莫克维迪轴流式调节阀

MOKVELD轴流式控制阀的特点及常见问题处理
1 川气东送站场压力控制系统简介
川气东送站场压力控制系统是由安全切断阀（SSV）、监控调压阀（PCV）、工作调压阀（PV）按照从上游至下游的顺序，串联在一起的安全、监控式调压系统（调压橇）。

安全切断阀OSE、监控调压阀FL、工作调压阀MOKVELD为相互独立的设备。

正常情况下，安全切断阀和监控调压阀处于全开位置，由工作调压阀对下游压力进行控制。

当工作调压阀出现故障，无法控制下游压力时，监控调压阀开始工作，以维持下游压力的安全范围。

若监控调压阀也出现故障，不能控制下游压力，安全切断阀则自动切断气源，同时控制机柜开启备用回路，以保证下游管道和设备的安全。

当需要进行流量控制时，控制机柜接到SCADA系统的信号，供气流量超过设定值时，控制机柜和工作调压阀则切换到流量控制状态，此时控制机柜输出控制信号，限制分输流量，见图1。

图1 川气东送站场压力控制系统
2 MOKVELD控制阀
2.1 MOKVELD控制阀的结构
MOKVELD控制阀是一种轴流式调节阀，由阀外体、阀内体、阀杆、活塞杆、活塞和笼筒组成，见图2。

阀体包括阀外体和阀内体，是一完整的铸造体，阀的内外体之间有一轴向对称流道，见图2箭头处。

笼筒是减压阀的关键部件，壁面上有许多孔洞，MOKVELD控制阀选用三层笼筒，即笼筒壁面分三层，每层按一定规律分布有许多孔洞，三层壁面按一定的要求组合为一体。

活塞杆与阀杆构成一个90°的角式传动机构（见图2），活塞借助此传动机构在导轨内沿阀门的中心线运动，活塞杆与阀杆上4 5°的齿条相互啮合，阀杆上下传动，带动活塞杆及活塞在全行程上左右运动。

活塞的端面上均匀分布有孔洞，以使活塞内外压力平衡，左右运动时不受轴向压力的影响。

1）阀外体；2）阀内体；3）活塞杆；4）阀杆；5）活塞；6）笼筒
图2 MOKVELD控制阀结构示意图
2.2 MOKVELD控制阀的特点
2.2.1 介质的轴流性
由于采用轴向对称流道，完全避免了间接流和流向不必要的改变，最大限度地提高了单位直径上的流通能力，大大降低了噪音和紊流的形成，并可以防止上游未经过处理的流体腐蚀阀门。

2.2.2 零泄漏级密封
密封系统采用自紧式压力设计，阀门的密封由两个密封环组成，并由一根弹簧预紧，这种特殊的设计可以使阀门在关闭时，密封圈在上游流体压力下被压紧，从而达到非常好的密封效果。

2.2.3 压力平衡
活塞的端面上均匀分布有孔洞，以使活塞内外压力平衡，左右运动时与阀门两端的压力无关，使用扭矩较小的执行结构就能达到快动的目的。

2.2.4 执行机构
在活塞上有活塞杆，活塞杆上有45°角的啮齿，活塞杆由有相同啮齿的阀杆操作。

阀杆和活塞垂直正交，当阀杆向上移动时，阀门开启，反之，阀门关闭。

2.3 MOKVELD控制阀的控制原理
MOKVELD控制阀是轴流式活塞型控制阀，活塞在笼筒内被导引，节流发生在活塞边缘与笼筒的孔口之间，气流来自笼筒外，因此在笼筒层孔内气流速度很高，笼筒选用的材质高度抗腐蚀与磨蚀。

密封系统采用自紧式压力设计，主密封圈位于笼筒的最前端，活塞在全行程上被导引，当被推动穿过主密封圈时，阀门前后的差压强迫主密封圈紧贴活塞壁而紧密关闭阀门。

阀杆和活塞垂直正交，阀杆借助活塞杆上45b的齿条传动活塞杆，活塞通过活塞杆的引导在笼筒内左右运动，当执行机构驱动阀杆向上运动时，活塞向后移动，阀门打开；反之，则关小阀门。

控制阀采用了带气动阀门定位器的活塞执行机构，气源装置给执行机构提供了一定压力的压缩空气，电/气转换器把从控制室来的4～20mADC信号转换为0.02～0.1MPa的标准气动信号，传输信号为电信号，现场操作为气动信号。

执行机构接受控制信号，转换成相应的直线位移输出，通过推杆带动阀杆上下移动，从而使阀门开度在全行程上变化。

3 TZIDC-200智能定位器
3.1 TZIDC-200智能定位器结构特点
TZIDC是一种具备通信能力的、可电子配置参数的定位器，安装于气动直行程或角行程执行机构上。

其特点为设计小巧紧凑，采用模块化结构，并具有极好的性价比。

控制参数全自动确定并与终端控制元件适配，能够节省大量调试时间并达到最优控制。

带有后置气动放大器的I/P模块用来控制气动执行机构。

I/P模块通过调节三位三通阀，将从CPU发出的定位电信号按比例转换为气动信号。

执行机构增压或减压的调整是连续的，因此可以达到极好的控制效果。

当到达设定点时，三位三通阀锁定在中间位置，将耗气量减到最小。

定位器有一个内置的操作面板，提供2行LCD和4个按钮，用于本地参数配置、调试及运行监控。

用户也可使用适当的组态程序和通过通信进行操作。

3.2 TZIDC-200智能定位器工作原理
TZIDC定位器采用微处理器对给定值和位置反馈值进行比较，如果检测到偏差，其利用一个5步开关程序来控制压电阀，压电阀
进而调节进入执行机构气室的气流量。

微处理器根据偏差的大小和方向输出一个电控指令给压电阀，压电阀将控制指令转换为气动位移增量，当控制偏差很大时（高速区），定位器输出一个连续信号；当控制偏差不大（低速区）时，定位器输出连续脉冲；当控制偏差在允许偏差范围内（自适应或可调死区范围内），则没有控制指令输出。

3.3 TZIDC-200智能定位器几个重要参数
图3为TZIDC-200智能阀门定位器参数调整示意图。

图3 智能阀门定位器参数调整示意图
3.3.1 检查行程参数
执行机构和定位器安装完以后，要检查现场执行机构是直行程还是角行程，同时要查看定位器中此项的参数设定是否与现场安装一致。

这一点很重要，因为在自动调整过程中，定位器对执行器行程终端的定义方法不同，且线性化校正数据库不同，可能导致较大的非线性误差。

川气东送站场MOKVELD控制阀所采用的执行机构均为直行程式，且为弹簧开气动执行机构1VO型，定位器中参数设定也由厂家完成，只需检查验证。

方法为：同时按住↑和↓键；点击ENTER键；等待3s，计数器从3计数到0；松开↑和↓键；程序自动进入P1.0配置菜单。

使用↑和↓键查看定位器安装形式为直行程或角行程。

3.3.2 进行自动调整
启动自动调整程序（执行器或阀门安装完系统后最好通过此程序重新整定）。

按住MODE键；点击↑键一次或多次，直到显示出“P1.1”；松开MODE键；按住ENTER键3s直到计数器倒计数到0；松开ENTER 键，自动调整程序开始运行，显示器显示正在进行的程序语句号；自动调整程序顺利结束后，显示器显示“COMPLETE”。

在自动调整过程中，如果遇到故障，程序将被迫终止并显示出故障代码，根据故障代码即可检查出故障原因。

也可以人为地强制
中断自动调整程序。

3.3.3 公差带和死区的调整
公差带和死区的设定直接影响着阀门的控制精度，公差带为0.3%～10%，死区为0.1%～10%，出厂时一般公差带和死区均设定为最小值。

但有时也不设为最小值，例如川气东送站场所用定位器出厂时，死区设定值就较高，为1%～3%，在此设定值下，如果出口压力要求1.7MPa，则其波动范围可达（1.7±0.7）MPa，无论怎样调整PID参数，都无法将压力控制稳定。

调整为0.1%后，压力可稳定在（1.7±0.05）MPa。

公差带和死区的调整方法同上，进入“P1.2”调整公差带和死区。

4 MOKVELD控制阀常见问题及处理
4.1 冰堵
由于MOKVELD控制阀内部笼筒与活塞之间结构紧密，如果气质水露点不达标，通过控制阀节流，温度骤然下降，会造成冰堵现象，尤其在北方较寒冷地区新建管道投产初期，冰堵现象时有发生。

如果发生冰堵，不可用现场手动操作，强加外力使控制阀运动，这样很可能损坏控制阀。

简单的方法就是用热水浇开、切换至备用路或利用调压橇前的节流设施进行小幅度节流降压后再进行调压。

比较长远的办法是利用水套炉对天然气进行加热或对调压橇增加电伴热保温。

4.2 压力波动范围大
MOKVELD控制阀是比较精确的压力调节阀，一般可控制压力在设定值±0.05MPa范围内。

如果压力波动范围较大，那么就要检查T ZIDC-200智能定位器中公差带和死区的设定值是否满足要求，方法如前文所述。

如果公差带和死区均无问题，那么就要对PID参数重新进行摸索设定，直至满足要求。

4.3 阀门无动作
给信号后，阀门无动作，这种情况原因比较多。

执行机构控制部分出现故障，如遇这种情况，一般检查执行机构动力系统，如电力或气源等，对执行机构进行必要的测试；执行器活塞或阀门活塞被卡住了，或者阀门内部有损坏，这时要将阀门从管线上拆下来进行内部检查，这种操作要由厂家工程师来完成；阀门和执行机构均无问题，阀门就是无动作，这时要检查一下TZIDC定位器中菜单是否回到根目录一层，并且选择了正确的工作模式，如果菜单不在根目录，那么无论怎样给信号，阀门也不会动作。

4.4 阀门轻微内漏
如果阀门有轻微内漏，则可能是密封圈有轻微损坏，这时可以连续将阀门开关几次，检查是否仍然内漏，必要时由厂家更换密封圈。

如果阀门内漏严重，则要考虑阀门活塞是否被卡住或阀门已损坏。

5 结束语
MOKVELD控制阀及其控制系统是一套精细的调压/调流控制系统，其运行稳定可靠、精度高，在日常管理中要加强检查和维护保养，积累运行经验，才能使其更好地发挥作用。