常规岛调节阀典型故障手册

1、常规岛调节阀典型故障手册大亚湾核电站设备典型故障手册常规岛气动调节阀编写：赖银祥审核：陈亮DNMC!修部静机处大亚湾核电站系统典型故障手册常规岛气动调节阀概述核电站、常规电厂系统回路中介质的流动是由泵和阀门控制的，其流量主要由阀门来控制，而调节阀可以连续和比较精确的调节流量，因而调节阀被用来调节介质流量，维持水位稳定，是电厂保障机组稳定经济运行的重要的组成部分。调节阀主要是通过对流体流量的控制来调节流体的压力、温度、流量、液位等工艺参数。而核电站、一般的常规电厂有专门的压缩空气生产系统和储气罐，能提供并能很好的保障气动调节阀的气源，因此，气动调节阀在电厂中得到广泛的应用，调节系统回路中的蒸汽、

2、水和油等介质的流量，以满足机组各种工况的要求。另外，在调节阀上安装一些控制元件，能实现阀门的远程控制（控制室），在控制室能准确的知道阀门的实际位置，根据机组的状态需要来控制阀门，以满足现场的需要。提高工作效率和故障处理的响应时间。因此，在大亚湾核电站有着大量的气动调节阀，有世界上各种知名厂家，常规岛主要有HOPINSONSMASONELIAN节阀。该故障手册描述了常规岛调节阀的结构特点、常见故障以及对故障的分析和处理措施。第一章调节阀分类1.1 根据作用方式分，气动调节阀主要有两种1.1.1 气开阀：当执行机构内失去空气压力时，弹簧力促使阀瓣下降，关闭阀门。通入压缩空气，执行机构内的空气压力克

3、服弹簧压力使阀瓣上升，从而打开阀门.1.1.2 气关阀当通入压缩空气后，空气压力克服弹簧所产生的力使阀瓣下降，从而关闭阀门,当执行机构内失去空气压力时，在弹簧力的作用下，打开阀门。如上图为气关阀1.2 按调节阀的结构分类可分为：笼式阀、单座阀、双座阀、球阀、碟阀、角阀等1.3 按动作方式分为直行程式一一此方式是指在阀体部分，阀笼对流量的调节是通过上下运动的方式来获得的，此中形式在我们电厂现在应用比较多。直行程式一一此方式是指在阀体部分，阀笼对流量的调节是通过角度转动来获得的，一大亚湾核电站系统典型故障手册常规岛气动调节阀般转动角度为90?5。1.4 按驱动方式分为活塞式隔膜式(1)单隔膜式双隔

4、膜式（常规岛没有双隔膜式调节阀）第二章调节阀的基本结构气动调节阀由执行机构、阀体、构成控制阀的基本元件三部分组成。2.1 执行机构主要由隔膜或活塞、弹簧、手轮等部件组成。见下图HBHA17大亚湾核电站系统典型故障手册常规岛气动调节阀2.1.1 隔膜/活塞一一是执行机构的承压部件，它的作用是在执行机构内部构成一个密闭的压力腔室，从而驱动阀杆上、下运动。同时，隔膜板（活塞板）在密封腔室中的行程一般是要大于阀门运行工况要求行程的，因此，在密封腔室内一般都有一个限位用的螺钉或者限位板。2.1.2 弹簧一一它是执行机构重要的组成部分。弹簧力是阀门的驱动力，在失去压缩空气时，是靠弹簧力来开/关阀门的。在通

5、入压缩空气时，气压压缩弹簧，克服弹簧力来开/关阀门，因此必须设定好弹簧的预紧力，即必须满足气源的压力信号与调节弹簧的预紧力是相对应的情况下，才能使调节阀是可控的。在控制系统各元件完好的情况下调整弹簧力。使阀门的最小开启电流或最大的关闭电流和弹簧的最小开启力或阀门的最大的关闭力相对应。2.1.3 手轮机构一一手轮机构与调节|彳配套使用，主要用途如下：1）当气源信号或电信号出现故障时，或者当执行机构的主要元件损坏时，要把自动操作改为手动操作，的采用手轮机构继续维持调节阀的功能2）手动机构也可用来做为调节阀行程的限位器。当信号压力为零时，调节阀不是全开是全关；如果工艺过程要求调节阀有少量的流量，可利

6、用手轮来达到目的3）手轮机构可提高调节阀运行的可靠性。2.2 阀体部分从结构特点上看，阀体结构有笼式、碟型和球型等结构形式。目前我们厂调节阀多笼型单座式，这种阀体的结构特点就是阀体部分结构简单，维修方便，主要应用在压差小、对关闭性能要求不高的场合，下面主要以这种结构来讲述阀体结构。从对流量特性的调节上看，阀门对流量的调节主要有以下三种形式：*线形特性外观形状：梨形窗口适用范围：压降恒定的情况*等百分比特性外观形状：梨形窗口适用范围：当流量增加时压降减小大亚湾核电站系统典型故障手册常规岛气动调节阀*快开特性：L外观形状：四方形窗口适用范围:A.释放卸压B.快开快关C.在小行程情况下，有大流量阀体

7、主要组成部件有：阀笼、阀瓣、阀座（密封环）、下阀杆、阀笼压环等部件。以气关阀为例，阀门在气压作用下关闭，当阀门需要开启时，在弹簧力的作用下，克服阀笼部分因为压差而产生的不平衡力，当阀门微开启，阀笼离开阀座，不平衡力消失，此时弹簧只需要克服摩擦力，阀门能较迅速起到调节作用。2.3控制元件部分从控制器的输出到阀门执行机构，气动调节阀的基本控制元件有减压阀、电气转换器（E/P）、定位器、流量放大器等；有些阀门还有电磁阀、保位阀、锁气器等。这里主要介绍减压阀、E/P和定位器。2.3.1 电-气转换器电-气转换器作为调节阀的附件，主要是把电动控制器或计算机的电流信号转换成气压信号，送到气动执行机构上去。

8、当然也可把这种气动信号送到各种气动仪表。如图是一种常见的电-气转换器的结构原理图大亚湾核电站系统典型故障手册常规岛气动调节阀它由三大部分组成：1,电路部分主要是测量线圈2,磁路部分由磁钢构成，磁钢为铝锲钻永久磁钢，它产生永久磁场3,气动平衡部分由喷嘴、挡板、功率放大器及正、负反馈波纹管和调零弹簧组成。电-气转换器的工作原理是力矩平衡原理：当420mA勺直流信号通入测量线圈之后，载流线圈在磁场中将产生电磁力，该电磁力与正、负反馈力矩使平衡杠杆平衡。于是输出信号就与输入电流成为一一对应的关系。也就是把420mA勺电流信号变成对应的0.21bar的气压信号。为保证阀门的定位作用，还要安装一台气动阀门

9、定位器。2.3.2 阀门定位器气动阀门定位器接受气动调节器的输出信号，然后产生和调节器输出信号成比例的气压信号，用以控制气动调节阀。气动阀门定位器品种很多，按其工作原理可分成位移平衡式和力（力矩）平衡式两大类。位移平衡式气动阀门定位器气动阀门定位器原理图】一液蚊瞥*捶瓶I三一挡瓶，4一喷嘴i5一鼓大器16一反馈四舱；了一反地杆*8博样；一膜头工作原理：如图所示，当调节器来的控制信号增大时，波纹管1就相应伸长，并推动拖大亚湾核电站系统典型故障手册常规岛气动调节阀板2以反馈凸轮6为支点作逆时针偏转，于是挡板3就靠近喷嘴4,喷嘴背压升高。此背压经放大器5放大后，输出压力迅速上升并送入气动调节阀的膜头

10、9,使阀杆8向下移动，带动反馈杆7和反馈凸轮6绕支点0顺时针偏转，反馈凸轮6的偏转使拖板以波纹管1为支点作逆时针方向偏转，于是挡板3离开喷嘴4,使输出压力下降，即阀杆8向下移动引起的效果是负反馈作用。此时，一定的信号压力就对应于一定的阀门位置。力（力矩）平衡式气动阀门定位器力矩平衡阀门定位器I一破缠营；Z一圭打杆E?一迁移弹簧：4_凸轮支点：5一凸轮;6一副杠杆;7.爽点逐一执行机构;少_反馈杆二1-雄的1LI一反黄弹黄；玲一谒等弹簧；挡版；E一喷嘴；心一生杠杆变点上吕_氤大器，工作原理：如图所示，它是按力矩平衡原理工作的，当通入波纹管1的信号压力增加时，使主杠杆2绕支点15转动，挡板13靠近

11、喷嘴14,喷嘴背压经功率放大器16放大后，通入到执行机构8的隔膜室，因其压力增加而使阀杆向下移动，并带动反馈杆9绕支点4转动，反馈凸轮5也跟着作逆时针方向转动，通过滚轮10使副杠杆6绕支点7转动，并将反馈弹簧11拉伸，弹簧11对主杠杆2的拉力与信号压力作用在波纹管1上的力达到力矩平衡时仪表达到平衡状态。此时，一定的信号压力就对应于一定的阀门位置。弹簧12是调零弹簧，调其预紧力可使挡板初始位置变化。弹簧3是迁移弹簧，在分程控制中用来改变波纹管对主杠杆作用力的初始值，以使定位器在接受不同输入信号范围时，仍能产生相同的输入信号。大亚湾核电站系统典型故障手册常规岛气动调节阀下图常见定位器的安装简图输出

12、至隔膜叁厂维动器窠反作用窗形面正作用盾形而输入轴线凸轮仪袅节气阀一枝蚊胃反靖轴线-转他，管咀舌打空气过滤减压器结杓厮理图工一培定韩It2一眺片=3碌悯*4过掂件日5一旋风盘f&,气塞3.3,空气过滤减压器空气过滤减压器是最典型的附件（也通常叫做减压阀），它用于净化来自空气压缩系统的气源，除去空气中的灰尘、异物、管线上的污垢和其他杂质，并能把压力调整到所需的压力值，具有自动稳压的功能。右图表示一种空气过滤减压器的结构。从图中看出，它是以力平衡原理动作的,当来自空气压缩机的空气输入到过滤减压器的输入端后，进入过滤气室A,由于旋风盘5的作用使气流旋转并将空气中的水分分离出一部分，在壳体底部沉

13、降下来。当气流经过过滤件4时，进行除水、除油、除尘，空气得到净化后输出。当大亚湾核电站系统典型故障手册常规岛气动调节阀调节手轮按逆时针方向拧到不动的时候，过滤减压器没有输出压力，气路被球阀3所切断。如果按顺时针转动手轮，则活动弹簧座把给定弹簧1往下压，弹簧力通过膜片2把球阀打开，使气流经过球阀而流到输出管路。在此同时，气压通过反馈小孔进入反馈气室B,压力作用在膜片上将产生一个向上的力，此力如果与给定弹簧所产生的力相等时，过滤减压器达到力平衡，输出压力就稳定下来。如果给定弹簧的作用力越大，输出压力就越高。所以，调节手轮就可以调节给定值。第三章常规岛调节阀标识HOPKINSONS家调节阀气动头标识

14、*hhaAijtfaNXkKg0即=1l|中”1%仁imJ-TirmnrVbliiJbflJLItOl1£1Q明114七必出垢ir:3呼“1，Mgf1rtmhWisI叫TlhHKMIi切3*TnVE用bth，FV帆工创餐ETtpiaMkuLeiUkm«.：1Um%,k，!,J<TJ*1'IZAJ黑«|T1*vh卬+”krEF，"一1WIM±0门|*ERJI，MfaUdXrwi净s"t'ltn-41Ldt上,'Plr，3TiF2JT.WwlrIl%卬,*h4猛XgWIl'HMRidripV瓯囚回向田

15、增EWmIiia'tarTWnwiA£akvai31.江Can.'HlpirR*d*ua皿/br3加7kI'L#<in:|iyuhiiUiuaik«f:“Q-l'l'4'iuf-laqiaaMruitfe11Iliyiifl?|B1H-1H1：E|WSi*MllthIJXM|UllFM|J(|jfl4llplrViiUiliiil：jTrfutrli乳，<*I*h通/lm11町pmt»lU2JtI.JiEi口iiu«iib”.»制ITfrFn巾力1/lii串小卜厂I，-U_fl02_E

16、VepaJllUdiliui-fi?lI.IA*L5rapiapnfimH*triirI""ttbfrAhdIAbWw*1wk4出网(此daidihim2呼2»IWinavwaijM-wtfU>v*-M*JI1><jUIL-I-flC1|工HjJV.MXEWm雷IT第例如:L1AHP-119-VL气动头型号为A41BKF7从型号我们可以得知：该阀门隔膜反向作用（即气开阀）、有侧手轮、尺寸为2001n2、厄架固定口径为90.5mm阀门彳T程为57.1mm大亚湾核电站系统典型故障手册常规岛气动调节阀MASONELIAN家调节阀标识GOKTB&

17、LCHJUmCTEllI5T£C1tLlhaaf4EATTTFE-1!CdrjtLrnt-ilned.3JCcign口nJLO-DBdifrfufcDjr例如:L1GCT-113-VV阀门型号为38-414413表明该阀门气动头型号为38,阀体为41系列的带先导平衡阀和紊流罩，阀笼为线形特性第四章控制系统原理常见调节阀控制系统简图执行机构放大器气源定位器减压阀减压阀E/P大亚湾核电站系统典型故障手册常规岛气动调节阀电信号阀体控制系统方框图定位器放大器阀门控制器电气转换器从调节阀控制系统简图和控制系统方框图可以看出，压缩空气生产系统或储气罐来的压缩空气为Positioner（定位器）、

18、日P（电-气转换器）、Booster（流量放大器）等提供气源。Positioner（定位器）的气源压力由过滤减压阀控制调整，根据不同类型的阀门的压力要求可通过调整减压阀的出口压力来满足阀门定位器的压力要求。同样，调整日P（电-气转换器）前的减压阀可使E/P输出与420mAs准电流信号相对应的0.21bar的压力信号。Positioner（定位器）输出的压力信号到Booster（流量放大器），为Booste（流量放大器）提供控制信号，从而控制进入阀门执行机构的气压。反!B波笠管琴调整永久ifr法中心整月组件周定限制第排上孔拱黯压力.电根管殂口输出任力0管电压力供绐压力排气传力大亚湾核电站系统典型

19、故障手册常规岛气动调节阀在控制室操作控制器输出420mAfe流信号到电气转换器，此电流在E/P中的线圈中产生磁场，并在永久磁铁的作用下产生电磁力矩，使铁芯向上移动，从而使固定在铁芯上的挡板靠近喷嘴，引起背压增大。增大的压力，作用在中心垫片组件打开继动器的进气阀使供给压力输出至定位器；反之，当电流信号减小时，铁芯向下移动，从而使固定在铁芯上的挡板远离喷嘴，引起背压减小。通过继动器后，使输出至定位器的压力减小，并通过继动器的排气孔，排气卸压。同时，输出压力反馈到波纹管中，使得输出压力与输入电流信号成比例变化。即将标准（420mA）电流信号转换成标准（0.21bar）气信号。当由日P（电-气转换器）

20、输出，输入到定位器中波纹管压力信号增大时，见下图定位器中波纹管的推杆向右移，挡板绕支点向右转动。挡板靠近喷嘴，引起喷嘴背压增大，此压力通过继动器，引起继动器内的大隔膜向右移动，推动挡快，打开供气阀，从而输出气压。反之，大亚湾核电站系统典型故障手册常规岛气动调节阀当输入到定位器中波纹管压力信号减小时，此时定位器中波纹管的推杆向左移，挡板绕支点向左转动。挡板远离喷嘴，引起喷嘴背压减小，此压力通过继动器，引起继动器内的大隔膜向左移动，挡快在继电器内弹簧的作用下向左移动，减小供气阀的开度或关闭供气阀，并通过继动器的排气孔，排气卸压。使输出至流量放大器的压力减小。输出的气压经电磁阀（起失电保护作用，即当

21、发生事故时，失去电源，此时阀门保持全关或全开位置）到流量放大器，作为放大器的控制气源。根据放大器的工作原理，输出大流量的气源到阀门的执行机构中，压缩执行机构中的弹簧，克服弹簧力，推动阀杆向下运动。此时安装在阀杆上定位器的反馈杆也向下运动，反馈杆上的凸轮绕支点向左移动，推动挡板远离喷嘴，引起喷嘴背压减小，此压力通过继动器，引起继动器内的大隔膜向左移动，推动挡快，关闭供气阀，从而减少输出气压。进入阀门执行机构的气压减小，阀杆在弹簧力的作用下向上运动，当定位器的输出信号和反馈信号平衡时，阀门就固定在某一位置。也就是说，如果输入压力到大于输出压力时，继动器内隔膜组件向下运动隔膜组件的向下运行打开进气阀

22、，输出压力增加，同时排气阀保持关闭，当输出压力接近输入压力值时，隔膜组件向上移动从而关闭进气阀恢复压力平衡。如果减小与输入压力到小于输出压力时，隔膜组件向上移动，隔膜组件的向上运动，关闭了进气阀输出压力增加，如果压力继续不平衡，隔膜组件继续向上移动，从而打开排气阀并将部分输出压力排放至大气。注意两隔膜之间的间隙装置有流量通道。这个通道允许压力排放至大气中，当输出压力与输入压力一样时，恢复压力平衡，此时进气阀和排放阀都关闭。当阀门定位器的输出压力与输入压力一样时，即定位器输出至执行机构的压力与阀门阀杆反馈回来的压力相平衡时，阀门保持在一定的位置，保持在稳定状态。当把阀门弹簧的弹簧力调整好后，阀门

23、的开度与控制信号的压力成正比关系。他们之间成线性关系。4MA勺压力信号对应0%勺彳T程;8MA的压力信号对应25%勺行程;12MA的压力信号对应50%勺行程;16MA的压力信号对应75%勺行程20MA的压力信号对应100%勺行程。在阀门安装上阀位控制器，用来显示调节阀行程的上限和下限。阀位控制器是以调节阀的行程变化来驱动控制器的微动开关并以电信号输出的一种阀位发信装置。当气动执行机构接受信号而推杆运动时，带动阀杆上阀位控制器的转臂、转轴、凸轮等运动，凸轮转动到某一位置，凸轮上的滑快就会触及微动开关，改变微动开关输出接点的位置，把电路断开或接通，而控制器的接线板的信号等、报警器等元件就可以显示阀

24、门的工作状态。从而实现了远距离（控制室）操纵阀门的功能大亚湾核电站系统典型故障手册常规岛气动调节阀第五章调节阀的典型故障、原因分析、处理措施1（隔膜漏气故障故障现象：1、当外接气源压力在某一值时，气动头排气口或隔膜压板四周有气冒出2、阀门锁气阀，压力无法稳定可能的原因：1、密封O环老化或破损2、隔膜中心固定螺目或隔膜压板固定螺母松动处理方法：解体检查隔膜有无裂纹、拉伤等缺陷，如果隔膜更换周期不长且无缺陷，则按力矩紧固隔膜中心和隔膜压板四周螺母。否则更换隔膜和密封O环。常规岛调节阀曾出现几次同一批次的隔膜质量不合格，造成现场的多个阀门出现隔膜漏气现象2（卡涩故障故障现象：阀门开关过程中出现阶跃现

25、象，动作不连续、平稳。可能的原因:1）气动头轴套密封O环老化2）弹簧与套筒间发生摩擦3）盘根力矩过大4）盘根尺寸不合适5）阀芯或阀笼变形，阀芯与阀笼发生摩擦6）阀塞密封环脱开大亚湾核电站系统典型故障手册常规岛气动调节阀7）弹簧预紧力不够8）定位器没有校准或故障9）阀门上下阀杆不对中其中原因1、3、6、7、9造成阀门卡涩的几率很高处理方法：根据阶跃现象用试验的方式判断出故障的原因，然后进行调整。工序1首先由仪控检查定位器等控制元件是否正常工序2做阀门BENCHSET式验，确认弹簧力工序3松开盘根，开关阀门，检查故障是否消除工序4脱开连轴器，判断卡涩现象是气动头原因还是阀体原因造成的工序5解体气动

26、头或阀体，更换损坏件3.振动故障故障现象：阀门在开关过程中发生振动可能的原因:1）附近的振源引起的振动2）气蚀引起的振动3）水锤冲击振动4）阀门所在管线布局不合理引起的振动处理方法：调整附近振源的震动维护足够的阀后压力增加阻尼器或固定支架改变管道的布局例如:L1/2ADG-023-VL该阀门所在管线存在激烈振动现象,经常造成阀门的反馈机构发生损坏。反馈触点无法接触限位开关。此现象是由于水锤冲击引起的振动,曾改变管道的布局和增加固定支架,效果都不好，目前该阀门采用了保持1mm、开度设置，消除水锤。大亚湾核电站系统典型故障手册常规岛气动调节阀4（开关时间不合格故障故障现象：再鉴定过程中，开关时间不

27、满足要求可能的原因：盘根摩擦力过大阀塞密封环与阀笼配合过小V型密封环要求密封等级高，故容易出现此故障弹簧预紧力调整不正确执行机构供气压力一一定位器上的压力表损坏、不正确或者没有压力表容易导致错误，减压阀压力设置有误进、排气速度一一调整流量放大器的气孔大小可以调节开关时间，注意不能过大使阀门发生跳跃现象处理方法：首先需要判断是非仪表主要原因导致时间不合格，才能从机械角度调整，此故障建议由仪控和机械人员一起现场检查判断，消除故障1）松开盘根，开关阀门，检查开关时间是否有改善2）调整BENCHSETS,必要时更换弹簧3）检查供气压力是否合适4）仪控人员调整流量放大器5）解体检查阀笼、阀塞、阀塞密封环5（行程不够故障现象：阀门在运行过程中，阀门行程不满足要求可能的原因：造成行程不够的可能因素有很多，这里介绍主要原因1）执行机构气压不够2）气动头存在漏气3）活塞密封环漏，造成上下气缸用气4）中性点不正确5）弹簧力设置不正确6）定位器零点漂移其中很多阀门的行程故障都是由1和4造成的。处理措施：根据现场的现象来判断故障的原因，把握由简单到复杂的处理方式如果行程相差不大、连轴器的接触螺纹足够，并且确认是行程初始设置不正确，可采用行程微调的方法：背死阀杆上的两个螺母，将阀门置于半开启位置，轻微松开联轴器，转动锁紧螺母，增大或者减小行程到合适的尺寸。大亚湾