”键选择.一℃闪烁，用键改变至新的设定值后，再按“SEL”键确认。

3.再按“一”键，回至原始界面.即完成。

三、控制器参数的浏览步骤：

（1）原始界面显示XI—弋，显示XI传感器处的实际温度，

（2）按“+”键，显示SP—h白天设定温度值

（3）再按“+”键，显示SP—九夜间设定温度值，再按“+"键，显示Y1—输岀电压值少

（4）再按“+”键，显示当前XI—-实际温度：

（5）再按“+”键，显示功能曲线号。

（6）再按“+”键，恢复至原始界面。

第四章常见故障分析及解决方法

一、电控部分常见故障分析

1、控制器：

（1）得电后，控制器不显示或仅部分显示分析：

a、取零/火线（N/L）接线可能接反，垢用狮电笔检査并靈称接线，用力质紧，

b、变压器失效，无输出电压。

用测电笔检査.如损坏则需更换。

c、控制器损坏，需更换。

（2）控制器原设定参数丢失

分析：

a、可能在PS1菜单中曾发生过曲线号重新选择，则需虛重新设定。

b、可能设定过程中有些无用的参数被激活，则需重新设定。

（3）控制器显示Err,可能传感器掉线或线头松动，检查线路若无问题，则为传感器损坏。

（4）控制器显示温度异常，与实际温度偏差过大分析：

控制器参数设置PS2—内，传感器信号选择应于材质相符，传感器短路或失灵，若损坏。

2、执行器：

（1）执待器不动作分析：

a、执行器未得电，接线盒内指示灯不亮，检査线路。

b、执行器处于手动状态，断电后，用手动旋钮或摇柄使之恢复至自动状态。

c、输出信号端子接错，通常是将丫端子接人控制器M端子处。

d、阀内有焊渣或异物堵塞。

e、线路板接受电压不符或受潮短路烧环。

（2）执行器仅在部分行程内动作

a、阀杆与执行器连接不到位，重新连接

b、控制器PS4菜单中设定了行程限位。

c、阀内有焊渣或异物堵塞。

d、执行器打到手动状态。

（3）执行器仅向一个方向动作分析：

a、接线有误，调整AC24V电源接线。

b、线路板损坏，需更换。

（4）执行器动作有噪音分析：

换热效率太高，而比例带参数设定不匹配，需重新设定。

（5）执行器开关到位后仍有噪音分析：

执行器行程定位不准确，在执行器顶部重新整定。

二、阀体常见故障分析

1、阀杆漏汽

a、检査阀杆是否碰撞变形，如果是则需更换。

b、阀杆密封不紧,此时需用开口扳手或其它适当工具将其拧紧或是更换密封压塞。

2、钟罩漏汽

a、检査螺栓是否因振动松脱，并用扳手紧固。

b、检查密封处密封垫是否老化，如果是需更换。

3、阀杆不动作

a、检查与执行器连接是否得当、有无脱落。

b、检查阀体内是否有杂质赌塞卡住，如有需清理。

三、系统运行过程中常见故障分析

1、温度波动大

a、热负荷或一次热源参数产生较大变化，原控制器设定比例带不合适，需重新调整；若仍有波动，则需调整积分时间。

b、阀体、换热器选型过大，造成灵敏度不够，则需在控制器PS—4菜单中（MAXI00%子菜单中）进行限位。

c、生活热水系统负荷波动范围大，极易产生温度波动，此时请按以下几个方面综合分析：

（1）区分24小时热水和定时热水工况，进行热力校核和用水量校核o

（2）通过热力校核确认温控阀口径是否合适。

（3）换热器容积、储热器容积、系统存水量分析，确认是否满足规范要求。

（4）确认循环水泵是否满足要求。

（5）分析管网水力是否平衡。

（6）分析控制、逻辑是否合理。

2、出水温度偏低

常出现于初次使用或长时间停机后再次启动，二次热媒处于预热过程中，请耐心等待系统多次循环后即可升至要求温度。

注意：

a：

升至或接近要求温度后，应关闭旁通阀，以免超温。

b：

检查温度设定是否偏低，利用调节旋钮，提高出水设定温度。

若出水温度仍然停滞不动，则应从以下几方面检查。

c、按实际工作热负荷，计算判断温控阀是否选型过小或…次热媒压力过低，则需少量打开旁通阀作为辅助。

注意：

系统停止使用时，切记关闭旁通，以免造成超温。

d、换热器疏水阀排水是否堵塞或阻力太大，造成堵汽，则需要打开疏水阀旁通。

e、检查传感器与就地显示仪表测量温度是否有偏差，若有，则通过控制器PS2菜单中（AX子菜单）进行设定。

f、阀体内有杂物堵塞造成介质流通受阻，及时清理。

3、出水温度超温

a、检査旁通是否泄漏或未关闭。

b、观察阀杆是否动作，若阀杆不动作，处于开启状态，检查阀杆是否抱死。

c、温度设定过高。

d、按照实际热负荷工况，根据一次热媒温度、压力、用摄、蒸汽凝结水温度，及二次热媒温差、流量，进行热平衡计算，确定温控阀是否选型偏大。

e、阀体内漏，拆下阀体，检查阀口密封处是否被焊渣等异物卡住或划伤，造成缺口。

需返厂维修。

第五章设备保养维护

1、电动阀门应存干燥通风的室内，通路两端须堵塞。

2、长期存放的电动阀门应定期检查，清除污物，并在加工面上涂防锈油

3、安装后，应定期进行检查，主要检查项目：

（1）密封面磨损情况；

（2）电动阀门检修装配后，应进行密封性能试验；

（3）阀杆和阀杆螺母的梯形螺纹磨损情况；

（4）填料是否过时失效，如有损坏应及时更换。

几个不允许出现的现象

1、不允许有松动现象。

手轮上的紧固螺母，如发现松动应及时拧紧，以免磨损连接处或丢失手轮和铭牌。

2、不允许在运行中的电动阀门上敲打、站人或支承重物；特别是非金属电动阀门和铸铁电动阀门，更要禁止。

3、不允许用活扳手代替，应及时配齐。

填料压盖不允许歪斜或无预紧间隙。

对容易受到雨雪、灰尘、风沙等污物沾染的环境中的电动阀门，其阀杆要安装保护罩。

电动阀门上的标尺应保持完整、准确、清晰。

电动阀门的铅封、盖帽、气动附件等应齐全完好。

保温夹套应无凹陷、裂纹。

六、结语

现代化工厂的自动控制中，电动温控阀起着十分重要的作用，这些工厂的生产取决于流动着的介质正确分配和控制。

而电动温控阀在际运行过程中发挥的作用非常重要。

因此在具体应用时，作业人员应当拥有完善的专业知识，仪表维修人员应当拥有良好的专业技能，可以将相关的维修知识应用于实践之中，快速发现仪表存在的故障，并制定科学、适宜的方案将故障及时排除，以保障电厂的安全、稳定运行。

总而言之，做好电动温控阀检修及校验的是工厂日常维护工作的重要项目。

从工厂管理人员到技术检修人员都需要充分认识到确保电动温控阀可靠稳定运行的重要性。

对于电动温控阀的检测要做到实时监控记录，做到准确可查，从而可以第一时间发现问题并采取措施解决。

对于电动温控阀的检查，应通过日常检查、定期检查与特殊环境重点排查相结合的方式落实工厂安全生产要求。

参考文献

（1）杜兆年，史凤霞，范宗良等.温控阀的分析研究[J].阀门，2004,

（1）:

14-16.

（