May 12, 2025
Trong ngành công nghiệp hóa học, van điều khiển được sử dụng rộng rãi, và cho sự rung động của van điều khiển, một số bạn bè không được hiểu rất rõ.
Rung động van điều khiển đề cập đến hiện tượng đóng và mở nhanh của van trong quá trình hoạt động,chỉ ra rằng van điều khiển không thể duy trì ổn định ở vị trí thích hợp để duy trì các điều kiện quy trình dự kiến.
Điều kiện này làm cho biến quá trình trong một hệ thống vòng kín dao động xung quanh điểm thiết lập của nó.
Nguyên nhân rung động có thể bao gồm những điều sau:
Vấn đề với bộ điều khiển:Một bộ điều khiển được đặt không đúng cách hoặc sự cố của các thành phần bên trong có thể dẫn đến tín hiệu điều khiển không ổn định, từ đó có thể làm cho van rung.
Trục trặc của các thành phần van điều khiển:Mất hoặc hư hỏng các thành phần cụ thể của van (chẳng hạn như cuộn, ghế hoặc thiết bị điều khiển) cũng có thể dẫn đến hiện tượng rung.
Ảnh hưởng của phương pháp hoạt động:Đôi khi, ngay cả khi phần cứng không bị lỗi, một phương pháp hoạt động không phù hợp hoặc thiết kế quy trình có thể gây rung.
Động lực van liên tục không chỉ làm suy giảm hiệu suất của niêm phong tuyến mà còn có thể dẫn đến sự lệch đáng kể từ điểm thiết lập mong muốn, ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng sản phẩm.Do đó, it is critical to accurately identify the root cause of vibration in order to implement the necessary corrective actions to resolve the vibration problem and improve the overall performance of the control loop.
Bài viết này sẽ đi sâu vào các yếu tố tiềm năng khác nhau gây ra rung động van và cách chẩn đoán chúng,với mục tiêu giúp độc giả hiểu rõ hơn và đối phó với thách thức kiểm soát công nghiệp phổ biến nhưng phức tạp nàyBằng cách hiểu thông tin này, các kỹ sư và kỹ thuật viên có thể duy trì và tối ưu hóa các hệ thống điều khiển hiệu quả hơn để đảm bảo hoạt động suôn sẻ của quy trình sản xuất.
Điều gì gây ra rung động van?
1. Vấn đề vòng kiểm soát
Chuyển chế độ điều khiển từ tự động sang thủ công và đánh giá phản ứng theo cách thông thường để xác định xem vấn đề có nằm trong vòng lặp hay không.
Nếu dao động dừng lại, vòng lặp bị lỗi. Những vấn đề này thường xảy ra trong các quá trình phi tuyến tính.Kết quả là vòng lặp quá trình cư xử chậm chạp.
Bộ điều khiển không được cấu hình để giải quyết vấn đề cơ học này. Các van điều khiển bị kẹt do các vấn đề vòng lặp có thể được giải quyết bằng cách điều chỉnh đúng bộ điều khiển.Nếu điều này không được ghi trong hướng dẫn sử dụng, nó có thể là do các nguyên nhân khác, chẳng hạn như sự khác biệt thực tế trong các biến quá trình, kích thước van, vv
2. Kích thước van điều khiển
Khả năng điều khiển van được ảnh hưởng rất nhiều bởi kích thước của van điều khiển.Các hệ số dòng chảy (viết tắt Cv) là lượng nước có thể đi qua một van mở hoàn toàn ở 600 ° F với một áp suất giảm 1 psi.
Cv được xác định bởi thiết kế van và vẫn không đổi. Ngay cả van điều khiển cùng kích thước cũng có thể có giá trị Cv khác nhau nếu kiểu thân hoặc bên trong van khác nhau.Vấn đề của kích thước van điều khiển trở nên rõ ràng khi tổng lợi nhuận quá trình là thấp hoặc rất cao. Kích thước van điều khiển thường được chọn dựa trên nhu cầu tăng dòng chảy trong tương lai, có thể dẫn đến kích thước van được chọn lớn hơn một chút so với yêu cầu ứng dụng hiện tại,có thể ảnh hưởng đến độ chính xác điều khiển.
Các van quá lớn có thể dẫn đến mở và đóng quá mức, gây ra sự bắt giữ, hư hỏng đóng gói và điều khiển không chính xác.van quá nhỏ đòi hỏi phải giảm áp suất lớn để duy trì dòng chảy thích hợp và có thể thiếu công suất cần thiết, làm tăng áp suất bơm và làm tăng nguy cơ cavitation.do đó dẫn đến biến động trong kiểm soát quy trình.
3. thiết bị định vị van điều khiển
Để giữ cho bộ điều khiển van điều khiển ở vị trí cân bằng cần thiết để điều khiển các biến quá trình, bộ định vị van được thực hiện bằng cách điều chỉnh áp suất không khí.
Nó có một cuộn để kiểm soát luồng không khí, nhưng sử dụng lâu dài hoặc các hạt bụi trong không khí có thể làm cho cuộn bị mòn, khiến nó bị mắc kẹt trong một vị trí cụ thể,dẫn đến áp suất không khí cao bất thườngMột khi áp suất không khí tăng lên, cuộn dây giải phóng khỏi vị trí bị mắc kẹt, gây ra sự vượt quá dẫn đến vị trí van không ổn định, mất kiểm soát hiệu quả của van và lệch hướng.
Máy định vị van có thể tiếp xúc với nhiệt độ cao do nhiệt bức xạ từ các bể quá trình xung quanh, cũng có thể là một yếu tố gây ra sự ngừng hoạt động của van điều khiển.có khả năng dẫn đến thiệt hại cho các niêm phong và đường ống định vịCác vị trí sử dụng một liên kết phản hồi để phát hiện vị trí thực tế của van để điều chỉnh đầu ra.
Nếu liên kết phản hồi thất bại, ví dụ do lực lỏng hoặc ma sát, van có thể không hoạt động đúng cách.
4. ma sát tĩnh trong quá trình di chuyển van
Khi một van gặp ma sát tĩnh (tức là bị trì hoãn), nó ngừng di chuyển ở một vị trí cụ thể và yêu cầu lực bổ sung để khởi động lại.Nguyên nhân của hiện tượng này có thể là cứng tuyến đóng gói hoặc dòng chảy nhớt trong cuộn.
Khi lực áp dụng đủ để vượt qua điểm dừng, van di chuyển vào vị trí vượt quá, khiến biến quá trình vượt quá điểm đặt.Sự dừng này có thể được quan sát bằng cách theo dõi mối quan hệ giữa đầu ra bộ điều khiển và biến quá trình.
Máy điều khiển van phải có kích thước thích hợp và mô-men xoắn trên niêm phong tuyến phải nằm trong giới hạn chấp nhận để tránh bị tắc.
5. Các lỗi phần cứng
Ngoài ra, sự mài mòn bên trong cuộn có thể làm cho van ngừng hoạt động, ngăn không cho van đóng hoàn toàn.Thiệt hại cho cuộn có thể gây ra một van điều khiển để mất kiểm soát trong phạm vi hoạt động cao.
Trong van điều khiển, gói tuyến được sử dụng để ngăn chặn phương tiện quá trình rò rỉ ra khỏi thân van.đe dọa an toàn môi trường làm việc. rò rỉ trong bộ điều khiển van là một yếu tố khác có thể dẫn đến van săn.
Các thân van ban đầu được định vị chính xác bởi các positioner van, nhưng do rò rỉ, thân sẽ tiếp tục di chuyển, buộc positioner để nhiều lần điều chỉnh đầu ra,dẫn đến một tìm kiếm vô hạn cho vị trí gốcĐây là một trong những hiện tượng đuôi phổ biến cho van điều khiển dưới tín hiệu điều khiển trạng thái ổn định.
Làm thế nào để ngăn chặn rung động van?
Phân tích và chẩn đoán dao động
Các vấn đề về vòng lặp hoặc những ảnh hưởng khác có thể khiến van điều khiển dao động.Nếu dao động dừng lại, nó chỉ ra rằng vấn đề là do một vấn đề trong vòng lặp chính nó, có thể được giải quyết với các điều chỉnh thích hợp.
Các dao động bên trong có thể được gây ra bởi điều chỉnh không đúng hoặc máy bị trục trặc.Vấn đề có thể bắt nguồn từ bộ phận van bị hỏng hoặc thay đổi các thông số quy trình.
Chèn và vượt quá vị trí là những nguyên nhân phổ biến nhất của van điều khiển dính.Phản ứng đầu ra của van trong sự hiện diện của một hiện tượng dính có thể được chứng minh rõ ràng bằng cách sử dụng biểu đồ.
Những nguyên nhân chính của van điều khiển dính là gì?
Để xác định xem van điều khiển dính có phải do điều chỉnh bộ điều khiển không đúng cách hoặc lỗi cơ học của chính van điều khiển không,được khuyến cáo rằng đầu ra bộ điều khiển được bỏ qua tạm thời, áp suất liên tục được cung cấp cho bộ điều khiển van điều khiển và phản ứng đầu ra được quan sát.
Các máy đo tiềm năng tuyến tính (máy truyền vị trí) được sử dụng để phát hiện chuyển động thân cây, trong khi các bộ chuyển áp suất (máy định vị thông minh) được sử dụng để đo áp suất đầu ra của máy định vị.Bằng cách kết nối các cảm biến này với một hệ thống thu thập dữ liệu và trực quan hóa dữ liệu này bằng cách sử dụng phần mềm giám sát (như Labview), một biểu đồ của hành trình thân so với đầu ra bộ điều khiển có thể được tạo ra.
Nguyên nhân chính của van điều khiển bị kẹt là gì?
Máy vi điều khiển nhận tín hiệu đầu vào từ điểm thiết lập bộ điều khiển và cảm biến áp suất.nó được coi là hành vi săn bắn nếu sai lệch này xảy ra nhiều hơn năm lầnTrong trường hợp này, the output of the controller is isolated and the current-to-pressure converter (I-P converter) automatically generates a pressure corresponding to the setpoint and provides it as input to the control valve positionerKiểm tra độ lệch lại sau một vài giây.
Nếu sự lệch được tìm thấy là giảm, van điều khiển và phụ kiện của nó không bị lỗi.
Do đó, cần phải điều chỉnh đặc biệt mạch điều khiển. Tuy nhiên, nếu van vẫn bị lỗi, các bộ phận bên trong có thể bị hư hỏng hoặc bị kẹt do niêm phong tuyến.Với sự giúp đỡ của một biểu đồ với vùng chết, vị trí chính xác của dính có thể dễ dàng tìm thấy.
Trong trường hợp đập liên tục nhưng không có dấu hiệu của một vùng chết, rung động có thể xảy ra do tổn thương của một thành phần như cuộn.Phương pháp này cũng có thể giúp xác định xem hiện tượng bẫy có hiện diện trong toàn bộ phạm vi điều khiển hay giới hạn trong một số khoảng thời gian hoạt động cụ thể.
