工業(yè)過程控制閥的要求
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工業(yè)過程控制閥的要求J工業(yè)過程控制閥綜述
1.1之前介紹水過濾器在恒通環(huán)保應(yīng)用,現(xiàn)在介紹現(xiàn)代工監(jiān)對(duì)工業(yè)過程控制閥的要求
工業(yè)的生產(chǎn)過程的控制系統(tǒng)是以生產(chǎn)自動(dòng)化為標(biāo)志的.控制系統(tǒng)有各種不同類型=如圖1-1是一個(gè)典型熱交換器的自動(dòng)控制系統(tǒng)圖,從圖中可以看出,控制閥的信號(hào)來(lái)自控制器.根據(jù)信號(hào)的變化直接改變蒸汽——被控介質(zhì)的流量,即改變輸入到熱交換器的熱量.使出口熱水的溫度保持在給定的溫度值,這種典型的自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要由檢測(cè)元件和變送器、控制器、執(zhí)行器及被控制對(duì)象組成。
檢測(cè)元件和變送器:用于檢測(cè)被控變量,將檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。例如,溫度變送器將電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的氣壓或電流、電壓信號(hào)等。
控制器:將檢測(cè)變送環(huán)節(jié)輸出的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)與設(shè)定值信號(hào)進(jìn)行比較,獲得偏差信號(hào),按一定控制規(guī)律對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算,運(yùn)算輸出送執(zhí)行器??刂破骺梢杂媚M儀表來(lái)實(shí)現(xiàn),也可用微處理器組成數(shù)字控制器實(shí)現(xiàn)。
執(zhí)行器:處于控制環(huán)路的終位置,因此,也稱為終元件。執(zhí)行器用于接收控制器的輸出信號(hào),并控制操縱變量變化。在大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)過程控制的應(yīng)用中,執(zhí)行器采用控制閥。
傳統(tǒng)的工業(yè)過程控制閥雖然基本上滿足許多工業(yè)系統(tǒng)的需要,但隨著科技的不斷進(jìn)步,節(jié)約能源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的需要,對(duì)工業(yè)過程控制閥捉出更嚴(yán)格,更高的要求。
1.1.1穩(wěn)定的質(zhì)量,可靠的工作,安全的操作
在過程控制中,控制閥直接和介質(zhì)接觸,一旦發(fā)生故障,就會(huì)影響生產(chǎn)。在石油、天然氣的開采,輸送和石油的冶煉
1溫度變送器;2控制器;控制閥;4熱交換器。
圖1-1熱交換器溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中,各種生產(chǎn)設(shè)備都在集中監(jiān)測(cè)和控制,大部分操作條件都是在低溫高壓、高溫低壓、高溫高壓中進(jìn)行,介質(zhì)都是易燃易爆的天然氣和各種油品,因此,控制閥的可靠性和防火、防爆性能非常重要。在化工工業(yè)中,過程的多樣性及工藝條件的變化,對(duì)溫度、壓力、流量和液位四大熱工變量的控制中,都有許多特殊條件要求控制閥能夠適用。在電力工業(yè)中,火力發(fā)電廠要對(duì)輸送到發(fā)電機(jī)的蒸汽流量進(jìn)行控制,才能保證汽輪發(fā)電機(jī)正常工作,正常發(fā)電。
為了保證控制閥的性能和可靠性,必須做到如下要求:
(1)確??刂崎y的制造質(zhì)量
上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有:減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥,蒸汽減壓閥控制閥的選用要經(jīng)過嚴(yán)格的強(qiáng)度計(jì)算(殼體、螺栓).流量系數(shù)K。值的計(jì)算;類型、壓力
等級(jí)、公稱尺寸、各項(xiàng)性能指標(biāo)都要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn);控制閥的殼體或控壓件的材料都應(yīng)適應(yīng)于使用介質(zhì)和用戶規(guī)定的運(yùn)行技術(shù)條件.金屬材料應(yīng)選擇耐腐蝕和耐磨損的,且具有足的強(qiáng)度和剛度-以避免損害功能和承載能力。供烴類氣體裝置用公稱壓力等于或大于CIass600的控制閥彈性材料的選擇,應(yīng)考慮具有抗釋壓爆裂的功能;要按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行殼體靜水壓試驗(yàn)和密封性能試驗(yàn)。
(2)確保可靠的操作
為了防止誤操作,工藝人員一定要認(rèn)真閱讀產(chǎn)品使用說明書,按GB/T 4213-2008:氣動(dòng)
調(diào)節(jié)閥》.G13,/T 17213.5 -2008《工業(yè)過程控制閥第5部分:標(biāo)志》仔細(xì)核對(duì)閥體標(biāo)志.如表示
介質(zhì)流動(dòng)方向的箭頭。閥體材料的縮寫符號(hào),制造廠廠標(biāo).熔煉標(biāo)志.公稱尺寸DI\及公稱壓
力PN;在氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)適當(dāng)位置的銘牌上應(yīng)標(biāo)出制造廠名、產(chǎn)品型號(hào)、工作溫度、彈簧壓力范
圍、額定行程、額定流量系數(shù)、流量特性、殼體材料、設(shè)計(jì)位號(hào)、產(chǎn)品編號(hào)、制造年月等。
(3)有應(yīng)急裝置
當(dāng)控制閥使用在天然氣管線和裝置上時(shí).當(dāng)輸送的天然氣的流量超過設(shè)定值或低于設(shè)定值時(shí)-為防止直接損害其他設(shè)備.必須在管線或裝置上安裝安全切斷閥。安全切斷閥的泄漏量應(yīng)符合IS0 5208的*,在容易發(fā)生火災(zāi)的場(chǎng)合,在結(jié)構(gòu)上直考慮到控制閥的防火性能.應(yīng)符合API 6FA的要求。
l_1.2環(huán)境保護(hù)
保護(hù)自然環(huán)境、生活環(huán)境的重要牲和必要性越來(lái)越得到各級(jí)政府的重視.而環(huán)保部門即將出臺(tái),每排放一噸,要收1 000元的排污費(fèi)。控制閥對(duì)環(huán)境造成不良影響的因素主要是污染大氣和噪聲等問題,應(yīng)該有相應(yīng)的措施。
(1)防止污染大氣
“跑、冒、滴、漏”是眾多化工廠,煉油廠常見的公害,閥門泄漏不僅浪費(fèi)大量的物料和能
源,而且污染環(huán)境,誘發(fā)中毒,引發(fā)火災(zāi)和爆炸。
為了防止污染大氣,閥門的閥桿填料和閥蓋墊片應(yīng)選用適當(dāng)?shù)拿芊獠牧虾颓‘?dāng)?shù)拿芊夥椒ǎ瑢?duì)于有毒和易燃易爆及強(qiáng)腐蝕的介質(zhì),要按IS0 15848-2.API 622.GB/T 26481等標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行逸散性檢漏。
(2)防止噪聲
在使用控制閥的環(huán)境保護(hù)問題中,噪聲問題十分突出。由于控制閥的使用必然造成流體的減壓,流速變化和振動(dòng),噪聲產(chǎn)生是難以避免的,問題是要控制噪聲級(jí)別的大小??刂崎y噪聲的類型有機(jī)械振蕩噪聲、液體動(dòng)力噪聲、氣體動(dòng)力噪聲,對(duì)其產(chǎn)生的機(jī)理、預(yù)估和防止將在第5章進(jìn)行詳細(xì)研究。
1.1.3節(jié)約能源
在使用控制閥的過程中要把節(jié)能問題和控制闊的結(jié)構(gòu)、使用、安裝、維修起來(lái)。
(1)采用低流阻的控制閥
使流體流過閥門時(shí)的流阻小,減少能耗??蛇x用球閥,全通徑的球閥在全開位置,球體孔與管道的內(nèi)徑相同,流阻兢相當(dāng)一段結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的管道,就可以節(jié)約壓縮機(jī),泵等設(shè)備的電力消耗.利用一些閥內(nèi)件結(jié)構(gòu)改變的控制閥,如使用低閥阻比S值的控制閥,能夠達(dá)到節(jié)能的目的。
(2)提高閥芯、閥座的密封性
閥芯、閥座的密封性能不好,閥門就不能*密封,產(chǎn)生泄漏會(huì)引起壓力下降造成動(dòng)力損失。為了提高密封性,可采用增強(qiáng)聚四氟乙烯( RPTFE)或碳纖維來(lái)代替純聚四氟乙烯制造閥座,采用纏繞式密封墊片,采用迷宮式密封面等辦法c
(3)提高闔桿的密封性能
采用特殊閥桿密封結(jié)構(gòu),如采用波紋管密封結(jié)構(gòu),唇封十口形密封圈__填料的閥桿密封結(jié)構(gòu)。在填料密封中使用隔離環(huán),提高填料密封性能。
(4)盡量使用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)要始終保持一定的氣壓才能動(dòng)作,這樣一年所消耗的能源很多。如果采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu).只需在改變開度時(shí)供電,當(dāng)控制閥達(dá)到所需的開度就停止供電。雖然電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)造價(jià)高,防爆性能差,但有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。
1.1.4適用于新能源
以來(lái),石油是一種主要能源,而近年來(lái)出現(xiàn)了許多新能源,這些新能源從加工生產(chǎn)到運(yùn)輸、儲(chǔ)存,都對(duì)控制閥提出特殊要求。
(1)液化天然氣
液化天然氣是一種清潔的能源,它可以解決燃燒石油產(chǎn)生污染大氣的公害問題。
由于生產(chǎn)液化天然氣的裝置的介質(zhì)溫度低達(dá)162℃,在這種低溫情況下,對(duì)低溫控制閥及其所用的材料和結(jié)構(gòu)都有新的要求。關(guān)鍵在于解決材料的韌性、強(qiáng)度和低溫下的變形問題,要求閥桿填料密封部位在o℃以上,動(dòng)作部分不能凍結(jié)。如果低溫控制閥用于超低溫的火箭的液態(tài)氫( -203℃)歿液態(tài)氦(- 269℃)的控制系統(tǒng),則從結(jié)構(gòu)到材料處理都要求特殊的方法。
(2)液化煤漿
將煤粉碎后與溶劑混合,再經(jīng)過一系列的處理和脫硫,得到一種燃料一一液化煤漿。用于這種系統(tǒng)的控制閥受煤漿的高速?zèng)_刷,會(huì)很快腐蝕-磨蝕而損壞,材料的韌性、硬度、耐磨性、耐蝕性及耐熱性都很重要,除選用適當(dāng)?shù)牟牧贤?,還可以用迷宮式結(jié)構(gòu)來(lái)緩和煤漿的沖刷作用。
(3)核電
核電站的自動(dòng)控制系統(tǒng)必須使用控制閥氦,這種控制閥必須滿足下述要求:在核聚變反應(yīng)過程中控制超電導(dǎo)的低溫液態(tài)
①抗輻照要求:核電站給閥門輻照累積量為l2×106 GY,因此閥門選材除了滿足工作介質(zhì)外,還應(yīng)耐輻照,即材料受輻照后其使用性能不改變。
②密封要求:由于介質(zhì)是帶有放射性的含硼水,因此要求閥門密封好,無(wú)外漏。
③填料,墊片要求:由于氯化物會(huì)破壞水質(zhì),引起不銹鋼設(shè)備的點(diǎn)腐蝕,因此要求控制閥選用的填料.墊片的氯化物含量應(yīng)小于100 mI,/m3,且不含有鹵素。
④禁用材料:由于事故而產(chǎn)生的安全殼內(nèi)安全噴淋液中有Na(OH)和硼,因此閥門一般嚴(yán)禁使用鉛或鋅或鍍鋅。
⑤LOCA要求:裝于安全殼內(nèi)的閥門應(yīng)滿足LOCA要求.即在失水事故狀態(tài)下閥門仍能動(dòng)作。
⑥結(jié)構(gòu)要求:由于闊門的介質(zhì)具有放射性,所處的環(huán)境又有一定的輻照劑量,因此要求±臣婪閘門w蒲帝驛,m./粵求閥門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,裝拆維修容易等特點(diǎn)。
⑦安全可靠的要求:閥在核電站運(yùn)行中,起著十分重要的作用,閥門性能好壞,會(huì)直接影響到核電站的安全,因此核電站要求閥門的性能必須安全可靠。
⑧抗震要求:
a)要求閥門的自振頻率應(yīng)大于33 Hz,因?yàn)橐话愕卣鸬念l率在0.2 Hz~33 Hz范圍內(nèi):
b)閥門必須作抗震計(jì)算;
c)對(duì)于抗震1類閥門,必須選擇具有典型代表的閥門作抗震試驗(yàn)。
⑨嚴(yán)格的技術(shù)條件。
⑩質(zhì)保要求:制造廠應(yīng)根據(jù)要求編制相應(yīng)的質(zhì)保大綱、蜃繯體系和質(zhì)量控制等文件。
可見,與常規(guī)閥門相比,這種控制閥的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、檢查和使用環(huán)境更特殊、更嚴(yán)格,為了確保安全,必須從各方面嚴(yán)格控制。
展望未來(lái),要面臨的問題會(huì)更多,隨著科技進(jìn)步,對(duì)環(huán)境的要求會(huì)越來(lái)越高,對(duì)c0,、S02、H2S的排放控制越來(lái)越嚴(yán)格,這就要求對(duì)舊的過程控制系統(tǒng)連行改造.或者創(chuàng)造出更的過程控制方法.而新的控制系統(tǒng)對(duì)控制閥的要求就更高:與本產(chǎn)品相關(guān)論文:美標(biāo)球閥維護(hù)