工業(yè)生產(chǎn)中低流量調(diào)節(jié)閥可調(diào)范圍小的一種處理方法

熊軒晨

摘要： 工業(yè)生產(chǎn)中常會(huì)遇到因其它因素影響引起管道中流動(dòng)的工藝介質(zhì)流量較設(shè)計(jì)流量低，從而引起使用原設(shè)計(jì)條件下選型的調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量線(xiàn)性改變，不能夠很好的起到調(diào)節(jié)流量的作用，引起生產(chǎn)波動(dòng)。分析了某石化公司堿液流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)性能差、小流量調(diào)節(jié)時(shí)不靈敏等問(wèn)題產(chǎn)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(lèi)問(wèn)題提供了借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：調(diào)節(jié)閥;調(diào)節(jié)線(xiàn)性

中圖分類(lèi)號(hào)：TH134 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? 文章編號(hào)：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(diào)節(jié)閥是在過(guò)程控制系統(tǒng)中，使液體流量發(fā)生改變的裝置。調(diào)節(jié)閥的可靠性對(duì)調(diào)節(jié)閥的質(zhì)量，系統(tǒng)安全等存在重要影響。受多種因素的影響，調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)的選擇，要從多個(gè)方面予以考慮，比如壓力、調(diào)節(jié)范圍、介質(zhì)溫度以及流動(dòng)性等;其中流量要充分滿(mǎn)足系統(tǒng)的實(shí)際情況，并可以實(shí)現(xiàn)有效補(bǔ)償。工業(yè)生產(chǎn)中常會(huì)遇到因其它因素影響引起管道中流動(dòng)的工藝介質(zhì)流量較設(shè)計(jì)流量低，從而引起使用原設(shè)計(jì)條件下選型的調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量線(xiàn)性改變，不能夠很好的起到調(diào)節(jié)流量的作用，引起生產(chǎn)波動(dòng)。正常情況下可以重新對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行選型更換，但考慮到生產(chǎn)運(yùn)行中更換調(diào)節(jié)閥門(mén)需要維修動(dòng)火處理，也存在二次成本增加的問(wèn)題。

在某石化企業(yè)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(gè)氧化罐（TK-906A）的底部，然后溢流進(jìn)入第二個(gè)氧化罐（TK-906B），再進(jìn)入第三個(gè)（TK-906C），然后經(jīng)過(guò)污水泵P-905外送至500m3罐。氧化罐攪拌器（M-901A/B/C）被用來(lái)混合空氣和澄清液。低壓氣體與澄清池中的沉降液接觸，發(fā)生氧化反應(yīng)，達(dá)到降低COD的目的，在每個(gè)氧化槽中，加入氫氧化鈉來(lái)調(diào)節(jié)PH值從而達(dá)到最佳的氧化條件。具體注入堿液量根據(jù)PH值得高低調(diào)節(jié)堿液調(diào)節(jié)閥開(kāi)度實(shí)現(xiàn)PH值得自動(dòng)調(diào)節(jié)，因?yàn)樽⑷氲膲A液量為微調(diào)手段，因此注入的堿液量流量較低，設(shè)計(jì)流量在0-150L/H，管線(xiàn)和閥門(mén)的通徑為DN25，壓力等級(jí)為ANSI150LB。額定流量系數(shù)Cv=0.4，額定行程14.3。

2 存在問(wèn)題

該石化企業(yè)污水處理單元氧化罐堿液調(diào)節(jié)閥在使用過(guò)程中出現(xiàn)了閥門(mén)線(xiàn)性度變差，在自動(dòng)控制狀態(tài)下不能夠及時(shí)調(diào)節(jié)堿液流量，引起PH值波動(dòng)較大，而且同時(shí)因閥門(mén)開(kāi)度長(zhǎng)時(shí)間處于較低的開(kāi)度上，易造成調(diào)節(jié)閥處堵塞。圖1為該調(diào)節(jié)閥自動(dòng)控制時(shí)的調(diào)節(jié)閥閥位開(kāi)度情況，小流量時(shí)調(diào)節(jié)閥打開(kāi)堿液流量變化緩慢。

3 原因分析

研究該堿液調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量不靈敏等問(wèn)題，分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因有以下幾種：

3.1該堿液調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)時(shí)流量參考30%堿液濃度設(shè)計(jì)，在實(shí)際運(yùn)行中堿液需求量減少，實(shí)際流量偏小，調(diào)節(jié)閥長(zhǎng)期處于閥門(mén)關(guān)閉較大的狀態(tài)，流體經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)閥后流體形態(tài)發(fā)生變化，在調(diào)節(jié)閥處流速變大，壓力變低，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)閥后，局部形成阻塞流和湍流，調(diào)節(jié)閥前后的壓力差變大，引起調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)線(xiàn)性偏離了設(shè)計(jì)值，調(diào)整幅度過(guò)大。

3.2堿液調(diào)節(jié)閥閥前流體壓力約為0.6MPa，堿液濃度高時(shí)在調(diào)節(jié)閥后壓力降低，堿液中的NaOH容易析出，堵塞調(diào)節(jié)閥組。

4 解決方案

4.1常規(guī)解決方案針對(duì)這種情況，一般采取選用流量調(diào)節(jié)范圍更低的調(diào)節(jié)閥，原管徑為DN25，可選取DN15的調(diào)節(jié)閥更換。但這種方案需要現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)火施工處理，而且重新選購(gòu)調(diào)節(jié)閥門(mén)周期長(zhǎng)和采購(gòu)費(fèi)用。

4.2現(xiàn)場(chǎng)將調(diào)節(jié)閥下游手閥關(guān)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(diào)節(jié)閥門(mén)的調(diào)節(jié)線(xiàn)性，使調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度可以保持在30%-60%之間，調(diào)節(jié)閥門(mén)的前后壓力變低，提高了控制點(diǎn)的自動(dòng)平穩(wěn)控制，具體見(jiàn)下圖。

改造后，對(duì)堿液調(diào)節(jié)閥控制回路PID情況進(jìn)行了重新修訂，并對(duì)該控制回路進(jìn)行了在線(xiàn)測(cè)試，如圖2所示，從圖2中可以看出經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整后的控制回路中的堿液調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)特性特別好，閥門(mén)調(diào)節(jié)精度大大提高，完全可以適應(yīng)自動(dòng)控制的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)堿液調(diào)節(jié)閥的問(wèn)題進(jìn)行了有針對(duì)性的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整后，其缺陷明顯減少，優(yōu)化了調(diào)節(jié)閥的控制曲線(xiàn)，使調(diào)節(jié)閥的閥門(mén)精度大大提高，適應(yīng)了自動(dòng)控制的要求，同時(shí)還消除了堿液管線(xiàn)容易在調(diào)節(jié)閥閥芯處堵塞的情況，同時(shí)避免了在線(xiàn)重新更換調(diào)節(jié)閥帶來(lái)的施工和采購(gòu)成本。實(shí)際運(yùn)行和性能數(shù)據(jù)顯示，針對(duì)工藝介質(zhì)流量較設(shè)計(jì)流量低，從而引起使用原設(shè)計(jì)條件下選型的調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量線(xiàn)性改變，不能夠很好的起到調(diào)節(jié)流量的作用，引起生產(chǎn)波動(dòng)的問(wèn)題，都可以采用這種簡(jiǎn)便的方法。

參考文獻(xiàn)：

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