探讨调节阀的选型及应用

2022-12-13

调节阀是在过程控制系统中, 使液体流量发生改变的装置。调节阀的可靠性对调节阀的质量、系统安全等存在重要影响。受多种因素的影响, 调节阀很难达到生产现场的相关要求, 并且在流量调节方面存在较多问题, 因此对于调节阀而言, 其结构形成的选择要充分结合具体的工艺条件。

1 调节阀使用状况

一般情况下, 得到广泛应用的蒸汽调节阀包括双座调节阀、套筒阀以及套筒调节阀, 经过实践应用, 可以发现套筒阀以及套筒调节阀很容易发生故障, 如阀芯卡滞、阀座与阀芯抱死等。因为被测介质是蒸汽, 无其他杂质问题, 因此, 经过分析上述故障原因, 主要是蒸汽温度对套筒带来较大影响。

通常, 液体调节阀被广泛应用在氨合成过程, 容易出现内漏、杂音等问题, 且阀体表明呈蜂窝状, 其主要原因是阀座脱落。因为流量面积骤缩, 流速增大, 从而使液体分离出气体, 成为气液双向流动的现象;介质通过节流口以后, 其速度便会下降, 恢复正常压力, 若压力超过饱和蒸汽压, 便会使气泡再次恢复为液体, 受压力冲击波的影响, 阀体表明便会逐渐形成蜂窝状。

2 调节阀的选型

调节阀结构的选择, 要从多个方面予以考虑, 比如压力、调节范围、介质温度以及流动性等;其中流量要充分满足系统的实际情况, 并可以实现有效补偿。调节阀选型的基本原则是流量特性和调节对象、特性等处于相反状态, 继而使调节系统特性更加符合要求。一般情况下, 流量特性要根据工艺系统的实际情况进行选择, 并且要考虑其适用范围。

2.1 直线流量特性适用范围

差压无显著变化, 几乎处于恒定状态;受外部干扰不明显, 可调范围十分有限;工艺流程参数变化有规律可循, 呈线性变化。

2.2 等百分比特性适用范围

管道系统的压力损失十分大;可调节范围广泛;相对而言, 阀上差压变化比较大;基于小开度的前提, 调节阀开始运行;工艺系统承载负荷比较大, 波动较大。

3 调节阀的安装

调节阀在投运初期, 要清扫管道, 并及时选择有效的隔离措施, 以避免管道杂物在导向部位聚集, 进而导致介质流通不畅, 若调节阀填料过多, 容易增加摩擦力, 就会产生小信号不动作的问题。通过合理安装调节阀, 可以有效提高其在控制系统中的作用。因此, 在整个安装过程中, 需要注意多个方面的因素:一是调节阀要安装在水平管道上, 并和管道处于垂直状态, 若要倾斜, 则要增加支撑, 且调节阀前后要有直管道。二是液体流向要符合要求, 即和阀体要求一致;三是调节阀尽量安装在便于维修的位置;四是调节阀口径低于管道口径的情况下, 选择锥形管进行连接;五是调节阀工作环境的温度比较低, 则需要增加伴热管。

4 典型应用

磷铵产品作为高元复混肥, 生产过程中需要控制的介质非常多, 且控制比较严格, 包括磷酸、蒸汽、水、硫酸以及热空气量等。

4.1 用于硫酸"磷酸"磷铵料浆的调节阀

基于磷酸、硫酸等物质的特性, 其生产环境比较恶劣, 因此, 调节阀的选择, 要以耐冲刷、耐腐蚀为主, 且便于维修, 常应用的调节阀有V形阀、隔膜阀以及曲挠阀, 均存在使用缺陷:V形阀主要用在磷酸量的调节方面, 因磷酸中存在易粘连的物质, 因此容易使调节阀阀芯卡住;隔膜阀的调节性能虽然利于生产, 但其耐冲刷能力比较差, 使用寿命短, 且维修费用偏高;曲挠阀能够有效解决调节粘稠料浆量的问题, 但耐腐蚀性一般, 且维修困难, 执行部分的滚动膜片容易漏气, 卡死阀杆。而采用新型的全功能超轻型阀, 其性能比较好, 耐腐蚀、耐冲刷, 而且维修比较方便, 维修费用低, 出现故障的几率远远低于上述三种阀门。

4.2 用于蒸汽、气氨、水的调节阀

此类调节阀和全功能超轻型调节阀相比而言, 最为显著的优势之一便是体积小、轻便, 并且具备良好的调节性能, 石墨填料密闭性远远高于一般薄膜阀。因为一般薄膜阀填料主要是四氟, 密闭性比较差, 安装过程中容易出现拉裂现象。全功能超轻型调节阀不存在以上缺点, 在设计方面主要参考了其他调节阀的结构、优点及缺点, 因此具有很大优势。此外, 全功能超轻型调节阀的执行器拆换十分便捷, 为备用物品数量的减少提供了方便。

4.3 尿素用调节阀

尿素合成塔出口减压阀的质量面对尿素生产过程的安全性带来很大影响。常用的调节阀是高压角型阀, 主要缺陷是内件容易受损, 且阀芯甚至断裂, 因此需要经常检修阀芯及阀座, 避免其对设备及人身安全造成的影响。综合考虑上述调节阀的缺点, 选择多级降压高压阀, 此调节阀的特征是多次节流分摊压差, 且多孔均流能够避免侧向推力的出现, 提高了使用周期, 节约了大量维修资金, 并在一定程度上提高了生产的安全性。

5 结语

调节阀的选型、安装是具有密切联系的两个环节, 要确保调节阀的效果良好, 就需要合理选型、正确安装。受生产条件的影响, 调节阀的选择、安装需要综合分析多方面的因素, 比如现场条件、生产环境等, 从而提高调节阀的选择正确性, 降低其在生产中发生故障的可能性, 继而在根本上保证生产过程的安全性, 促使生产装置可以厂周期处于正常运行状态。

摘要：针对现实生产中的故障, 通过完善调节阀在选型、安装及使用等环节的步骤, 能够在很大程度上减少仪表发生故障的几率, 促使生产装置能够长期正常运行, 继而在根本上提高调节系统的质量。

关键词：调节阀,选型,应用