自作用温度控制

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1、第7章控制系统硬件：自作用控制自作用温度控制章节7.17.1自作用温度控制蒸汽和冷凝水系统手册7.1.1557第7章控制系统硬件：自作用控制自作用温度控制章节7.1自作用温度控制什么是自作用温度控制，它们是如何工作的？目前市场上主要有两种自作用温度控制系统：液体填充系统和气体张力系统自作用温度控制系统是自力式的，不需要任何电力或压缩空气。控制系统是整体装置，包括感应器、毛细管和执行器。控制系统与合适的控制阀相连，如图7.1.1。二通控制阀控制系统调节旋钮执行器毛细管感应器图7.1.1自作用温度控制系统的部件自作用原理如果温

2、度敏感性液体被加热，就会膨胀。如果它被冷却，就会收缩。自作用温度控制系统，填充在温度感应器内的液体在温度升高时会产生膨胀（图7.1.2）。7.1.2蒸汽和冷凝水系统手册558第7章控制系统硬件：自作用控制自作用温度控制章节7.1二通控制阀调节流体流向调节活塞密封波纹管防超温装置加热作用力执行器毛细管加热感应器感温填充液膨胀图7.1.2液体加热时膨胀的原理图由液体膨胀（或感应器温度下降时产生的收缩）产生的力通过毛细管传至执行器，开关控制阀，进而控制流经控制阀的流体流量。填充液始终为液态。感应器的温度变化和执行起的行程之间存在

3、着线形关系。因此，温度每升高或减低一个相同单位产生的行程是一样的。这意味着自作用温度控制系统是“比例式控制”。降低设定温度顺时针调节旋钮将活塞插入感应器内部更深的位置。这会有效减少液体的填充空间，意味着控制阀可以在更低的温度下关闭。因此，设定温度可以下降。在表盘式控制系统中，通过顺时针调节螺丝可以达到同样的效果。增加设定温度逆时针调节旋钮缩小活塞在感应器中的位置。这会增加液体的填充空间，意味着需要更高的温度使填充的液体产生足够的膨胀以关闭阀门。因此，设定温度可以更高。同样，表盘式的感应器，可以通过逆时针调节螺丝达到此效果。

4、高温保护在实际温度超过设定温度时（可能是由控制阀的泄漏，调节不正确，或另外的加热源导致），活塞内部的碟片组可以吸收填充液多余的膨胀。这会防止控制系统破裂。当超温结束时，碟片会回复到最初的位置，控制系统重新正常工作。根据控制系统的种类不同，通常过载保护比设定温度高30℃到50℃。气体张力系统气体张力控制系统的感应器内填充有气体和液体的混合物。当感应器温度升高时，一部分液体气化为气体，进而增加感应器和毛细管内的压力。增加的压力经过毛细管到达另一端的波纹管和隔膜（见图7.1.3）。蒸汽和冷凝水系统手册7.1.3559第7章控制系

5、统硬件：自作用控制自作用温度控制章节7.1毛细管波纹管组件回复弹簧调节螺母感温元件填料密封流体流向二通控制阀图7.1.3气体张力温度控制系统气体张力系统的特性与其填充液独特的压力/温度饱和曲线有关。所有的流体在其沸点和压力之间都有对应关系，其结果可描述为饱和曲线。水的饱和曲线见图7.1.4。图7.1.4说明了在150℃时，温度变化5℃会导致系统内压力变化0.65bar。在曲线的底部，每5℃的温度变化只能引起0.18bar的系统压力变化。这样，同样的温度变化，在温度较高时的阀门行程要大于在温度较低时阀门行程。1605°C15

6、01401301205°C温度(℃)110100900.18bar0.65bar80-0.500.511.522.533.54压力(barg)图7.1.4水的蒸汽压力曲线因此，在曲线底部阀门从全开到全关时需要的温度变化要大于在顶部的温度变化。气体张力系统的供应商通常建议其使用在曲线的顶部，这意味着为了保证合适的温度控制范围，需要不同的填充液（包括水、酒精和苯）.液体填充系统在温度变化和阀门行程之间存在真实的线形关系，这主要是由于液体是不可压缩的。设定可以以度表示而不是简单的几个数字。在调节温度时不会产生混淆，进而减少调试时

7、间。同样，调节-通过调整感应器内的填充液体的膨胀空间，可以在控制阀和感应器之间的任意位置调节。这与气体张力系统不同，气体张力系统通常在控制阀侧调节温度。7.1.4蒸汽和冷凝水系统手册560第7章控制系统硬件：自作用控制自作用温度控制章节7.1气体张力系统的控制阀有时会从阀杆处泄漏。为了避免使用波纹管密封产生的额外费用，大都数气体张力的制造商都使用机械密封的阀杆。这要么太松，导致泄漏；要么太紧，导致阀杆处摩擦过大，阀门卡死。在液体系统中，由于阀的行程与温度的变化真实成比例，且阀的密封是无摩擦的，温度控制的调节比很大，可以用于

8、小负荷控制。液体自作用温度控制阀用于自作用温度控制系统的控制阀可以分为以下三种：常开两通控制阀；常闭两通控制阀；三通混合或分流阀。常开两通控制阀这些阀门用于加热应用，也是最常见的应用。由弹簧保持阀门保持开启。当系统运行时，任何温度的升高，都会由感应器感应到，感应器内的填充液膨胀开始关闭阀门，限制加热介质