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现场调节阀改制的两种办法

时间:2010-07-21 09:46来源:未知 作者:yuanyi 点击:
调节阀 是自控回路中必不可少的终端控制仪表,由于影响它的工作的工艺因素较多,而且如果忽视某一因素,往往使 调节阀 远离设计时的工作点,甚至无法正常工作。自1987年开始,我厂承接多家大型石化装置中 调节阀 的大修任务,经常发现少数现场的 调节阀 ,包

调节阀是自控回路中必不可少的终端控制仪表,由于影响它的工作的工艺因素较多,而且如果忽视某一因素,往往使调节阀远离设计时的工作点,甚至无法正常工作。自1987年开始,我厂承接多家大型石化装置中调节阀的大修任务,经常发现少数现场的调节阀,包括少数进口的阀,其本身的质量是好的,但用户反映这些阀运行不正常,要我厂修理;我们拆开整修后装到原岗位,但运行后旧“病”复发,常见的现象是调节不稳定,发生振动、噪音等,不能满足系统的调节要求,有些阀只好弃而不用,改用手操。后来我们不得不怀疑原来选用上存在问题,就请用户提供这些阀的工艺参数和操作要求,经选用计算后发现这些阀均在小开度下运行,无法实现正常的调节。我们分析发生这种现象的原因有两个:1、调节阀的口径计算和选用不当。2、运行后实际的工艺参数与选用时的数据相差较大。为此我们提出改制措施。对这些现场已用的调节阀,用户一般要求不要改动管道上的法兰,也不要调换阀体,原因很简单,可节省人力物力,更重要的是免去拆卸焊接安装过程中很多麻烦。针对不同的情况我们采用两种改制办法,一是将调节阀的流量特性从直线特性改用等百分比特性。二是在阀体不变的条件下,缩小阀座直径或减少套筒上窗口面积,缩减额定流量系数。有时兼而用之。既缩小阀座直径又改变流量特性。
   下面分别用一个典型实例说明改制前后的情况。1989年10月上海某合资厂选用一台DN50,C=30的直线特性套筒阀,用于20t工业锅炉的给水调节,发现运行不稳定,伴有强烈振动和噪音,我厂两次派人去修理,但仍不能正常使用,只好用手操。后来本人去那个厂参观,详细询问了该阀的工艺参数,具体数据见表一。
表一

 工艺参数  最大值  额定值  最小值
 阀前压力 P1  MPa  1.8  1.6  1.5
 阀后压力 P2  MPa  1.0  0.8  0.5
 流量Q  t/h  16  10  5
 介质温度t  ℃    105  
 

经计算工况C值如下:

Cmax=7.1开度:Kmax=2.1%

 

Cnorm=3.5      Knorm=8.6%

 

Cmin=1.26      Kmin≤1%

 

锅炉经常在额定值附近运行,则调节阀的开度在10%以下,大家知道直线特性的调节阀在10%以下工作是无法稳定的;按上述情况我们提议,在不拆下阀体的情况下,调上一个等百分比特性的套筒,额定C值仍是30,这样可使阀的开度增加。以可调比R=30为例,在同样的工况下,工作点向右移动,计算开度为“额定点Cnorm=3.5   Knorm=37%(不考虑畸变因素)。最大点Cmax=7.1 Kmax=58%,见图一在这样的开度范围内照理是比较好的。但投入自动调节后发现调节阀仍无法稳定地工作,而在作二位式开关动作,很显然这不是调节阀本身的问题,而是自控仪表匹配中存在的问题。经逐步检查发现对于锅炉水位上限幅度,在调节器上设定值太小,即允许液面波动幅度太小,当液面在低水位时,调节器下令阀打开,由于阀的流通能力较大,给水量较在,只要直几秒钟,液面即到达上限值,由于调节器有积分时间,待到它发出信号后又迅速关小,给水量迅速减少,锅炉中的液面又很快到达下限值,待调节器又要令阀开大时,阀已在全关位置,这样形成频繁开关。根据上述分析,我们当场提议将液面的上下波动允许幅度适当放宽,这样调节阀立即能平稳地运行。我们在控制室呆了一个小时观察后,双方都感到满意后才离开,过了一个月本人打电话询问调节阀的运行情况,厂方回答运行正常,至今仍在使用。由于中小型企业使用20t/h蒸发量的工业锅炉较为普遍,在选用给水调节阀方面仍发生类似的问题,我们则推荐采用DN25~40,等百分比特性的套筒阀较为合适。

 

第二个例子是扬子石化公司××厂,两台电动单座阀公称通径DN6",阀座直径dN3",C值为150,直线特性,是德国Gulde公司的产品,用于调节氧气的流量。1991年3月去访问时,厂方反映这两台阀开关频繁,形成继续供气,电动执行机构中的马达因频繁启动而烧坏,我厂仍派人去修好,但重新使用后还是老样子。我们要求提供工艺数据,后寄来具体见表二。

表二

 工艺参数  最大值  额定值  最小值
 阀前压力 P1  MPa 0.30  0.30  0.1
 阀后压力 P2  MPa  100  0.5  0
 流量Q  t/h  1000  400  0
氧气温度t. ℃    常温  
   

经计算:

 

额定工况:Cnorm=7.08.K=4.7%,最大工况Cmax=1.77.Kmax=11.8%如此小的开度,调节阀当然不能稳定地工作。我们建议调换调节阀,但厂方要求在不换阀体的条件下改制,我们立即设计加工了一套特殊的阀芯阀座,利用夏天大修机会想换上去,但是由于时间长了原阀座锈牢在阀体上无法拧下,厂方下了决心拆下阀体,用立车把原阀座车削掉,然后装上那套特殊设计的阀座阀芯,dN为50.C值为32,等百分比特性,这样C值几乎是原来的五分之一,又是等百分比特性,在额定工况下开度为56%最大工况时开度为83%(不考虑畸变因素的计算值),装到原岗位运行后一直稳定运行,至今无故障。

 


近年来由于技术引进和中外技术交流,各行业的设计院和我们制造厂在调节阀计算选用方面都有很大的进步,在大型化工装置和电站等成套项目中,调节阀的选型已趋向规范化,但在中小型企业或初次采用调节阀的单位,由于种种原因,仍有可能出现选用不当的情况,如果发现本文所提到的情况,我想采用上述两个办法进行改制既简单又省事。

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