調(diào)節(jié)閥在化工廠選型使用中的注意事項(xiàng)

王鵬

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對于化工的需求也越來越強(qiáng)，同時(shí)隨著科技的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)極大的促進(jìn)了工業(yè)的進(jìn)步，通過加快化工行業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程，使用調(diào)節(jié)閥對介質(zhì)的流量進(jìn)行控制已經(jīng)應(yīng)用的較為廣泛。在整個(gè)化工行業(yè)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥被廣泛應(yīng)用于對過程介質(zhì)的控制，在保障化工生產(chǎn)的安全性、穩(wěn)定性以及設(shè)備的維護(hù)與檢修方面都有著重要的作用。文章就調(diào)節(jié)閥在化工行業(yè)中的一些應(yīng)用進(jìn)行介紹并對應(yīng)用過程中需要注意的一些問題進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：化工行業(yè)；調(diào)節(jié)閥；應(yīng)用；注意事項(xiàng)

前言

調(diào)節(jié)閥是一種應(yīng)用較為廣泛的控制裝置，其應(yīng)用于介質(zhì)控制的終端，在其有效調(diào)節(jié)的，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生節(jié)流能耗，隨著調(diào)節(jié)閥的長期使用，其面臨著磨損等問題影響調(diào)節(jié)閥的使用壽命。文章就調(diào)節(jié)閥在使用中容易出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行介紹。

1 調(diào)節(jié)閥簡介

調(diào)節(jié)閥是按照控制信號(hào)的方向與大小，通過改變閥芯的行程來改變閥的阻力系數(shù)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥除精確調(diào)節(jié)流量和控制壓差的同時(shí)，必須要通過豐富的閥芯結(jié)構(gòu)來避免汽蝕和閃蒸情況的發(fā)生，降低噪音，以保證整個(gè)系統(tǒng)長期有效的安全運(yùn)行。但是隨著調(diào)節(jié)閥的長期高負(fù)荷使用，調(diào)節(jié)閥容易產(chǎn)生閥芯腐蝕、沖刷、內(nèi)部磨損以及振動(dòng)、內(nèi)漏等問題，極大的影響了調(diào)節(jié)閥的使用年限及可靠性，對化工行業(yè)的整體自動(dòng)化運(yùn)行造成了極大的安全隱患。當(dāng)調(diào)節(jié)閥的問題較為嚴(yán)重時(shí)將會(huì)造成整個(gè)化工生產(chǎn)的停產(chǎn)，這就對企業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量與速度造成了極大的影響。所以，做好化工行業(yè)中的調(diào)節(jié)閥的選用和安裝調(diào)試，確保調(diào)節(jié)閥能夠在一個(gè)較為良好的情況下工作，保障調(diào)節(jié)閥的使用壽命和可靠性是一個(gè)十分重要的問題。在進(jìn)行調(diào)節(jié)閥的選用時(shí)，要對化工行業(yè)的流程充分的了解，需要對調(diào)節(jié)閥所需控制的介質(zhì)的物理特性以及需要調(diào)節(jié)閥達(dá)到的開口量等都有一個(gè)較為明確的數(shù)據(jù)。所需掌握的介質(zhì)的物理特性主要有：成分、溫度、粘度、密度、進(jìn)出口壓力以及流量等。同時(shí)在調(diào)節(jié)閥的選用時(shí)還需要對調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)及其技術(shù)特性有一個(gè)充分的了解。

2 調(diào)節(jié)閥的流量特性

調(diào)節(jié)閥的流量特性主要是指調(diào)節(jié)閥所需控制的介質(zhì)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的相對流量與調(diào)節(jié)閥開口的相對位移之間的關(guān)系。調(diào)節(jié)閥流量特性選擇需要遵循的是：調(diào)節(jié)閥的流量特性需要與所需控制的對象以及調(diào)節(jié)器之間的特性相反，使得化工廠對于調(diào)節(jié)閥的控制是線性的，極大降低了控制的難度。在進(jìn)行調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇時(shí)需要參考很多影響因素。

（1）調(diào)節(jié)閥的直線性流量調(diào)節(jié)特性，此種特性是調(diào)節(jié)閥中閥芯的位移量與調(diào)節(jié)閥的相對流量之間的線性關(guān)系。此種閥門應(yīng)用的范圍主要有：流通的介質(zhì)壓差較為穩(wěn)定，壓力變化波動(dòng)范圍較小?；すに囅到y(tǒng)中對于流量的控制呈線性。系統(tǒng)內(nèi)部的壓力損失主要是由于調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，調(diào)節(jié)閥工作時(shí)對外部的干擾變化較小，調(diào)節(jié)閥的可調(diào)節(jié)范圍較小。

（2）調(diào)節(jié)閥的百分比調(diào)節(jié)特性，此種特性主要是調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)是根據(jù)介質(zhì)流量的大小按照一定的百分比進(jìn)行調(diào)節(jié)的，不同于線性調(diào)節(jié)閥放大系數(shù)是一個(gè)固定的數(shù)，百分比調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)是一個(gè)變化的量，其大小變化與相對流量的變化相同。此種閥多應(yīng)用于：調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)的流量范圍較大場合以及作用于調(diào)節(jié)閥上的壓差變化范圍較大的區(qū)域。在自動(dòng)化控制的過程中系統(tǒng)介質(zhì)的壓力損失較大，同時(shí)在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中調(diào)節(jié)閥經(jīng)常在較小的開度下進(jìn)行工作。

3 調(diào)節(jié)閥的系統(tǒng)降壓特性

調(diào)節(jié)閥是應(yīng)用化工廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中的終端控制組件，是一種執(zhí)行結(jié)構(gòu)，而整個(gè)控制系統(tǒng)對于調(diào)節(jié)閥的要求是：調(diào)節(jié)閥能夠在較低的能耗下工作，能夠保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。但是以上這兩個(gè)特性無法在一個(gè)系統(tǒng)中同時(shí)存在。如果系統(tǒng)在流量相同的條件下選用一只開口較小的調(diào)節(jié)閥，盡管系統(tǒng)中的其他阻力不會(huì)增加但是系統(tǒng)中的總的阻力會(huì)加大，從而造成系統(tǒng)在調(diào)節(jié)閥上有一個(gè)較大的壓降。如果系統(tǒng)中的介質(zhì)是使用泵來提供壓力的，則在系統(tǒng)壓力增大的情況下需要使用大功率的泵和電機(jī)，使調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生了較大的損耗。而當(dāng)化工廠管道中的流速增加時(shí)，會(huì)造成原先一些管道系統(tǒng)中的阻力部件所產(chǎn)生的壓降也隨之增加。因此，我們在選用調(diào)節(jié)閥的過程中需要進(jìn)行綜合考慮，不但需要從調(diào)節(jié)閥本身的特性出發(fā)還需要考慮其壓降對于整個(gè)化工廠系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響[2]。

4 調(diào)節(jié)閥的閃蒸和氣蝕現(xiàn)象

通過對調(diào)節(jié)閥的使用發(fā)現(xiàn)，在調(diào)節(jié)閥中流動(dòng)的介質(zhì)常常存在著閃蒸和氣蝕兩種影響調(diào)節(jié)閥正常使用的現(xiàn)象，一旦發(fā)生此種現(xiàn)象將會(huì)對調(diào)節(jié)閥開口口徑的選擇和計(jì)算帶來極大的影響，此兩種現(xiàn)象所帶來的噪聲、振動(dòng)都會(huì)對調(diào)節(jié)閥中的彈簧等調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重破壞，從而造成調(diào)節(jié)閥的使用壽命大幅下降。因此，在進(jìn)行調(diào)節(jié)閥的選擇過程中需要對這兩種現(xiàn)象引起足夠的重視。閃蒸是一種液體噴沙現(xiàn)象，其主要發(fā)生在調(diào)節(jié)閥的閥體和化工廠的流體管線下游部分，會(huì)對調(diào)節(jié)閥和化工廠管線的內(nèi)表面造成極為嚴(yán)重沖蝕問題，同時(shí)也降低了調(diào)節(jié)閥的流通能力。而氣蝕則是一種液體狀態(tài)的介質(zhì)，在流經(jīng)調(diào)節(jié)閥中的縮流孔處時(shí)，由于流體的壓力較大使其產(chǎn)生一定的氣化，從而使得流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的液態(tài)介質(zhì)轉(zhuǎn)變成為氣態(tài)介質(zhì)。由于氣蝕在形成的過程中會(huì)發(fā)生明顯的嘶嘶聲，而當(dāng)氣蝕發(fā)展到較為嚴(yán)重的狀態(tài)時(shí)就會(huì)在調(diào)節(jié)閥中產(chǎn)生嘎嘎的聲音，為判斷氣蝕帶來了方便。由于氣蝕所產(chǎn)生的壓力是變化的且伴隨著劇烈的振動(dòng)，這會(huì)對調(diào)節(jié)閥內(nèi)的閥體組件造成極大的破壞，而且，在產(chǎn)生這些振動(dòng)的同時(shí)還對介質(zhì)的流通性能造成了極大的影響，所以，氣蝕與閃蒸都是化工廠中調(diào)節(jié)閥使用時(shí)應(yīng)當(dāng)避免的現(xiàn)象，為此我們可以通過采用以下措施來對其進(jìn)行控制，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要盡量將調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)在系統(tǒng)的最低位置，從而增加調(diào)節(jié)閥的進(jìn)出口壓力，通過在調(diào)節(jié)閥的上下游位置安裝截止閥或者是節(jié)流孔板的方式來改變調(diào)節(jié)閥原有安裝壓降特性。也可以在調(diào)節(jié)閥上加裝專門的反氣蝕內(nèi)件來提高其抗擊以上兩種不良現(xiàn)象的能力。同時(shí)在選用調(diào)節(jié)閥的過程中需要盡量選用材質(zhì)硬度較高的調(diào)節(jié)閥來增加其抗沖擊和腐蝕的能力。這樣在氣蝕發(fā)生的情況下也可以保證調(diào)節(jié)閥正常使用[1]。

5 對于調(diào)節(jié)閥的噪聲分析

氣蝕與噪聲是調(diào)節(jié)閥在對高壓差介質(zhì)進(jìn)行控制時(shí)的主要影響因素，其中閥門噪聲更是化工生產(chǎn)中的重要噪聲源。因此，在化工廠的系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中除了需要選用噪聲較低的調(diào)節(jié)閥外還需要對閥的操作條件進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)來降低噪聲產(chǎn)生的影響。因此，在化工廠調(diào)節(jié)閥的系統(tǒng)工作中，需要對其噪聲產(chǎn)生的原因以及噪聲產(chǎn)生的影響采取針對性的措施。噪聲的產(chǎn)生主要有機(jī)械類的振動(dòng)、固有頻率的振動(dòng)以及閥芯不穩(wěn)定等。因此，在進(jìn)行化工廠調(diào)節(jié)閥的選用，需要結(jié)合閥的本身特性及其所處的系統(tǒng)等進(jìn)行綜合考慮，從而確保調(diào)節(jié)閥能夠在化工系統(tǒng)中穩(wěn)定的工作[3]。

6 結(jié)束語

調(diào)節(jié)閥是一個(gè)在工業(yè)中廣泛使用的調(diào)節(jié)裝置，在化工系統(tǒng)的使用過程中，對于調(diào)節(jié)閥的選用是一個(gè)專業(yè)性較強(qiáng)的復(fù)雜系統(tǒng)工程，尤其是在化工領(lǐng)域更是需要對調(diào)節(jié)閥選用引起足夠的重視。文章主要對化工廠中的調(diào)節(jié)閥選用中需要注意的一些問題進(jìn)行了介紹。

參考文獻(xiàn)

[1]郭風(fēng)忠.煤化工用黑水調(diào)節(jié)閥的研制[J].閥門，2011，3.

[2]謝海金.控制閥在氯堿化工生產(chǎn)中的選用[J].石油化工自動(dòng)化，2008，44.

[3]張玲，等.化工生產(chǎn)過程控制中氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的選擇[J].廣東化工，2003，30.