德國(guó)GSR自力式調(diào)節(jié)閥實(shí)際應(yīng)用

在生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥是一個(gè)重要的、*的環(huán)節(jié)，被稱之為生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的“手腳”，是自動(dòng)控制系統(tǒng)的終端控制元件之一。
調(diào)節(jié)閥流路簡(jiǎn)單、阻力小，一般情況下適用于正向使用(安裝)。然而在高壓降場(chǎng)合調(diào)節(jié)閥反向使用，以改善不平衡力和減少對(duì)閥芯的損傷，同時(shí)也有利于介質(zhì)的流動(dòng)、避免調(diào)節(jié)閥結(jié)焦和堵塞。調(diào)節(jié)閥在反向使用時(shí)，特別應(yīng)該避免長(zhǎng)時(shí)期小開度開啟的情況，以防引起強(qiáng)烈振蕩而損壞閥芯。特別在化工裝置試生產(chǎn)階段，由于試生產(chǎn)時(shí)負(fù)荷較低、設(shè)計(jì)工藝條件不可能很快達(dá)到要求，反向使用的調(diào)節(jié)閥應(yīng)盡可能避免較長(zhǎng)時(shí)間的小開度開啟狀況，以防調(diào)節(jié)閥損壞。
調(diào)節(jié)閥是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥兩部分組成。從水力學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，調(diào)節(jié)閥是一個(gè)局部阻力可以變化的節(jié)流元件，調(diào)節(jié)閥是按照輸入信號(hào)通過(guò)改變行程來(lái)改變阻力系數(shù)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。
結(jié)構(gòu)與使用
1調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)
調(diào)節(jié)閥除閥體為角型外，其他結(jié)構(gòu)均和單座閥相似，其特點(diǎn)決定了它的流路簡(jiǎn)單，阻力小，特別有利于高壓降、高粘度、含有懸浮物和顆粒狀物質(zhì)流體的調(diào)節(jié)。它可以避免結(jié)焦，粘結(jié)和堵塞等現(xiàn)象發(fā)生，也便于清洗和自凈。
2調(diào)節(jié)閥正、反向使用比較
一般情況下，調(diào)節(jié)閥均采用正向安裝，即底進(jìn)側(cè)出。只有在高壓差場(chǎng)合和高粘度、易結(jié)焦、含懸浮顆粒物介質(zhì)的情況下，才推薦反向安裝，即物料側(cè)進(jìn)底出。調(diào)節(jié)閥反向使用的目的是為了改善不平衡力和減少對(duì)閥芯的磨損，同時(shí)也有利于高粘度、易結(jié)焦和含懸浮顆粒物介質(zhì)的流動(dòng)，避免結(jié)焦和堵塞。
反向使用剖析
調(diào)節(jié)閥在高壓降的工藝條件下，推薦反向使用。在試車時(shí)，調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生強(qiáng)烈振蕩，且發(fā)出刺耳的噪聲，試車4h后閥芯就斷裂了。但此并非質(zhì)量問(wèn)題，而是由于使用不合理所致。下面就其斷裂原因進(jìn)行分析。
除了蝶閥和隔膜閥在結(jié)構(gòu)上*對(duì)稱外，所有其他結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥都是不對(duì)稱的。當(dāng)調(diào)節(jié)閥改變流動(dòng)方向時(shí)，由于流路的變化會(huì)引起)值變化。各類調(diào)節(jié)閥的正常流向均為使閥芯打開的方向(正向使用)，生產(chǎn)廠也只提供正常流向時(shí)的流通能力)值和流量特性。當(dāng)調(diào)節(jié)閥反向使用時(shí)，既流體沿著使閥芯關(guān)閉的方向流動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)閥的流通能力會(huì)增大。水聯(lián)動(dòng)試車時(shí)，模擬工藝條件不可能很快達(dá)到正常狀態(tài)，調(diào)節(jié)閥在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)處于小開度狀態(tài)下使用，由于不平衡力的作用，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的不穩(wěn)定。所以調(diào)節(jié)閥會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的震蕩并發(fā)出刺耳的噪聲，因而導(dǎo)致閥芯很快斷裂。而在正常工藝條件下，調(diào)節(jié)閥的開度是適中的，即使小開度也是短暫的，所以調(diào)節(jié)閥可正常安全使用。
結(jié)論
一般情況下，調(diào)節(jié)閥均不推薦反向使用，只有在高壓差、高粘度、易結(jié)焦和含懸浮顆粒介質(zhì)才推薦反向使用。反向使用時(shí)，應(yīng)避免長(zhǎng)期小開度情況下運(yùn)行，尤其在試車時(shí)更應(yīng)注意。
影響調(diào)節(jié)閥正常運(yùn)行的因素及對(duì)策
1、前言
在自動(dòng)化程度較高的化工控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)閥作為自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的終端執(zhí)行裝置，接受控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)化工流程的調(diào)節(jié)。它的動(dòng)作靈敏度直接關(guān)系著調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際統(tǒng)計(jì)有70%左右的故障出自調(diào)節(jié)閥。因此在日常維護(hù)中總結(jié)分析影響調(diào)節(jié)閥安全運(yùn)行的因素及其對(duì)策。
2、卡堵
調(diào)節(jié)閥經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題是卡堵，出現(xiàn)在新投運(yùn)系統(tǒng)和大修投運(yùn)初期，由于管道內(nèi)焊渣、鐵銹等在節(jié)流口、導(dǎo)向部位造成堵塞使介質(zhì)流通不暢，或調(diào)節(jié)閥檢修中填料過(guò)緊，造成摩擦力增大，導(dǎo)致小信號(hào)不動(dòng)作大信號(hào)動(dòng)作過(guò)頭的現(xiàn)象。
故障處理：可迅速開、關(guān)副線或調(diào)節(jié)閥，讓臟物從副線或調(diào)節(jié)閥處被介質(zhì)沖跑。另一辦法用管鉗夾緊閥桿，在外加信號(hào)壓力情況下，正反用力旋動(dòng)閥桿，讓閥芯閃過(guò)卡處。若不能則增加氣源壓力增加驅(qū)動(dòng)功率反復(fù)上下移動(dòng)幾次，即可解決問(wèn)題。如若仍不動(dòng)作，則需解體處理。
3、泄漏
3.1閥內(nèi)漏，閥桿長(zhǎng)短不適。氣開閥，閥桿太長(zhǎng)閥桿向上的（或向下）的距離不夠，造成閥芯和閥座之間有空隙，不能充分接觸，導(dǎo)致關(guān)不嚴(yán)而內(nèi)漏。同樣氣關(guān)閥閥桿太短，導(dǎo)致閥芯和閥座之間有空隙，不能充分接觸，導(dǎo)致關(guān)不嚴(yán)而內(nèi)漏。
解決辦法：應(yīng)縮短（或延長(zhǎng)）調(diào)節(jié)閥閥桿使調(diào)節(jié)閥長(zhǎng)度合適，使其不再內(nèi)漏。
3.2填料泄漏。填料裝入填料函以后，經(jīng)壓蓋對(duì)其施加軸向壓力。由于填料的塑性，使其產(chǎn)生徑向力，并與閥桿緊密接觸，但這種接觸是并不是非常均勻的。有些部位接觸的松，有些部位接觸的緊，甚至有些部位沒有接觸上。調(diào)節(jié)閥在使用過(guò)程中，閥桿同填料之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這個(gè)運(yùn)動(dòng)叫軸向運(yùn)動(dòng)。在使用過(guò)程中，隨著高溫、高壓和滲透性強(qiáng)的流體介質(zhì)的影響，調(diào)節(jié)閥填料函也是發(fā)生泄漏現(xiàn)象較多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏，對(duì)于紡織填料還會(huì)出現(xiàn)滲漏（壓力介質(zhì)沿著填料纖維之間的微小縫隙向外泄漏）。閥桿與填料間的界面泄漏是由于填料接觸壓力的逐漸衰減，填料自身老化等原因引起的，這時(shí)壓力介質(zhì)就會(huì)沿著填料與閥桿之間的接觸間隙向外泄漏。
解決對(duì)策：為使填料裝入方便，在填料函頂端倒角，在填料函底部放置耐沖蝕的間隙較小的金屬保護(hù)環(huán)（與填料的接觸面不能為斜面），以防止填料被介質(zhì)壓力推出。填料函各部與填料接觸部分的金屬表面要精加工，以提高表面光潔度，減少填料磨損。填料選用柔性石墨，因其具有氣密性好，摩擦力小，長(zhǎng)期使用后變化小，磨損的燒損小，維修容易，壓蓋螺栓重新擰緊后摩擦力不發(fā)生變化，耐壓性和耐熱性良好，不受內(nèi)部介質(zhì)的侵蝕，與閥桿和填料函內(nèi)部接觸的金屬不發(fā)生點(diǎn)蝕或腐蝕。這樣，有效地保護(hù)了閥桿填料函的密封，保證了填料的密封的可靠性和長(zhǎng)期性。
3.3閥芯、閥座變形泄漏。芯、閥座泄漏的主要原因是由于調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)過(guò)程中的鑄造或鍛造缺陷可導(dǎo)致腐蝕的加強(qiáng)。而腐蝕介質(zhì)的通過(guò)，流體介質(zhì)的沖刷也可造成調(diào)節(jié)閥的泄漏。腐蝕主要以侵蝕或氣蝕的形式存在。當(dāng)腐蝕性介質(zhì)在通過(guò)調(diào)節(jié)閥時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生對(duì)閥芯、閥座材料的侵蝕和沖擊使閥芯、閥座成橢圓形或其他形狀，隨著時(shí)間的推移，導(dǎo)致閥芯、閥座不配套，存在間隙，關(guān)不嚴(yán)發(fā)生泄漏。
解決方法：關(guān)鍵把好閥芯、閥座的材質(zhì)的選型關(guān)、質(zhì)量關(guān)。選擇耐腐蝕材料，對(duì)麻點(diǎn)、沙眼等缺陷的產(chǎn)品堅(jiān)決剔除。若閥芯、閥座變形不太嚴(yán)重，可經(jīng)過(guò)細(xì)砂紙研磨，消除痕跡，提高密封光潔度，以提高密封性能。若損壞嚴(yán)重，則應(yīng)重新更換新閥。
4、振蕩
調(diào)節(jié)閥的彈簧剛度不足，調(diào)節(jié)閥輸出信號(hào)不穩(wěn)定而急劇變動(dòng)易引起調(diào)節(jié)閥振蕩。還有說(shuō)選閥的頻率與系統(tǒng)頻率相同或管道、基座劇烈振動(dòng)，使調(diào)節(jié)閥隨之振動(dòng)。選型不當(dāng)，調(diào)節(jié)閥工作在小開度存在著急劇的流阻、流速、壓力的變化，當(dāng)超過(guò)閥剛度，穩(wěn)定性變差，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生振蕩。
解決對(duì)策：由于產(chǎn)生振蕩的原因是多方面的，因此具體問(wèn)題具體分析。對(duì)振動(dòng)輕微的振動(dòng)，可增加剛度來(lái)消除。如選用大剛度彈簧，改用活塞執(zhí)行結(jié)構(gòu)。管道、基座劇烈震動(dòng)通過(guò)增加支撐消除振動(dòng)干擾；選閥的頻率與系統(tǒng)頻率相同，則更換不同結(jié)構(gòu)的閥；工作在小開度造成的振蕩，則是選型不當(dāng)流通能力C值選大，必須重新選型流通能力C值較小的或采用分程控制或子母閥以克服調(diào)節(jié)閥工作在小開度。
5、閥門定位器故障
5.1普通定位器采用機(jī)械式力平衡原理工作，即噴嘴擋板技術(shù)，主要存在以下故障類型：
1）因采用機(jī)械式力平衡原理工作，其可動(dòng)部件較多，容易受溫度，振動(dòng)的影響，造成調(diào)節(jié)閥的波動(dòng)；
2）采用噴嘴擋板技術(shù)，由于噴嘴孔很小，易被灰塵或不干凈的氣源堵住，是定位器不能正常工作；
3）采用力的平衡原理，彈簧的彈性系數(shù)在惡劣現(xiàn)場(chǎng)下發(fā)生改變，造成調(diào)節(jié)閥非線性導(dǎo)致控制質(zhì)量下降。
5.2智能定位器由微處理器（cpu）、A/D,D/A轉(zhuǎn)換器及等部件組成，其工作原理與普通定位器截然不同。給定值和實(shí)際值的比較純是電動(dòng)信號(hào)，不再是力平衡。因此能夠克服常規(guī)定位器的力平衡的缺點(diǎn)。但在用于緊急停車場(chǎng)合時(shí)，如緊急切斷閥、緊急放空閥等。這些閥門要求靜止在某一位置，只有緊急情況出現(xiàn)時(shí)，才需要可靠地動(dòng)作。長(zhǎng)時(shí)間停留在某一位置容易使電氣轉(zhuǎn)換器失控造成小信號(hào)不動(dòng)作的危險(xiǎn)情況。此外用于閥門的位置傳感電位器由于工作在現(xiàn)場(chǎng)，電阻值易發(fā)生變化造成小信號(hào)不動(dòng)作，大信號(hào)全開的危險(xiǎn)情況。因此為了確保智能定位器的可靠性和可利用性，必須對(duì)它們進(jìn)行頻繁的測(cè)試