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現場調節閥改制的兩種辦法

時間:2010-07-21 09:46來源:未知 作者:yuanyi 點擊:
調節閥 是自控回路中必不可少的終端控制儀表,由于影響它的工作的工藝因素較多,而且如果忽視某一因素,往往使 調節閥 遠離設計時的工作點,甚至無法正常工作。自1987年開始,我廠承接多家大型石化裝置中 調節閥 的大修任務,經常發現少數現場的 調節閥 ,包

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調節閥是自控回路中必不可少的終端控制儀表,由于影響它的工作的工藝因素較多,而且如果忽視某一因素,往往使調節閥遠離設計時的工作點,甚至無法正常工作。自1987年開始,我廠承接多家大型石化裝置中調節閥的大修任務,經常發現少數現場的調節閥,包括少數進口的閥,其本身的質量是好的,但用戶反映這些閥運行不正常,要我廠修理;我們拆開整修后裝到原崗位,但運行后舊“病”復發,常見的現象是調節不穩定,發生振動、噪音等,不能滿足系統的調節要求,有些閥只好棄而不用,改用手操。后來我們不得不懷疑原來選用上存在問題,就請用戶提供這些閥的工藝參數和操作要求,經選用計算后發現這些閥均在小開度下運行,無法實現正常的調節。我們分析發生這種現象的原因有兩個:1、調節閥的口徑計算和選用不當。2、運行后實際的工藝參數與選用時的數據相差較大。為此我們提出改制措施。對這些現場已用的調節閥,用戶一般要求不要改動管道上的法蘭,也不要調換閥體,原因很簡單,可節省人力物力,更重要的是免去拆卸焊接安裝過程中很多麻煩。針對不同的情況我們采用兩種改制辦法,一是將調節閥的流量特性從直線特性改用等百分比特性。二是在閥體不變的條件下,縮小閥座直徑或減少套筒上窗口面積,縮減額定流量系數。有時兼而用之。既縮小閥座直徑又改變流量特性。
   下面分別用一個典型實例說明改制前后的情況。1989年10月上海某合資廠選用一臺DN50,C=30的直線特性套筒閥,用于20t工業鍋爐的給水調節,發現運行不穩定,伴有強烈振動和噪音,我廠兩次派人去修理,但仍不能正常使用,只好用手操。后來本人去那個廠參觀,詳細詢問了該閥的工藝參數,具體數據見表一。
表一

 工藝參數  最大值  額定值  最小值
 閥前壓力 P1  MPa  1.8  1.6  1.5
 閥后壓力 P2  MPa  1.0  0.8  0.5
 流量Q  t/h  16  10  5
 介質溫度t  ℃    105  
 

經計算工況C值如下:

Cmax=7.1開度:Kmax=2.1%

 

Cnorm=3.5      Knorm=8.6%

 

Cmin=1.26      Kmin≤1%

 

鍋爐經常在額定值附近運行,則調節閥的開度在10%以下,大家知道直線特性的調節閥在10%以下工作是無法穩定的;按上述情況我們提議,在不拆下閥體的情況下,調上一個等百分比特性的套筒,額定C值仍是30,這樣可使閥的開度增加。以可調比R=30為例,在同樣的工況下,工作點向右移動,計算開度為“額定點Cnorm=3.5   Knorm=37%(不考慮畸變因素)。最大點Cmax=7.1 Kmax=58%,見圖一在這樣的開度范圍內照理是比較好的。但投入自動調節后發現調節閥仍無法穩定地工作,而在作二位式開關動作,很顯然這不是調節閥本身的問題,而是自控儀表匹配中存在的問題。經逐步檢查發現對于鍋爐水位上限幅度,在調節器上設定值太小,即允許液面波動幅度太小,當液面在低水位時,調節器下令閥打開,由于閥的流通能力較大,給水量較在,只要直幾秒鐘,液面即到達上限值,由于調節器有積分時間,待到它發出信號后又迅速關小,給水量迅速減少,鍋爐中的液面又很快到達下限值,待調節器又要令閥開大時,閥已在全關位置,這樣形成頻繁開關。根據上述分析,我們當場提議將液面的上下波動允許幅度適當放寬,這樣調節閥立即能平穩地運行。我們在控制室呆了一個小時觀察后,雙方都感到滿意后才離開,過了一個月本人打電話詢問調節閥的運行情況,廠方回答運行正常,至今仍在使用。由于中小型企業使用20t/h蒸發量的工業鍋爐較為普遍,在選用給水調節閥方面仍發生類似的問題,我們則推薦采用DN25~40,等百分比特性的套筒閥較為合適。

 

第二個例子是揚子石化公司××廠,兩臺電動單座閥公稱通徑DN6",閥座直徑dN3",C值為150,直線特性,是德國Gulde公司的產品,用于調節氧氣的流量。1991年3月去訪問時,廠方反映這兩臺閥開關頻繁,形成繼續供氣,電動執行機構中的馬達因頻繁啟動而燒壞,我廠仍派人去修好,但重新使用后還是老樣子。我們要求提供工藝數據,后寄來具體見表二。

表二

 工藝參數  最大值  額定值  最小值
 閥前壓力 P1  MPa 0.30  0.30  0.1
 閥后壓力 P2  MPa  100  0.5  0
 流量Q  t/h  1000  400  0
氧氣溫度t. ℃    常溫  
   

經計算:

 

額定工況:Cnorm=7.08.K=4.7%,最大工況Cmax=1.77.Kmax=11.8%如此小的開度,調節閥當然不能穩定地工作。我們建議調換調節閥,但廠方要求在不換閥體的條件下改制,我們立即設計加工了一套特殊的閥芯閥座,利用夏天大修機會想換上去,但是由于時間長了原閥座銹牢在閥體上無法擰下,廠方下了決心拆下閥體,用立車把原閥座車削掉,然后裝上那套特殊設計的閥座閥芯,dN為50.C值為32,等百分比特性,這樣C值幾乎是原來的五分之一,又是等百分比特性,在額定工況下開度為56%最大工況時開度為83%(不考慮畸變因素的計算值),裝到原崗位運行后一直穩定運行,至今無故障。

 


近年來由于技術引進和中外技術交流,各行業的設計院和我們制造廠在調節閥計算選用方面都有很大的進步,在大型化工裝置和電站等成套項目中,調節閥的選型已趨向規范化,但在中小型企業或初次采用調節閥的單位,由于種種原因,仍有可能出現選用不當的情況,如果發現本文所提到的情況,我想采用上述兩個辦法進行改制既簡單又省事。

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