气动调节阀故障时的阀位保位，核心是通过保位阀（锁止阀） 切断执行机构的气路，将阀芯锁定在故障发生瞬间的位置，避免工艺参数大幅波动。该功能需搭配阀门定位器和气源故障检测组件实现，以下是具体实现原理、结构配置、操作流程及选型要点。
一、 保位功能的核心原理
气动调节阀的动作依赖仪表风（0.4–0.7MPa） 驱动膜头 / 活塞执行机构：
正常工况：定位器根据控制信号（4–20mA）调节进入执行机构的气量，控制阀芯开度。
故障工况（气源中断 / 信号丢失 / 断电）：保位阀触发动作，切断执行机构的进气和排气通道，膜头 / 活塞内的压缩空气被密封锁止，阀芯因气室压力保持不变，停留在故障前的位置。
补充：保位≠保压，保位是机械锁止气路，而非单纯密封气体；若执行机构存在内漏，长时间后仍会出现阀位漂移，需搭配硬密封执行机构提升保位效果。
二、 保位功能的系统配置（硬件组成）
一套完整的保位系统需包含以下组件，按气路顺序排列：
气源处理单元：过滤器 + 减压阀 + 油雾器（三联件），提供清洁、稳压的仪表风。
保位阀（核心部件）
正常供气：保位阀内部阀芯导通，仪表风可自由进出定位器和执行机构；
气源压力低于设定阈值（通常为 0.2–0.3MPa）：保位阀弹簧复位，切断进气和排气通道，锁止执行机构气路。
类型：常用失气型保位阀（气源中断时触发保位），部分场景用失电型保位阀（断电时触发）。
工作逻辑：
阀门定位器：接收 4–20mA 控制信号，调节气路流量；与保位阀联动，故障时停止输出信号。
气动执行机构：膜头（直行程）或活塞（角行程），内部气室需良好密封，减少漏气。
可选附件
压力开关：监测气源压力，低于阈值时输出报警信号至 DCS；
手轮机构：故障时手动调节阀位（部分保位阀支持手动解锁）。
气路连接示意图
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气源 → 三联件 → 保位阀 → 阀门定位器 → 执行机构（膜头/活塞） ↓ 排气口（正常时通大气，故障时关闭）
三、 不同故障场景下的保位实现方式
保位功能需针对气源中断、控制信号丢失、定位器故障三类常见故障设计，具体方案如下：
| 故障类型 | 触发条件 | 保位动作流程 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 气源中断 | 仪表风压力＜保位阀阈值（如 0.25MPa） | 1. 保位阀检测到压力下降，弹簧驱动阀芯关闭气路；2. 执行机构气室被密封，内部气压保持不变；3. 阀芯锁定在故障前开度；4. 压力开关向 DCS 发送气源故障报警 | 所有气动调节阀，最常见的保位需求 |
| 控制信号丢失 | 4–20mA 信号消失（如线路断、PLC 故障） | 方案 1：选用带信号检测的智能定位器，信号丢失时定位器关闭输出气路，配合保位阀锁止；方案 2：在定位器前加装信号连锁保位阀，信号丢失时切断气路 | 对阀位稳定性要求高的精密调节工况（如精馏塔回流控制） |
| 定位器故障 | 定位器卡涩、无输出 | 1. 定位器无法调节气路，执行机构气室压力保持不变；2. 搭配保位阀防止气源泄漏，延长保位时间；3. DCS 通过阀位反馈信号（如 4–20mA）检测故障 | 定位器故障概率高的恶劣工况（如高温、高粉尘） |
四、 关键选型与调试要点
保位阀选型
匹配气源压力：保位阀的工作压力需覆盖调节阀的额定气源压力（通常 0.4–0.7MPa），触发阈值设为正常压力的 50%–60%（如正常 0.5MPa，阈值设 0.25MPa）。
匹配通径：根据执行机构的耗气量选择，大口径调节阀需选用大通径保位阀（如 DN15），避免气路堵塞影响调节响应。
防爆要求：易燃易爆场合需选用防爆型保位阀（如 Ex d ⅡBT4）。
调试步骤
阈值设定：通过保位阀上的调节螺钉，设定气源触发阈值（按工艺要求调整）。
保位测试：
泄漏测试：保位状态下，静置 1 小时，阀位漂移量需≤±5%（否则需更换执行机构密封件）。
正常运行时，记录当前阀位（如 50%）；
手动切断气源，观察阀位是否保持稳定（偏差≤±2% 为合格）；
恢复气源，检查保位阀是否自动复位，阀位是否恢复正常调节功能。
五、 维护与注意事项
定期校验：每 3–6 个月校验一次保位阀的触发阈值，防止阈值漂移导致误动作或不动作。
密封件维护：定期检查执行机构膜片、保位阀阀芯密封圈，老化后及时更换，避免内漏影响保位效果。
区别保位与故障安全型阀门：
保位阀：故障时锁定当前阀位；
故障安全型阀门（如失气开 / 失气关）：故障时自动全开或全关，两者功能不同，需按工艺需求选择。
极端工况处理：低温环境需选用防冻型保位阀，防止阀芯结冰卡涩；高腐蚀环境选用不锈钢材质保位阀。
