调节阀在现代化装置应用中产生最佳效应初探

    前言

   随着我国经济的飞速发展，仪表已广泛应用在石化等行业中，它们与气动或电动单元仪表组合，对系统中的流量、压力、温度、液位等工艺参数，进行远程、自动控制，在当今高度自动化的生产装置中，发挥着越来越重要的作用。
    
    一、我国在线状况及分析

   从七十年代中期，我国成功地引进十三套大化肥装置以来，又相继引进了三十万吨、四十万吨/年乙烯等现代化装置，并以此为骨干，我国的化工、石化等行业取得了长足的发展。在这些装置中都配套采用了大量的仪表，如美型Fisher笼式，日本梅索尼兰公司的凸轮挠曲阀（camflerⅠ、Ⅱ），日本山武公司的笼式（VDC型），单导向单座（VST），小流量（VSL型），西德的双汽缸系列产品，及水处理隔膜阀等等；此外，我国的中、小化肥厂广泛使用着气动薄膜单、双座，电厂、电站主要是用电动闸阀、等，这些的可靠运行，维系了个装置的正常生产。虽然在使用的品种繁多，千差万别，各有其使用场合，但归结起来，工艺条件对其基本要求，有如下几方面：

    1 材料及结构的选择要满足压力、温度、腐蚀、冲刷、磨耗等方面的要求。
    2 流量特性、流通能力要满足工艺规定的要求，达到精确、灵敏、稳定。
    3 执行机构的输出力和刚度要满足允许压差。
    4 能满足部分冷凝型介质工作条件下，加温处理和高精度密封填料等特殊要求。
    5 能满足对其他配套附件的精确度、灵敏度、稳定性的要求。
    6 满足通过气-液联动，实现快速、强力切断机故障位置的特殊要求。

   以上是选择的前提，还要考虑其不同结构类型、不同材质、不同配套附件，才能保证所选，投入运行后不会发生问题。

    二、仪表运行中出现的主要问题

    1制造厂商供货与要求的参数表不符。如吉林某厂从西德引进的阀门中有两台，就属于供货与所提供的参数表不符。

    2选型有误。燕山石化总公司某厂，氧化装置引进的西德PV-2-202Dg25，执行机构输出力小、刚度差，使用中阀杆不停地振动，导致装置压力波动严重，不能满足工艺要求。

    3规格选择不合理。河北某厂在Dg250管道中，使用一台Dg100笼式，工作压差1.5MPa，因阀门通道尺寸与管道尺寸不匹配，每当打开阀门的瞬间，阀塞前后产生瞬间不平衡力，导致压杆失稳，产生震动。

   4 对笼式，虽然其内部的结构形式可以克服大压差的使用要求，但是在使用过程中，常出现振动及噪音比较大的原因，主要是其芯件在装配过程中的位置及芯件的配合间隙的掌握要合理。

    5对于双座，需两条密封线同时接触，才能获得良好的密封效果，当发现泄漏量超标时，应仔细检查是哪一条密封线未接触，而有针对性地处理，才能获得事半功倍的效果。

   6 对于阀门定位器，在使用常出现的故障主要是零点漂移，震动和精度达不到要求，这主要是弹簧的寿命以及加工件的使用寿命和“O”型密封圈损坏等不合要求。
运行中出现的问题还有不少，但主要是以上分析的几种，因此，在对选型时要考虑以下几个方面问题：

    A根据实际需要的压力、流量、温度、介质粘度、腐蚀性，去选择的压力等级、公称通径，决定材质、结构形式。
    B视最大工作压差，决定阀门的输出力，选择执行机构型号和相应的信号、气源、弹簧范围和行程，作用方式（根据工艺要求，气源故障时阀门所处状态）。
    C视特殊要求，决定阀门是否采用夹套式、带波纹密封管、或多级降压式防气蚀、低噪音型结构等。

    三 的选型问题

   首先，根据工艺介质的性质，状态和使用要求采用伯努利流量方程式，进行流体东规律计算和分析。计算介质在不同工艺条件下流量，从而选择合理的额定流量和结构型式。分析在不同工艺流量状态下的开度大小是否在合理范围内。以上条件确定后还应根据克服压差以及其它要求选择执行机构型号。根据温度和泄漏量以及耐腐蚀性，耐高压介质气蚀，耐颗粒冲刷等，判断的形式，包括芯件的结构是否合理。对附件的选择应考虑其现场条件和要求以及故障状态等条件来确定。

    在阀体部分涉及计算中应着重考虑以下四个方面：
    A根据工作温度情况，考虑阀盖结构和高温使用情况下的外加热膨胀间隙，这就可以有效避免发干在高温状态下使用时被卡死。
    B 根据阀芯结构形式确定不同流量特性结构的尺寸。
    C 根据压力和材质进行阀体壁厚计算。
    D 进行诸如阀座凸肩和阀体内安装阀座台阶处危险断面强度校核等。

    在执行机构选样中着重应注意以下四个方面：
    A 根据压差和泄露量的要求，选择合适的执行机构大小以及弹簧范围。
    B 根据使用寿命及现场要求选样执行机构的类型和是否带有手动附件。
    C 根据阀体部分的要求选择行程。
    D对执行机构关键进行校核。对于结构的设计，主要在于执行机构和调节部分的选择，对于粘稠介质或带有悬浮颗粒，易结疤的介质，其芯件执行运动是阻力大宜选择回转动作的阀门诸如：偏转阀、、等等，这几种阀门施行回转运动作关闭时与介质流向有一个切入角，运动阻力小，而且对于阀座上的残余物有清洗作用，能保证关闭严密，在这种状况下往往需要带力放大装置的执行机构，（按力矩平衡原理，可达3倍至20倍），往往适应于高压差场合，但由于多次的力传递，也导致了这些阀门的调节精度较低，对于气态介质和粘浊度较低的净水之类截至一选择直行程类阀门，如柱塞阀、笼式阀、闸板阀、隔膜阀、放料阀等等。但要根据工艺压差考虑阀门不见的力平衡机构和执行型号。

   选型工作中很重要的另一个环节是对材料的确认，主要考虑三方面的需要：耐压强度的要求、耐腐蚀性、高温及深冷状态下的稳定性。通常考虑用材料位普通碳钢和铸铁，如ZG25、HT200；有腐蚀场合一般为奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni12Mo2Ti，或国外牌号：316、316L，对于强碱腐蚀有的采用316L，也有用钛材的，但钛材成本太高，用户很难承受，这样就可用带有防腐蚀衬里的刚性壳体来代替，即可有效的防腐，又可大大降低成本（如衬F4、聚三氟氯乙烯、橡胶等等）。

   对于特殊要求阀门则必须考虑其特殊条件，否则就要出问题，诸如：对于在高压差是用场合的阀门，其压力恢复系数FL大，压力不会恢复，会出现闪蒸现象，造成芯、座等截流部分的气蚀损坏，或者引起芯件振动，在设计、选型时就应考虑分段降压，把总的压差分为几段之和，采取多级降压得阀芯结构或者降压附件，就可有效地防止气蚀现象的产生；对于热流而冷凝型介质的状态下，应保证介质具有正常流动的加温装置；而对于泄漏量极小，密封精度要求高的阀门，常温使用情况下考虑采用金属阀芯软密封阀座，而对于高温使用场合，则考虑采用浮动弹性密封结构或者高精度、高密封比压的平面密封结构。

    四、附件的择优

   众所周知，在现代化装置中考核的多式整套设备的性能，而较少情况单独使用不带附件的，由此，足见附件的重要性。附件主要包括：阀门定位器、空气过滤减压阀、电磁阀、限位开关、位置显示器及保位阀等等。生产这些附件的厂家很多，附件状况及大小千差万别，但其性能要求则大同小异。那么选择什么样的附件合适呢？我们分析大体有以下几个条件供选型参考。

    A 外形小巧美观
    B 量程范围广、使用面宽
    C 灵敏度高、性能稳定，精确度高、寿命长
    D 易于掌握、调整方便，使一般仪表工都能适应
    E 能经受环境污染和腐蚀的考验
    F 耗气量小

   本公司近几年使用的中德合资徐州阿卡控制阀门有限公司的系列产品，例如：公司的乙烯扩建项目中为号LV-133、134、PV-127A/B、FV-142、FV-138等质量不错，较好地解决了现场的使用问题。