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关于脱碳塔液位调节阀改进

    脱碳采用NHD液物理吸收法,脱碳塔液位调节阀原设计为ZMBN-64K-250型气动薄膜双座调节阀,运行3年以来已损坏两台,其中1台于2005年7月安装,开车1个月后出现阀芯、杆、座被冲蚀断裂,致使自调阀阀体损坏,无法正常控制液位,只能通过现场手动调节,严重影响着脱碳的操作及加减量,存在不安全因素,随时会造成净化气带液或高闪槽超压的现象。

    1 原因分析

    (1)采用双座调节阀,虽然流体流动时打开一个阀座,并同时关闭另一个阀座,阀芯上的动态力趋于平衡,不平衡力相互抵消了很多,此种结构允许压差一般不能超过1.0MPa,而脱碳塔液位调节阀前压力为1.5MPa左右,阀后高闪压力一般为0.4MPa,在大压差的环境下造成受力不平衡,使其振荡严重,对活动部件及阀芯、阀座危害较大。

    (2)从双座阀的内部结构可知,如流体从左至右流动,对阀芯向上的力略大,而该调节阀为气开阀,即气压升高时,阀芯向上移动,两力同向,稳定性差。如流体从右至左流动,阀芯与阀杆连接部位以及阀杆密封填料均处在高压侧,由于高压冲蚀、震荡或开关频繁等原因,会造成阀杆断裂、填料泄露。

    (3)该双座调节阀在关闭时,因存在着加工误差,阀芯与阀座的两个密封面不能同时密封,因此,泄漏量比单座调节阀大十倍到上百倍;同时,温度变化时泄漏量也会增大,这是它的突出的缺点,所以不能用在工艺要求泄漏小的场合。
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    (4)由于该调节阀工艺设计要求Ø250mm,阀杆及阀芯尺寸均较长,随着流体冲刷时间的增加,会造成阀芯略微弯曲,对填料摩擦力增大,出现填料处泄露和调节阀动作缓慢等不良现象。

    2 改进优点

    采用HCB-64K-250型套筒型调节阀,流闭方式,其耐压差能力大,耐气蚀、冲蚀能力强,有效地避免振荡问题,噪音低。主要有以下优点。

    (1)由于套筒调节阀阀塞设有平衡孔,可以减少介质作用在阀塞上的不平衡力,再加上足够的阀塞导向,因此不易引起阀芯发生振荡,即阀的稳定性好。

    (2)套筒阀提供的节流窗口有开大窗口和打小孔(喷射型)两种,后者有降低噪音、减小共振的功能。进一步改进,即可成为专门的低噪音阀。因为该阀是双密封结构,故许用压差大。

    (3)维修方便。套筒通过上阀盖被压紧在阀体上,不象单、双座阀那样,阀座是通过螺纹与阀体连接的,因此拆装简便。

    (4)原调节阀流量系数为1000,现采用流量系数为650,减小流量系数可以使调节阀开度增大,大开度工作可以延长寿命,让调节阀一开始就尽量在最大开度上工作,如90%,这样,汽蚀、冲蚀等破坏发生在阀芯头部上。随着阀芯被破坏,流量增加,相应阀再关一点,这样不断破坏,逐步关闭,使整个阀芯全部充分利用,直到阀芯根部及密封面破坏,不能使用为止。同时,大开度工作节流间隙大,冲蚀减弱,这比一开始就让阀在中间开度和小开度上工作提高寿命1~5倍以上。

    (5)采用流闭方式,流体向着闭方向流,汽蚀、冲蚀作用在节流之后及阀座密封面以下,保护了密封面和阀芯根部,延长了使用寿命。

    正常运行7个月无故障,既提高了调节阀的运行周期,延长了使用寿命,有效地对脱碳塔液位实现了自动控制,稳定了脱碳的正常生产,减少维修次数及维修费用。