調節閥使用中常見問題和故障:
調節閥在使用過程中經常會出現一些意想不到的問題,那么在針對于各種工況不一樣型號的調節閥多有那些問題呢?針對調試過程中經常出現的閥門內漏、外漏、開關時間不合格、開關不到位等問題,將其調節閥所存在的問題的原因主要分為控制元件故障、執行機構故障、閥體故障。
作為自控系統中的執行器,調節閥質量的好壞與設計院、生產廠家和用戶都有著密切的關系。從廣義來講,質量不只和生產商相關,還應包含系統設計人員、生產廠家和使用人員,因此,提高調節閥的應用質量應從全過程來考慮,尤其是選型質量。而要提高調節閥選型質量,則必須提高調節閥從業人員的知識和應用水平。下面列舉常見的應用問題,這些問題若能很好地處理,可以說你選閥就不會出現大的質量事故。
1、確定彈簧范圍――涉及彈簧范圍、啟始工作壓力、輸出力、穩定性、調整等。
2、材質與結構――一個優秀的工程設計人員,所選的閥結構和材質應是在滿足使用功能前提下,得到的是簡單的結構、最低的價格(相對而言)。相反,花了很多錢,甚至引進產品,還是用不好,這種費用可差20~30倍。用不好的影響則更大,開開停停,造成經濟損失和產量下降,有的甚至無法投用。因此,一個有經驗的系統設計人員就知道閥在現場的重要性,一開始就重視閥的正確選型,并與我們密切配合。
3、附件——對主體的保證和有意的補償。
4、口徑計算――小了不能滿足Qmax,大了常小開度工作,調節性能差,壽命短。
5、校核關閉時的△P――有些根本就不作校核,造成閥關不死,打不開。
6、校核可調比R――R小了不能滿足流量變化范圍。
也有很多成功的例子,成功首先在于他們的正確選型。這些例子都是筆者親自經歷的:
△成都化工廠――濕氯氣調節,原為美國閥,選用氯氣專用閥后,實現了國產化。
△什邡化工總廠――346工程選用磷銨專用閥,投運兩年多正常。
△紅光化工廠――98%濃硝酸,選用全四氟耐蝕閥,1992年至今運行正常。
△云南氮肥廠――磷酸及混和介質,選用耐腐蝕球閥代替預先準備進口的產品,產品從1992年至今運行正常,還節約10多萬美元。
△武鋼――技改選用微壓力自力式閥,解決了爐膛50mmHzO的超低壓穩定問題。
△化八院——選用的耐鹽酸調節閥,因所選閥型和材料恰當,已使用兩年以上。
△化六院與沙市農藥廠——精細化工工程,多種物質混合成的強腐蝕性介質,該閥1993年投用至今正常。
△化四院——選用燒堿專用閥,克服了燒堿蒸發系統高溫濃堿腐蝕與堵卡問題。
△化八院與內蒙吉蘭泰化工項目——水處理(脫鹽水)系統,以往無論國內外裝置均用襯膠蝶閥或隔膜閥,閥一直用不好。該廠改引進隔膜閥用我們為之專門設計的水處理閥后,閥已運行了兩年多。類似的還有云南氮肥廠。
△核動力設計院——選用高溫高壓、0.2秒緊急動作閥,保證了試驗裝置運行。
調節閥使用中常見問題和故障 為了保證氣動調節閥滿足穩、準、快的要求,解決由于閥位反饋測量不準或氣動閥門定位器故障引起的控制器開度與閥門開度不一致問題,須對氣動調節閥進行整體性調校驗證,控制器將輸入信號平穩地按增大和減小方向輸入電氣轉換/定位器,測量各點對應的閥門開度(行程)是否滿足控制要求。主要分為5個關鍵調校點:0%、25%、50%、75%、100%開度進行驗證,通過相應的調節機構分別對0%開度和其它開度進行整定,使手操器或DCS系統開度與現場閥門開度一致。由于無法確定調節閥的實際行程值,始點和終點兩個關鍵點必須調準,不然會導致閥門關閉不嚴導致內漏發生或調節精度不夠。其中作為閥門控制附件的電/氣閥門定位器實質是電/氣轉換器和氣動定位器的組合儀表,將電信號轉化成氣壓信號,然后轉化成執行器的位移,并且可以通過閥門位移反饋使閥門按照控制要求達到目標開度,根據問題重點檢查氣室管路泄露、節流孔堵塞、擋板位置及光潔度、電磁線圈是否斷線、零點量程調整是否正確、調零彈簧是否變形、凸輪及反饋桿安裝位置、正負極接線是否正確等。
調節閥氣動執行機構故障問題 氣動執行機構要求既要有足夠的推力,同時死區又較小,它要克服閥塞的不平衡力、閥門關閉等級要求的閥座負荷、填料及閥內件摩擦力等各種阻力。氣動執行機構分為薄膜式和活塞式,薄膜式主要有膜室、膜片、彈簧、推桿、彈簧調整件、限位裝置、手輪機構等零部件組成,其結構簡單、工作可靠,薄膜式氣動調節閥通常安裝在要求反應速度快的小口徑管道上,故障時重點檢查膜片、密封環、緊固推盤、閥桿緊固螺栓、膜室螺栓、彈簧及預緊力、閥桿光潔度以及彎曲度、執行器工作氣壓;活塞式主要由缸體、活塞、密封環、閥桿、手輪機構等零部件組成,其具有控制閥門的開關可提供較大行程、可提供足夠所需關閉力、具有一定開關速度,與薄膜式相比,執行機構允許操作壓力更高,因此輸出推力大,一般安裝在口徑較大且反應靈敏的管道上,但價格也較高,故障時主要檢查活塞密封環、缸體內壁、柱塞推桿是否磨損、執行器工作氣壓、氣室密閉性、閥門行程。
調節閥閥體故障問題 故障時主要檢查的內容:閥體內壁的耐壓、耐腐蝕情況;閥座因螺紋內表面腐蝕使其松動或沖壞;閥芯因腐蝕、磨損引起的松動;膜片、O形圈、密封墊的老化、破損;密封填料的老化、干涸引起的破損。
試過程實例分析
以秦山某核電廠的專設安全設施中的余熱排出系統的RRA013/024/025VP為例,通過主控室或應急停堆盤的手操器遠程手動控制流量和溫度,其各配備一個電-氣轉換器,運行壓力4.7MPa,運行溫度180℃,啟閉時間60s,如果在發生動力源故障(斷氣、斷電、斷信號),閥門必須保持原位,以延長對反應堆堆芯的冷卻時間,及時排出堆芯余熱,提高核電廠安全性。在調試過程中,必須做氣動調節閥做閥門保壓試驗,由儀表用壓縮空氣分配系統SAR供0.9MPa~1MPa(abs)的壓縮空氣,用手動控制站405RC調節RRA024和025VP,使RRA006MD上總的流量約為1140m3/h時,RRA024、025VP和013VP的閥位相同,然后將主控KSC的RRA013VP的手操器RRA404RC由自動打為手動,消除冷卻劑流量波動對閥門開度的影響,切斷氣源,保壓時間不少于2h,檢查其閥門開度變化來判斷氣室壓力是否下降,經檢查閥門RRA024VP不能保壓。經綜合分析,問題應該出在氣路故障,按照由易到難的原則利用檢漏液進行如下排查:(1)氣路泄露檢查;(2)氣室氣密性檢查,經檢查驗證,發現起保壓作用的保壓閥出現氣體泄露問題,采取更換保壓閥,并重新充氣進行保壓試驗,最終驗證了該氣動調節閥滿足故障保位的功能要求。
為什么雙座閥小開度工作時容易振蕩
對單芯而言,當介質是流開型時,閥穩定性好;當介質是流閉型時,閥的穩定性差。雙座閥有兩個閥芯,下閥芯處于流閉,上閥芯處于流開,這樣,在小開度工作時,流閉型的閥芯就容易引起閥的振動,這就是雙座閥不能用于小開度工作的原因所在。
為什么雙密封閥不能當作切斷閥使用
雙座閥閥芯的優點是力平衡雙密封閥結構,允許壓差大,而它突出的缺點是兩個密封面不能同時良好接觸,造成泄漏大。如果把它人為地、強制性地用于切斷場合,顯然效果不好,即便為它作了許多改進(如雙密封套筒閥),也是不可取的。
什么直行程調節閥防堵性能差,角行程閥防堵性能好
直行程閥閥芯是垂直節流,而介質是水平流進流出,閥腔內流道必然轉彎倒拐,使閥的流路變得相當復雜(形狀如倒'S'型)。這樣,存在許多死區,為介質的沉淀提供了空間,長此以往,造成堵塞。角行程閥節流的方向就是水平方向,介質水平流進,水平流出,容易把不干凈介質帶走,同時流路簡單,介質沉淀的空間也很少,所以角行程閥防堵性能好。
為什么直行程調節閥閥桿較細
它涉及一個簡單的機械原理:滑動摩擦大、滾動摩擦小。直行程閥的閥桿上下運動,填料稍壓緊一點,它就會把閥桿包得很緊,產生較大的回差。為此,閥桿設計得非常細小,填料又常用摩擦系數小的四氟填料,以便減少回差,但由此派出的問題是閥桿細,則易彎,填料壽命也短。解決這個問題,好的辦法就是用旅轉閥閥桿,即角行程類的調節閥,它的閥桿比直行程閥桿粗2——3倍,且選用壽命長的石墨填料,閥桿剛度好,填料壽命長,其摩擦力矩反而小、回差小。
為什么角行程類閥的切斷壓差較大?
角行程類閥的切斷壓差較大,是因為介質在閥芯或閥板上產生的合力對轉動軸產生的力矩非常小,因此,它能承受較大的壓差。
為什么脫鹽水介質使用襯膠蝶閥、襯氟隔膜閥使用壽命短?
脫鹽水介質中含有低濃度的酸或堿,它們對橡膠有較大的腐蝕性。橡膠的被腐蝕表現為膨脹、老化、強度低,用襯膠的蝶閥、隔膜閥使用效果都差其實質就是橡膠不耐腐蝕所致。后襯膠隔膜閥改進為耐腐蝕性能好的襯氟隔膜閥,但襯氟隔膜閥的膜片又經不住上下折疊而被折破,造成機械性破壞,閥的壽命變短。現在好的辦法是用水處理專用球閥,它可以使用到5——8年。
為什么切斷閥應盡量選用硬密封
切斷閥要求泄漏越低越好,軟密封閥的泄漏是低的,切斷效果當然好,但不耐磨、可靠性差。從泄漏量又小、密封又可靠的雙重標準來看,軟密封切斷就不如硬密封切斷好。如全功能超輕型調節閥,密封而堆有耐磨合金保護,可靠性高,泄漏率達10——7,已經能夠滿足切斷閥的要求。
為什么套筒閥代替單、雙座閥卻沒有如愿以償
20世紀60年代問世的套筒閥,70年代在國內外大量使用,80年代引進的石化裝置中套筒閥占的比率較大,那時,不少人認為,套筒閥可以取代單、雙座閥,成為第二代產品。到如今,并非如此,單座閥、雙座閥、套筒閥都得到同等的使用。這是因為套筒閥只是改進了節流形式、穩定性和維護好于單座閥,但它重量、防堵和泄漏指標上與單、雙座閥一致,它怎能取代單、雙座閥呢?所以,就只能共同使用。
為什么說選型比計算更重要
計算與選型比較而言,選型要重要得多,復雜得多。因為計算只是一個簡單的公式計算,它的本身不在于公式的度,而在于所給定的工藝參數是否準確。選型涉及到的內容較多,稍不慎,便會導致選型不當,不僅造成人力、物力、財力的浪費,而且使用效果還不理想,帶來若干使用問題,如可靠性、壽命、運行質量等。
為什么在氣動閥中活塞執行機構使用會越來越多
對于氣動閥而言,活塞執行機構可充分利用氣源壓力,使執行機構的尺寸比薄膜式更小巧,推力更大,活塞中的O型圈也比薄膜可靠,因此它的使用會越來越多。
調節閥故障問題結語
針對調節閥在核電廠調試過程遇到的常見問題,根據其現象進行了分析研究。核電機組調試在整個核電站的建設過程中,上承設計、施工、安裝、下接機組商業運行,調試是驗證其前期階段可靠性,確保核電機組安全投運的關鍵環節。調試過程中必須嚴格按照調試標準和規程進行,根據調試過程所出現的問題進行分析討論解決,確保機組商運的安全。