浅析精细化工控制调节阀的使用与维护

分类：机械论文发表 时间：2011-09-22 10:35 关注：(1)

浅析精细化工控制调节阀的使用与维护



杨洪

摘要：调节阀是自动控制系统中的执行装置，其质量及使用的正确性直接关系到系统的调节品质。在讨论调节阀的选型及安装的基础上，针对调节阀安装及使用过程中存在的问题进行了分析，并提出了针对性的解决方法。

关键词：调节阀；使用；维护

1、引言

调节阀是精细化工自动控制系统的执行装置，其选型、使用及维护直接关系到控制系统的调节品质。调节阀作为过程控制的终端执行元件，随着人们对系统认识程度的不断加深，人们对调节阀的重视程度也在不断的加重。对于调节阀的应用，除了产品自身的质量、正确的安装及维护之外，它还与正确的计算、选型有关。所以要想确保系统正常的工作运转，就得从最为基础的执行元件把好关，重视调节阀在工作现场的安装和维护。

2、精细化工调节阀的选型及安装

下面将以自动化程度较高的精细化工厂的自动控制系统为例，对调节阀的选型及维护进行一定的探讨。精细化工厂为了提高系统的生产能力，使得部分装置长时间处于高负载的运行情况，导致调节阀经常出现故障，诸如卡堵、磨损、振动腐蚀、冲刷、和漏等，这不但使得调节阀的使用寿命下降，同时还引起整个调节控制系统的调节品质出现问题，进而导致整个工艺系统的生产效率及生产品质出现问题。

2.1 调节阀的选型

2.1.1 调节阀的结构型式选择

调节阀要能够满足介质在温度、压力、流向、流动性、流速调节范围和密封性等方面的要求。尤其是对于液体而言，通常还需要考虑对其粘度进行必要的修正，在粘度过高时，雷洛系数将下降，使得流体的流动状态发生改变。因此，对控制阀的流通能力进行计算时，我们要考虑对粘度系数进行合理的修正。而对于介质为气体时，我们要考虑到其可压缩性、是否为饱和蒸汽或者是过热蒸汽。这时，选定控制阀就需要考虑其公称压力，需要根据介质的最大工作压力来进行确定。同时，在进行调节阀的结构型式选择时，还需要根据介质的粘度、密度及腐蚀性等来进行选择，以满足不同的工艺要求。

2.1.2 调节阀气开式与气关式的选择

在发生事故的情况下，要确保工艺系统处于安全的状态，这就需要在这个时候减少原料或者是动力的消耗，减少危险，同时还能保证产品的质量。同时还应该根据具体的介质特性，来对决定是选择气开阀还是气关阀。

2.1.3 合理的选择执行机构

在选择执行机构时，要着重考虑执行机构的响应速度，确保相应速度能够满足系统的工艺要求。

2.1.4 调节阀流量特性

根据以往设计经验选择调节阀流量特性参照表1。



其中，——正常流量下的阀两端的压差。

——阀门关闭时，阀两端的压差。

表1 调节阀流量特性

除上表中我们常用的两种流量特性外，使用得较多的还有抛物线特性、快开特性等流量特性调节阀。其中，快开特性流量阀适于两位动作的、需要迅速获得阀门的最大流通能力等场合；而抛物线特性可用对数特性来进行替代。

2.2 调节阀的安装

(1) 新安装的调节阀在投入运行的初期，在对工艺管道进行吹扫时，要采取隔离或者是拆除等措施。这样能有效的防止管道中的焊渣、铁锈等进入节流口、导向部位，导致阀口的堵塞，使得介质流通不畅。

(2) 安装调节阀时一般应该保证阀门处于竖直方向，如果一定要倾斜，应该进行支撑。

(3) 管道内介质的流向应该与阀体箭头所标方向一致。

(4) 调节阀安装位置的选择，应该选择易于观察、操作及维护的位置。

(5) 阀门执行机构的信号管应该留有足够的伸缩余度，但不得妨碍执行机构的动作。

3、调节阀运行中存在的问题及维护策略

3.1 调节阀密封不严

这通常是由于阀芯和阀座磨损过于严重、阀芯和阀座处有异物、调节阀的膜头处漏气、阀杆太短、调节阀的前后压差过大或者是零点弹簧预紧力过大而导致的。

维护方法：对定位器、阀芯及阀座的材料、选型及质量等应严格选用。当阀芯、阀座出现变形时，若变形量不大时，可以采用细砂纸研磨，提高密封面光洁度等方式，以提高阀的密封性；若变形量过大，则进行更换。

3.2 调节阀工作状况不稳

导致调节阀工作状况不稳主要是因为：由调节器输出的信号不够稳定、管道或者阀体存在剧烈的震动；流通能力值过大、节流件的配合和导向间隙过大或者是阀门定位器的灵敏度太高。

维护方法：对于比较轻微的振动，我们可以采用适当增加刚度的措施予以消除，例如选用刚度较大的弹簧，或者采用活塞式的执行结构；当管道或者基座发生剧烈震动时，可以采用增加支撑的方式来消除振动和干扰；对于阀门定位器灵敏度过高，可以重新更换定位器。

3.3 阀门定位器故障

采用喷嘴挡板技术的普通定位器，由于其喷嘴孔较小，容易被灰尘或者是不干净的气源堵塞，导致定位器不能正常的工作；对于采用力平衡原理的定位器，当弹簧的弹性系数发生改变后，将导致控制质量下降；电器接口密封不严将导致线圈出现故障，使得定位器也不能正常工作。

维护方法：安装要确保定位器固定牢固，电器接口密封，合理的提高风的净化质量。

结语

调节阀是一项专业性较强的工作，在按照理论方式进行合理使用及维护的同时，还应该根据日常使用实践来合理的对阀门进行专业的维护，这样才能确保调节阀稳定的工作。

参考文献：

[1] HG/T20507-20508-2000,化工自控设计规定.

[2] 蔡铁军. 关于控制阀的选型与维护方法[J]. 广东建材. 2006(8).