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程控阀的应用及维修
点击次数:766 发布时间:2012-09-20
  程控阀是实现工业管道自动化控制的主要元件,广泛应用于石油、化工、制药、化肥、电力等行业各种工况的自动化管路上,特别适用于氢气、二氧化碳、氧气、重整气、变换气等气体变压吸附分离的工程管路上作启闭程控元件。我公司制氢装置,采用变压吸附(简称PSA)八塔工艺制取高纯氢气——是具有代表性的自动化工艺流程,由DSC系统实现集中监测与程序控制,63台程控阀起到了核心作用。
  
  一、程控阀在PSA工艺中的应用
  
  (一)PSA工艺对程控阀的要求
  
  (变压吸附)PSA是一个近似等温变化的物理过程,它是利用气体介质中不同组份在吸附剂上的吸附容量的不同,在一定工作条件下进行选择性吸附,采用降压使吸附剂获得再生。在生产过程中要求周期性的切换阀门,且阀门数量多,动作频繁,人工操作是无法进行的。由于PSA装置工艺的特殊性,为保障装置长周期稳定可靠运行,程控阀必须满足以下要求:
  
  1.密封性能好,经常受周期频繁动作而保持不泄露。
  
  2.阀门开关速度要快,随阀门通径不同其启闭时间应小于3秒。
  
  3.具备双向耐压性和抗高速气流冲刷性能。
  
  4.根据工艺要求,易实现调节功能和阀位状态现场指示及远传等功能。
  
  (二)程控阀在PSA装置中的作用
  
  PSA装置是一套高度自动化的装置,每一个吸附塔都必须经历吸附(A)、一均降(1L)、顺向放压(PP)、二均降(2L)、逆向放压(L)、冲洗(P)、二均升(2H)、终充(FH)等工序,而这些工艺步骤正是通过程控阀的切换得以完成的,此时程控阀就如同装置的心脏,频繁、稳定、顺序的启闭,以保证工艺的顺利运行及产品连续稳定输出。
  
  二、程控阀系统组成及工作原理
  
  (一)程控阀结构特点
  
  气缸中密封圈采用耐油橡胶O型圈,密封性能好,易更换维修;阀门具备双向耐压性和抗高速气流冲刷性能,具有较高的硬度及机械强度,经常进行周期频繁动作而保持不泄漏;阀门开关速度快(启闭时间DN150一下≤2s,DN150以上≤3s);可以实现远程控制,集中控制和自动控制;可根据不同的使用条件,选配不同内径及行程的气(液)缸,适用范围广。
  
  现以我公司采用的西南化工研究设计院开发的ZSPJ型气动截止阀为例进行说明,该阀采用多弹簧薄膜式气动执行机构,配以二位四通电磁换向阀,当DCS发出高电平信号时,通过电磁阀切换气路,输入0.4~0.6Mpa空气信号,使膜片推动托盘和阀杆,向下动作,推动阀芯关闭阀门,同时反馈杆在阀杆带动下使干簧开关断开;当DCS无信号输出时,电磁阀失电,气路切换使气缸内作用气体通过放空口排出,执行机构由于弹簧初始预紧力,带动阀杆、阀芯复位,阀门打开,同时,反馈开关闭合。这样管道内的输送介质便可在程序控制下流通和切断。而反馈开关的通机通断反映出阀门启闭状态,并传送控制室,以便监测。
  
  三、常见故障现象、原因分析及解决措施
  
  (一)故障现象:DCS显示阀位反馈报警
  
  1.原因分析:阀检错位,由于阀芯旋转,带动反馈连杆产生偏移。
  
  解决措施:校正反馈杆位置,并紧固。
  
  2.原因分析:反馈回路安全栅坏。
  
  解决措施:更换安全栅。
  
  3.原因分析:电磁阀失电或线圈烧坏造成阀门不动作,与控制室阀位不相符。
  
  解决措施:检查失电原因,更换配电回路保险管,若线圈烧坏,则需更换电磁阀。
  
  4.原因分析:气源压力不够,阀门动作不到位造成。
  
  解决措施:检查气路,排除漏点。
  
  (二)故障现象:程控阀外漏
  
  原因分析:外漏,外漏在现场使用中很少发生,一般在年度大修时根据情况更换。
  
  解决措施:可用便携式可燃气检测器排查。
  
  1.填料函与阀杆处泄漏,填料压盖子螺栓拧紧力不够,均匀拧紧各螺栓;填料失效,换填料。
  
  2.阀盖连接法兰处泄漏,螺栓拧紧力不够,均匀拧紧各螺栓;密封件失效,更换密封件。
  
  (三)故障现象:程控阀内漏
  
  原因分析及措施:
  
  1.平衡缸处O型圏损坏造成内漏,需更换0型圈。
  
  2.气缸仪表空气压力小于0.4MPa,阀门关不到位造成内漏,检查调整执行机构气压到0.4~0.6MPa范围。
  
  3.阀芯处密封垫片损坏造成。吸附剂泄漏进入管道,或吸附剂粉化进入工艺管道,粘附在密封片上,气液局部冲蚀造成阀芯密封片损坏,需要在操作中调控好工作压力或检查过滤网,若确已损坏,则需更换之。
  
  4.密封面失效,研磨密封面。
  
  5.阀门流向装反,阀门重新安装。
  
  (四)故障现象:阀门关闭不到位
  
  原因分析及措施:
  
  1.密封件磨损,增加关闭行程。
  
  2.驱动装置限位失灵,调整限位挡块。
  
  3.驱动装置力量不够,增大驱动装置型号。
  
  (五)故障现象:阀门打不开
  
  原因分析及措施:
  
  1.管路介质压力太大,配安全阀。
  
  2.驱动装置出故障,修理驱动装置。
  
  3.驱动装置力量不够,增大驱动装置型号。
  
  四、使用过程中的注意事项
  
  1.注意现场使用环境,尤其是电磁换向,阀位检查器的防水、防潮。
  
  2.所用气源必须清洁、干净,含带少量雾化油,以减轻气缸对频繁运动的活塞和薄膜片之间相互摩擦。
  
  3.在装配时,截止阀气缸、平衡缸、填料函等运动部件处应抹上少许黄油,以延长该处密封圈、垫的寿命。
  
  4.通过控制室监视与现场巡检,对发现的异常情况要及时判断和处理。
  
  5.做好易损件(如填料、密封圈)的备件工作,在连续使用一个大修周期后,视情况加少量黄油养护或更换之。
  
  五、结语
  
  由于在日常维护中对程控阀系统突发故障,能够快速判断原因,并及时消除故障,同时在年度大修中对程控阀进行了认真检查与养护。自1999年以来,我厂从根本上杜绝了由于程控阀故障引起停车等事故的发生,有效保证了PSA工艺生产的稳定运行。
 
联系人:李延江
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