兰 ｓｈｅｂｅｉｏｕａｎｌｉ ｙｕ Ｇａ．ｚａ。 调节阀的维护与故障分析 杨豪虎 方刚： （１．广州今明科技有限公司，广东广州５１０６６３；２．长庆油田第四采油厂采油工艺研究所，陕西榆林７１８５００） 摘要：介绍了调节阀的选型和安装原则。并就调节阀维护过程中的注意事项进行了分析，提出了相应的解决办法。 关键词：调节阀：选型；安装；维护；故障分析 ０ 引言 调节阀按能源形式可分为气动、电动和液动３大类。气动调节 ３２１台调节阀选用等百分比特性超过１／３以上。 （３）调节阀的口径：根据已知的流体条件，计算出必要的Ｋｖ值， 选取合适的调节阀口径。 阀以压缩空气为能源，具有结构简单、动作可靠平稳、本质防爆、价 格适宜、维护方便等独特优点，被广泛应用于石油化工行业。以天 然气初加工装置为例，随着装置长周期、高负荷运行，调节阀经常 发生堵塞、腐蚀磨损、振动大、泄漏等问题，致使调节阀的使用寿命 缩短，工作可靠性下降，甚至无法保证装置的平稳运行。 １ 调节阀的选型和安装 选择调节阀时，首先要了解工艺介质的参数与调节阀的工作 条件，主要介质的组分、温度、密度、黏度、流量、进出口压力、最大 压差等。其次要确定调节阀结构、流量特性、额定流量系数（Ｋｖ） 值、口径大小、工艺允许压差计算及执行机构的选择、材料和安装 等方面的内容。选择和安装调节阀时一般应遵循以下几点原则： １．１调节阀的选型 （１）调节阀的结构型式：应能满足工艺介质温度、压力、流动性、 流向、调节范围以及严密性的要求。例如：深冷装置Ａ０２０１干燥器工 艺要求，该单元调节阀应具有流量系数大、可调比大、压差变化大、 严密封等特点。目前深冷装置使用的凸轮挠曲阀比较合适。 （２）调节阀的流量特性：使控制系统的整个广义对象（变送器、 调节阀等环节合在一起）具有线性特性。 调节阀的流量特性是指介质流过阀的相对流量与阀杆相对开 度的关系，即： Ｑ／Ｑ—＿厂（１／Ｌ） （１） 式中，Ｑ／Ｑ 为相对流量，为调节阀在某一开度时流量Ｑ与全 开流量ｐ一之比；Ｉ／Ｌ为相对开度，调节阀在某一开度时阀芯行程ｌ 与全开行程￡之比。 选择调节阀流量特性的总体原则是当广义对象具有非线性 时，调节阀能够克服它的非线性影响，对系统进行补偿。调节阀特 性补偿示意图如图１所示。 输出 输八 图１ 调节阀特性补偿示意图 调节阀的流量特性主要有线性、等百分比、抛物线、快开等。 （１）线性流量特性适用于工艺流程的主要参数呈线性变化、阀 前后压差变化小、系统压力损失小、可调范围要求小的情况。 （２）等百分比特性适用于工艺系统负荷波动幅度较大，管道系 统压力损失大，实际可调范围大的情况。 由于等百分比特性对于负荷波动有较强的适应性，能够较好 地实现调节功能，因此，在装置控制系统中使用最为广泛，我公司 １２２ （４）调节阀的材料：应能满足介质的温度、压力、压差、腐蚀性的 要求，还要考虑经济的合理性。例如，对于水蒸气、含水较多的湿气、 易燃易爆的流体、环境温度低于一ｌＯ℃场合，就不能选择铸铁阀。 （５）调节阀执行机构：主要满足工艺生产需要和系统安全运行 的要求。例如，加热炉的燃料气应采用气开式调节阀，即当信号压 力中断时，应切断进入加热炉的燃料，以免炉温过高造成生产和设 备事故。对于装置入口进气阀我们一般采用气关式调节阀。例如深 冷装置进气阀ＨＶＯｌＯ３２。 （６）调节阀在选择时，同时要考虑在特殊情况下，通过阀门定 位器、电磁阀、限位开关等辅助装置使阀门能够满足工艺要求，以 实现联锁控制作用。 １．２调节阀的安装 （１）调节阀的上游管道、容器更换或大修后，进行工艺管道吹 扫时，要提前拆除下游的调节阀，以防止管道内焊渣、铁锈等堵塞 调节阀使介质流通不畅：调节阀检修过程中，注意不要使填料加装 过紧，造成摩擦力增大，导致调节阀输出不稳定。 （２）在安装调节阀时要注意调节阀的气开和气关，防Ｌ卜由于阀 杆长短不适，造成阀内漏。 （３）尽量将调节阀安装在系统的最低位置处，这样可以相对提 高调节阀入口和出口的压力；尽量选用抗冲蚀性、耐磨性、材质较 硬的调节阀。 （４）调节阀一般应直立安装，如需倾斜则应加以支撑。 （５）介质流向必须与阀体箭头一致。 （６）调节阀的安装位置应便于观察、操作和维护。 ２调节阀维护过程中的注意事项 调节阀具有结构简单和动作可靠等特点，但由于它直接与工 艺介质接触，其性能直接影响系统质量，所以对气动调节阀必须进 行经常维护和定期检修，尤其对使用条件恶劣和重要的场合，更应 重视维修工作。 调节阀的重要检查部位主要为：（１）阀体内壁；（２）阀座；（３）阀 芯；（４）膜片、“Ｏ”型圈和其他密封垫；（５）密封填料。 ２．１调节阀泄漏 调节阀泄漏主要原因是密封磨损及阀芯、阀座变形。由于密封 填料自身老化等原因造成密封磨损，介质对阀体长时间腐蚀和冲 刷造成阀芯、阀座变形。 在维护过程中，首先检查密封填料是否磨损，如果磨损严重应 立即更换。其次，检查是否由于填料压盖松动导致泄漏。最后，检查 阀芯和阀座腐蚀情况，若泄漏量大，闭合后仍存在泄漏，极有可能 是阀芯、阀座受到腐蚀，需重新更换；或者是阀芯、阀座之间盖不 严，需重新研磨。２００４年，我公司深冷装置回流防喘阀ＦＶＯＩＯ１４泄 漏，造成压缩机不增压。解体该阀发现密封较好，但是阀芯和阀座 腐蚀严重，阀座边缘变薄，部分缺损。通过对阀芯和阀座修复，解决 了调节阀泄漏的问题。 Ｓｈｅｂｅｉｇｕａｎｌ ｉｙｕ Ｇａ．ｚａ。 当介质压差太大，执行机构刚性小，阀内有异物，或衬套烧结 时，也易导致阀达不到全闭位置，阀关不严。 ２．２调节阀振荡 量 通过检查气源，检查仪表风管线，检查执行机构的膜片，校准 定位器等措施解决调节阀动作故障。 ３结语 调节阀振动的主要原因是支撑不稳、阀芯与衬套磨损严重：或 者是调节阀在小开度下使用而选择大量程；调节阀反向安装。通过 掌握调节阀正确的选型、安装和维护，能够提高调节阀控制质 量，优化装置运行，提高装置自动化程度，保证装置生产高效和节 加固调节阀支撑，更换磨损部件；选择合适量程；调整安装方向等 办法解决调节阀振荡。对振荡和轻微振动，可增大刚度来消除或减 能降耗的实现。 弱，如选用大刚度的弹簧，改用活塞执行机构等办法；或通过增大 导向尺寸，减小配合间隙来削弱振动。 ［参考文献］ ［１］乐嘉谦．仪表工手册［Ｍ］．北京：化工工业出版社，２００３ ２．３阀门定位器故障 气动阀门定位器能够增大调节阀的输出功率，减少调节信号 ［２］陈洪全，岳智．仪表工程施工手册［Ｍ］．北京：化工工业出版社， ２００３ 的传递滞后，加快阀杆的移动速度等。阀门定位器主要故障表现 ［３］张群生．液压与气压传动［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００８ 在：喷嘴孔被灰尘或仪表风中的杂质堵住，或者是弹簧发生形变等 ［４］苏建华．天然气矿场集输及处理ＤＩ］．北京：石油工业出版社，２００４ 造成调节阀故障导致控制质量下降。通过提高仪表风质量，定期对 仪表风进行放空，更换形变的弹簧，保证仪表内部卫生等措施解决 阀门定位器故障。 ２．４调节阀堵塞 调节阀容易被炭黑、粉尘等杂质堵塞，使介质流通不畅。如果 堵塞不严重，可以通过快速开关调节阀几次，让介质冲走杂质；否 则，解体调节阀对阀体进行清污。 ２．５调节阀动作故障 ． 调节阀动作故障包括阀门不动作或动作不稳定、动作迟钝或 阀门不能达到满行程。故障产生主要原因： （１）无气源或气源压力不足。这一故障产生的主要原因是压缩 机故障、管道不通或存在泄漏。 （２）执行机构的膜片破损造成执行机构泄漏。 （３）阀门定位器没有校准：定位器中放大器的球阀受脏物磨损 关不严，耗气量特别增大时会产生输出震荡；定位器中放大器的喷 咀挡板不平行，挡板盖不住喷咀。 （４）阀杆、阀芯等可动部分在移动过程中受到较大的阻力。主 要原因为填料压得过紧，增大了阀杆的摩擦力，或阀杆阀芯的同心 收稿日期：２０１卜Ｏ７一ｏ４ 度不好，阀杆在使用过程中变形而造成阀杆移动时与填料及导向 作者简介：杨豪虎（１９８２一），男，湖南湘潭人，硕士研究生，广州今 套筒摩擦等。 明科技有限公司高职教育部教师，研究方向：密封、化工设备。 （上接第１２１页） 汽泵卸荷水门全开：凝泵密封水压力变化后，应及时调整密封水供 力监视手段的风险和隐患是比较大的，采用温差控制策略，这在系 回水；如果怀疑小机油中进水后，应立即对小机进行滤油。 统启动期间是不可靠的，因为本来给水与凝结水的温差就很小，造 ４．３变工况下对汽泵密封水压及时进行调整 成必须要手动调整汽泵密封水调门，但因为无压力监视手段，所以 在机组负荷变动时要及时根据前置泵入口压力进行调整（在 调节就没有目的性。一个没有调节目标的控制系统其控制效果就 除氧器不加热，汽泵不运转情况下，汽泵进出口温差很小，需要从 可想而知了。 就地进行检查和判断，ＤＣＳ画面上的密封水进出口温差只能辅助 即使是在正常运行期间，压差控制策略也要优于温差控制策 判断）。 略，负荷变化时除氧器水温变化滞后于压力变化，所以压差控制会 变工况时密封水调整的标准为：汽泵两端呼吸器应无水或不 更好地适应工况变化。本次发生的凝泵出口压力突降，如果采用差 连续的水滴；用手电往汽泵两端面小孔内照射应无水沿轴从泵内 压控制则调门会自动开大，但采用温差控制则调门就不会自动调 串出；密封水压比前置泵入口压力高０．１ ｌ￣ＩＰａ左右；调整密封水压 节了。目前汽泵密封水调节只能是尝试性调节，经常通过化验油 应结合密封水回水温度（控制密封水回水温度不大于５５℃）、进回 质、监测油位来及时发现问题。 水温差（控制密封水进回水温差不大于２５℃）。 ５结语 （１）此次油中进水的原因是密封水压力偏低，６Ｂ凝泵进口滤 网堵塞，６Ａ凝泵轴承加油，切换凝泵造成凝结水压力偏低达６ｍｉｎ 之久，从而密封水压力偏低。 收稿日期：２０１卜Ｏ５—２６ （２）温差控制在安全性上要略逊于压差控制，尤其在给水系统 作者简介：张爱迪（１９８３一），男，山东济宁人，助理工程师，研究方 投运初期及大幅度变工况时。目前汽泵密封水供水调门后没有压 向：发电厂集控运行。 机电信息２０１１年第２４期总第３０６期１２３