工業生產中低流量調節閥可調范圍小的一種處理方法

熊軒晨

摘要： 工業生產中常會遇到因其它因素影響引起管道中流動的工藝介質流量較設計流量低，從而引起使用原設計條件下選型的調節閥調節流量線性改變，不能夠很好的起到調節流量的作用，引起生產波動。分析了某石化公司堿液流量調節閥調節性能差、小流量調節時不靈敏等問題產生的原因，提出了有效的解決方案，取得了較好的效果。為解決同類問題提供了借鑒的經驗。

關鍵詞：調節閥;調節線性

中圖分類號：TH134 ? 文獻標識碼：A ? 文章編號：1672-9129（2018）15-0172-01

Abstract： In industrial production， the flow rate of process medium in pipeline is lower than that in design due to other factors， which results in the linear change of flow rate under the original design condition， and can not play a very good role in regulating flow rate， resulting in production fluctuation. The reasons for the poor regulation performance and insensitivity of alkali flow control valve in a petrochemical company were analyzed. The effective solutions were put forward and good results were achieved. It provides experience for solving similar problems.

Keywords： regulating valve; regulating linearity

1 前言

調節閥是在過程控制系統中，使液體流量發生改變的裝置。調節閥的可靠性對調節閥的質量，系統安全等存在重要影響。受多種因素的影響，調節閥結構的選擇，要從多個方面予以考慮，比如壓力、調節范圍、介質溫度以及流動性等;其中流量要充分滿足系統的實際情況，并可以實現有效補償。工業生產中常會遇到因其它因素影響引起管道中流動的工藝介質流量較設計流量低，從而引起使用原設計條件下選型的調節閥調節流量線性改變，不能夠很好的起到調節流量的作用，引起生產波動。正常情況下可以重新對調節閥進行選型更換，但考慮到生產運行中更換調節閥門需要維修動火處理，也存在二次成本增加的問題。

在某石化企業中的催化煙氣脫硫裝置外排污水處理單元中，污水匯合后在重力的作用下流向第一個氧化罐（TK-906A）的底部，然后溢流進入第二個氧化罐（TK-906B），再進入第三個（TK-906C），然后經過污水泵P-905外送至500m3罐。氧化罐攪拌器（M-901A/B/C）被用來混合空氣和澄清液。低壓氣體與澄清池中的沉降液接觸，發生氧化反應，達到降低COD的目的，在每個氧化槽中，加入氫氧化鈉來調節PH值從而達到最佳的氧化條件。具體注入堿液量根據PH值得高低調節堿液調節閥開度實現PH值得自動調節，因為注入的堿液量為微調手段，因此注入的堿液量流量較低，設計流量在0-150L/H，管線和閥門的通徑為DN25，壓力等級為ANSI150LB。額定流量系數Cv=0.4，額定行程14.3。

2 存在問題

該石化企業污水處理單元氧化罐堿液調節閥在使用過程中出現了閥門線性度變差，在自動控制狀態下不能夠及時調節堿液流量，引起PH值波動較大，而且同時因閥門開度長時間處于較低的開度上，易造成調節閥處堵塞。圖1為該調節閥自動控制時的調節閥閥位開度情況，小流量時調節閥打開堿液流量變化緩慢。

3 原因分析

研究該堿液調節閥調節流量不靈敏等問題，分析問題產生的原因有以下幾種：

3.1該堿液調節閥設計時流量參考30%堿液濃度設計，在實際運行中堿液需求量減少，實際流量偏小，調節閥長期處于閥門關閉較大的狀態，流體經過調節閥后流體形態發生變化，在調節閥處流速變大，壓力變低，經過調節閥后，局部形成阻塞流和湍流，調節閥前后的壓力差變大，引起調節閥調節線性偏離了設計值，調整幅度過大。

3.2堿液調節閥閥前流體壓力約為0.6MPa，堿液濃度高時在調節閥后壓力降低，堿液中的NaOH容易析出，堵塞調節閥組。

4 解決方案

4.1常規解決方案針對這種情況，一般采取選用流量調節范圍更低的調節閥，原管徑為DN25，可選取DN15的調節閥更換。但這種方案需要現場動火施工處理，而且重新選購調節閥門周期長和采購費用。

4.2現場將調節閥下游手閥關小，這樣做以后，將管路中壓力降主要集中在下游手閥，手閥前后的壓力差變大，從而解放調節閥門的調節線性，使調節閥的開度可以保持在30%-60%之間，調節閥門的前后壓力變低，提高了控制點的自動平穩控制，具體見下圖。

改造后，對堿液調節閥控制回路PID情況進行了重新修訂，并對該控制回路進行了在線測試，如圖2所示，從圖2中可以看出經過現場調整后的控制回路中的堿液調節閥調節特性特別好，閥門調節精度大大提高，完全可以適應自動控制的要求。

5 結語

對堿液調節閥的問題進行了有針對性的現場調整后，其缺陷明顯減少，優化了調節閥的控制曲線，使調節閥的閥門精度大大提高，適應了自動控制的要求，同時還消除了堿液管線容易在調節閥閥芯處堵塞的情況，同時避免了在線重新更換調節閥帶來的施工和采購成本。實際運行和性能數據顯示，針對工藝介質流量較設計流量低，從而引起使用原設計條件下選型的調節閥調節流量線性改變，不能夠很好的起到調節流量的作用，引起生產波動的問題，都可以采用這種簡便的方法。

參考文獻：

[1]韓方曉. 調節閥在生產中的應用選型[J]. 世界有色金屬， 2014（10）：48-51.

[2]魯好忠. 選配調節閥特性的一種新方法——逆特性法[J]. 工業儀表與自動化裝置， 2000（5）：53-53.