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調(diào)節(jié)閥在管道中起可變阻力的作用。它改變工藝流體調(diào)節(jié)閥的紊流度或者在手動調(diào)節(jié)閥層流情況下提供一個壓力降,且壓力降是由改變閥門阻力或“摩擦”所引起的。這一壓力降低過程通常稱為“節(jié)流”。如果是流量自力式調(diào)節(jié)閥,閥的出口處就有一個孔板(或者是其他阻力裝置)由孔板兩端取出壓差信號源引入運行組織。對于氣體,它接近于等溫絕熱狀態(tài),偏差取決于氣體的非理想程度(焦耳一湯姆遜效應)。在液體的情況下,壓力則為紊流或粘滯摩擦所消耗,這兩種情況都把壓力轉(zhuǎn)化為熱能,導致溫度略為升高。
常見的控制回路包括三個主要部分,部分是敏感元件,它通常是一個變送器。它是一個能夠用來測量被調(diào)工藝參數(shù)的裝置,這類參數(shù)如壓力、液位或溫度。變送器的輸出被送到調(diào)節(jié)儀——調(diào)節(jié)器,它確定并測量給定值或期望值與工藝參數(shù)的實際值之間的偏差,一個接一個地把校正信號送出給終控制元件——調(diào)節(jié)閥。依次緩慢地將各點信號輸入,觀察行程指針與標尺刻度是否對應,否則應進行反復調(diào)整,直至達到標準。閥門改變了流體的流量,使工藝參數(shù)達到了期望值。調(diào)節(jié)閥屬于控制閥系列,主要作用是調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力、流量、溫度等參數(shù),是工藝環(huán)路中終的控制元件。
調(diào)節(jié)閥在現(xiàn)代化工廠的自動控制中,調(diào)節(jié)閥起著十分重要的作用,這些工廠的生產(chǎn)取決于流動著的介質(zhì)正確分配和控制。這些控制無論是能量的交換、壓力的降低或者是簡單的容器加料,都需要某些終控制元件去完成。
在化工生產(chǎn)工藝流程中的管路和設(shè)備中,有大量的流體流量調(diào)節(jié)閥對保證設(shè)備的正常運行起著至關(guān)重要的作用。它們有多種結(jié)構(gòu)形式,分別適用于不同場合。其主要作用即用于調(diào)節(jié)流量,以保證設(shè)備的穩(wěn)定運行。它們有操作簡單、方便,易于控制等特點,故受到廣泛的應用。角行程類閥的切斷壓差較大,是因為介質(zhì)在閥芯或閥板上產(chǎn)生的合力對轉(zhuǎn)動軸產(chǎn)生的力矩非常小,因此,它能承受較大的壓差。但也有消耗能量過大、閥門元件易損等缺陷,若設(shè)計使用不當,會給生產(chǎn)帶來影響。本文主要討論的是對管路流量調(diào)節(jié)過大、輸送流體溫度過高,可能會產(chǎn)生的汽蝕和閃蒸現(xiàn)象以及其對調(diào)節(jié)閥的破壞及防止方法。
1.出現(xiàn)蝕和閃蒸的原因分析
1.1 流體在調(diào)節(jié)閥中的流動過程
液體在調(diào)節(jié)閥的流道中的流動過程是極其復雜的,根據(jù)連續(xù)性方程:
uAp=常數(shù)
式中u——截面平均流速,m/s;
A—— 流道截面積,m2;
p—流體介質(zhì)的密度,kg/m3。
對于不可壓縮的流體,p=常數(shù),因此uA=常數(shù),亦即流體的流速和通過該截面的截面積成反比。
同時,又根據(jù)伯努利方程式[1]:
式中z——位置標高,m;
p——靜壓強,Pa;
g—— 重力加速度,kg?m/s2。
忽略管道進出口流體的位置標高差別,如果通過截面時的流速增大,則意味著斷面的壓力將下降,當流體的壓力下降到該溫度下的飽和壓力Pv時,液體將出現(xiàn)汽化,同時發(fā)生汽蝕或閃蒸現(xiàn)象。
由于汽蝕現(xiàn)象和閃蒸現(xiàn)象對設(shè)備有較大的破壞力。我們以前僅對離心泵的汽蝕現(xiàn)象研究較多,而對管路中調(diào)節(jié)閥可能產(chǎn)生的汽蝕和閃蒸現(xiàn)象造成的破壞未引起足夠重視,因此研究防止液體在流動過程中產(chǎn)生汽蝕和閃蒸的機理將顯得更加重要。
如果調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)故障,可以開啟旁路閥,保證正常生產(chǎn)。所以,在拆檢前,要仔細分析該調(diào)節(jié)閥的故障原因,制定完善的維修方案。
1.檢修方法及標準。檢修方法:(1)按操作規(guī)程交出,要求置換合格,維修工攜帶濾毒罐,嗅敏儀,并有氣防站工作人員監(jiān)護,方可拆檢閥門。(2)關(guān)掉氣源,拆下及氣源管,把閥門拆開(。在有些工業(yè)場合,比如化工、石化行業(yè),需要閥門緊急切斷,以保證控制的要求,或者起到對系統(tǒng)的保護作用,這時就需要快速氣動切斷閥。3)閥芯閥桿的連接,檢查閥芯閥桿的連接狀況,檢查連接銷是否可以取下,不能取下要用專用工具取,或者改孔。
2.檢修后閥門的組裝。(1)組裝前應對閥門的全部元件進行一次清理檢查,組裝順序應自下而上,加入的墊片應涂潤滑脂,加入的填料要充實均勻。(2)所有緊固螺栓和填料裝配前都應涂上潤滑脂,利于下次檢修和潤滑。
3.閥門的調(diào)校。閥門組裝完畢后裝上,氣源管進行調(diào)校。校準點不應少于5個點,0%、25%、50%、75%、100%。依次緩慢地將各點信號輸入,觀察行程指針與標尺刻度是否對應,否則應進行反復調(diào)整,直至達到標準。
4.試車與驗收。(1)閥門調(diào)校標準后裝到管線上,確認無問題后通知工藝車間,辦理交出手續(xù)。(2)配合工藝人員由現(xiàn)場手操改為總控操作。(3)檢查檢修后的記錄檔案資料是否齊全準確。(2)線性特性(線性)線性特性的相對行程和相對流量成直線關(guān)系。(4)當閥門引入介質(zhì)檢查填料和兩側(cè)法蘭是否泄漏。(5)調(diào)節(jié)閥正常運行72小時后,由有關(guān)技術(shù)主管簽收合格。