热电厂减温减压机构中气动减压调节系统改造设计.doc

济南大学毕业设计济南大学毕业设计PAGE-2-1前言1.1气动薄膜执行机构简介气动薄膜执行机构是最常用的气动执行机构，将20~100KPa的标注气压信号通入薄膜室中，在薄膜上产生一个向下的推力，驱动阀杆部件向下运动，调节阀门打开。于此同时，弹簧被压缩，对薄膜产生一个向上的反作用力，当弹簧的反作用力与气压信号在薄膜产生的推力相等时，阀杆部件停止运动。信号越大，在薄膜上产生的推力越大，弹簧压缩量及调节阀门开度也越大。1.2国内外发展状况国外调节阀的产品历史可追溯到最早的自力式调节阀，其原始的结构是一种带重锤的球形阀。这种阀后来演变成利用阀后压力进行调节的自力式调节阀。发展到现在，调节阀的控制系统已经比较先进了，达到了全自动化水平。我国调节阀生产行业起步于七十年代，可以说起步比较晚开始比较晚，经过困难的十几年发展，到八十年代，调节阀开始有了飞跃式的发展，伴随着着吴忠仪表率先引进日本山武公司的新一代调节阀CV3000系列，使得产品的性能具有了较大的提高，同时使得调节阀在系列化、标准化等方面得到进一步完善，缩小了与外国产品的差距，。可是和国外的产品相比还是有一定的差距，主要表现在性能、结构、控制系统和可靠性设计等几方面。特别是在控制系统方面，国内还不能达到完全智能化控制，像智能型及总线型定位器基本以进口为为主。所以国内控制阀的设计研发具有很大的进步空间。而现代工业对调节阀的要求也在逐步提高，特别是在质量、可靠性、保护环境节约能源等方面，都对调节阀提出了很高的要求。随着工业自动化及现场总线技术的快速发展，对低成本、高可靠性的智能化阀门的要求越来越迫切，其发展趋势是机电一体化、智能型及总线型结口，同时向着精小型、节能、剩材及高温高压大压差方向发展。薄膜调节阀执行机构作为调节阀的重要组成部分，也必须朝着智能化、模块化的方向发展。1.3毕业设计研发背景调节阀是自动调节系统不可缺少的组成部分，接受来自调节器的输出信号，从而改变介质流量，完成调节功能。它被广泛应用于火力发电、核电，、化工流体控制场合，是工业生产过程最常用的终端控制元件。气动薄膜调节阀是最常用的调节阀是气动单元组合仪表中的一种调控装置，是生产进行过程自动调节系统的重要环节之一，它接受调节仪表的输出信号来关闭和开启阀门，达到对压力、温度、流量和液位等参数的自动调节，可广发应用于化工、石油、冶金、电力、轻纺行业的自动调节及远程控制。本次设计主要是对山东石横特钢集团热电厂减温减压系统进行改造设计。该系统原有入口压力35KG，出口压力15KG，介质为435度蒸汽，口径DN200，正常流量10T/H，最大30T/H。配套ABB定位器。原来用的是中核苏阀的DN150，由于流量满足不了要求，需要进行改造。需要设计出而且抗震性稳定性好、节约材料，调节精度高且满足流量需求的气动薄膜调节阀执行机构。2毕业设计内容本次毕业设计需要设计出气动薄膜调节阀的执行机构和控制系统。其中执行机构为机械系统，这部分需要确定各机械部分的结构尺寸，及各种零件的型号、数量、尺寸等参数和最后的装配尺寸，还需要对一些零件的力学性能进行校核。如弹簧，推杆等。最后需要画出装配图以展示其具体的机械结构。控制系统需要设计出能够根据薄膜压力调节进气量的控制检测系统，具体的还要确定传感器的型号，选出合适的芯片。设计画出控制电路图.3毕业设计总体方案3.1气动薄膜调节阀的形式。气动薄膜调节阀究其动作过程而言，分为气开式和气关式。所谓气开式指的是有气则开，无气则关。即阀的开度随着作用于膜头上气压信号的增加而增加，当气压信号中断或为信号下限0.02MPa时，阀处于关闭状态。气关阀正好和气开阀相反，即有气则关，无气则开。阀的开度随着作用于膜头上气压信号的增加而减小，当气压信号中断或为信号下限0.02MPa时，阀处于全开状态。本次设计气动薄膜调节阀是用于热电厂减温减压系统中的，为了保证生产中的安全，防止在调节阀的起源信号发生故障或控制系统某环节失灵时，阀门全闭。所以选择气闭型，即有气则关，无气则开。3.2节阀的工作参数及执行机构的结构该系统原有入口压力35KG，出口压力15KG，介质为435度蒸汽，口径DN200，正常流量10T/H，最大30T/H。调节阀阀门部分经过改进后，正常流量增大到30T/H,最大流量为50T/H.进出口压力差为20KG.相应的执行机构也得改变，特别是输入气压的压力范围，薄膜的面积，弹簧数量及型号，推杆的直径及行程也得随之变化，现准备设计出12根弹簧的气动薄膜调节阀执行机构。其他零件的具体参数将在以下设计中计算确定。4气动薄膜执行机构设计气动薄膜执行机构分为执行机构机械部分和控制机械部分运动的控制检测系统。4.1机械系统设计目前常用气动薄膜调节阀主要由阀门机构和执行机构组成，两者之间通过中间的推杆进行连