減溫減壓調(diào)節(jié)閥在蒸汽系統(tǒng)應(yīng)用探討|資料

烏石化二化肥是以天然氣為原料的大型合成氨廠，因裝置蒸汽系統(tǒng)平衡的需要，由一段轉(zhuǎn)化爐產(chǎn)生的過熱蒸汽（壓力12.5MPa，溫度515℃）用于蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)。在正常運(yùn)行時(shí)，多出的蒸汽用于后續(xù)工段及其它中壓裝置上，這就需要減溫減壓，由過熱蒸汽減溫到355℃，壓力減壓到3.8MPa。在蒸汽不夠用或開車時(shí)，HV-112和PV-172A（同型號(hào)、同參數(shù)）必須關(guān)死，不允許泄漏。如果泄漏將直接影響蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)工作效率。此兩閥設(shè)計(jì)時(shí)選用意大利ABB廠家生產(chǎn)的減溫減壓調(diào)節(jié)閥，自1997年4月7日投料以來，由于原設(shè)計(jì)閥存在著諸多問題，原系統(tǒng)減溫減壓閥（其中一套）不能再使用。1998年年底，選用瑞典BTG生產(chǎn)的減溫減壓調(diào)節(jié)閥，于1999年9月大修時(shí)上線安裝，平穩(wěn)運(yùn)行至今（400多天）。達(dá)到了無事故、無泄漏、節(jié)能降耗的目的，為化肥廠安全生產(chǎn)、設(shè)備正常運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 減溫減壓調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用 PV-172A、HIV-112減溫減壓調(diào)節(jié)閥的參數(shù)：正常流量100000kg/h：入口壓力12.5NPa，出口壓力3.9MPa，壓力降8.7MPa；入口溫度515℃，出口溫度350℃，進(jìn)出口飽和溫度328.21，248.83℃；入口尺寸DN=150mm，出口尺寸DN=100mm。特性為直線型，噴淋水入口290℃，壓力15.1MPa，管徑DN=50mm。 HV-112、PV-172A是一個(gè)帶有噴淋水裝置的單座平衡式套筒閥，單座套筒閥必然有一個(gè)導(dǎo)向密封環(huán)，其密封環(huán)是用柔性石墨制成。這種單座套筒平衡式閥芯，內(nèi)漏只有兩處：一處是閥座與閥芯密封面被破壞；第二處是閥芯上導(dǎo)向密封環(huán)被破壞。1997年8月PV-172A發(fā)生嚴(yán)重內(nèi)漏，由意大利代表方無償更換了閥芯導(dǎo)向密封環(huán)，運(yùn)行不到一個(gè)月又開始內(nèi)漏。停車時(shí)再一次更換閥芯密封導(dǎo)向密封環(huán)，結(jié)果運(yùn)行不到一個(gè)月又開始內(nèi)漏。 1998年初，PV-172A填料再次發(fā)生外泄，采取帶壓堵漏措施。由于填料函長(zhǎng)期處于膠狀狀態(tài)，受溫度影響而固化，閥桿動(dòng)作失靈，調(diào)節(jié)閥完全失去控制。1998年大修時(shí)采用雙氣缸地板上支承，儀表聯(lián)鎖控制，使用到1999年9月。為保證二化肥平穩(wěn)運(yùn)行，大修時(shí)更換BTG公司調(diào)節(jié)閥，這一嚴(yán)重問題才得以解決。

內(nèi)漏原因： ① 調(diào)節(jié)閥在選材方面有著較大的缺陷，調(diào)節(jié)閥匹配不合理，密封面不耐腐蝕，不耐沖刷，這是泄漏的主要原因。 ② 閥桿設(shè)計(jì)太細(xì)，抗彎強(qiáng)度低，造成閥芯卡澀、閥桿彎曲等諸多故障。 ③ 調(diào)節(jié)閥填料函設(shè)計(jì)不合理，尤其是高溫高壓調(diào)節(jié)閥填料函極為不合理。一般填料函深度設(shè)計(jì)為100mm以上，但ABB廠家只有50~80mm，根本滿足不了特殊環(huán)境條件下使用，所以高溫調(diào)節(jié)閥填料函很容易外泄。 ④ 調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)上存在著許多問題。目前，世界上調(diào)節(jié)閥領(lǐng)先設(shè)計(jì)水平標(biāo)準(zhǔn)是：重量輕、體積小、流量系數(shù)大、多彈簧膜頭或者汽缸式執(zhí)行機(jī)構(gòu)、高品質(zhì)調(diào)節(jié)。但是，PV-172A調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)高度可達(dá)2.2m左右，由此可見設(shè)計(jì)高度太高，容易產(chǎn)生搖晃。如果稍有振動(dòng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)首先對(duì)閥桿、填料函產(chǎn)生破壞。 ⑤ PV-172A調(diào)節(jié)閥閥桿與推桿聯(lián)結(jié)處十分薄弱，聯(lián)結(jié)強(qiáng)度不夠，從設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上與其他廠家相比還不太理想，聯(lián)結(jié)塊熱處理硬度不夠，經(jīng)常滑絲、脫扣，造成調(diào)節(jié)閥失控。

2 瑞典BTG公司減溫減壓調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用特點(diǎn) 選購的BTG公司的減溫減壓調(diào)節(jié)閥型號(hào)為VST-SE，其特點(diǎn)為：可靠性高，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍寬，流量調(diào)節(jié)可以從2%調(diào)節(jié)到100%，溫度和壓力調(diào)節(jié)準(zhǔn)確，使用壽命長(zhǎng)，免維護(hù)和極少的備件，低噪音，振動(dòng)少。 從設(shè)計(jì)上來講，閥體采用整體鍛造鋼材料，內(nèi)外按平滑曲線機(jī)加工成型，保證在閥門升溫和降溫時(shí)熱應(yīng)力最小，閥帽和閥蓋采用加壓自密封，保證了不泄漏和拆卸方便。由籠式閥芯和多層籠式溢流筒完成的多步驟減壓，可以保證蒸汽在減壓過程中流速始終控制在合理范圍內(nèi)，以減少振動(dòng)和噪音。閥桿和閥芯采用過盈配合安裝，不松動(dòng)不脫落，彈性閥座設(shè)計(jì)保證長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行閥門不泄漏，減溫噴水點(diǎn)設(shè)計(jì)在閥內(nèi)蒸汽流速最大的部位，對(duì)流量調(diào)節(jié)范圍高的產(chǎn)品采用蒸汽強(qiáng)制霧化的專利技術(shù)。另外，BTG公司生產(chǎn)的減溫減壓調(diào)節(jié)閥最大特點(diǎn)是超長(zhǎng)閥座，閥芯有著可靠的導(dǎo)向作用，閥芯與閥座密封面同軸度高，它的閥座設(shè)計(jì)為彈性件，不受溫度急速變化而變形，它隨著溫度急速變化而進(jìn)行補(bǔ)償，這對(duì)閥芯與閥座密封有著極大作用。材料采用Hagnes25超硬合金鋼，閥桿移動(dòng)時(shí)穩(wěn)定性強(qiáng)，籠型閥芯使閥門調(diào)節(jié)呈線性，閥芯采用不銹鋼材料，表面經(jīng)過氮化處理，閥端和閥桿采用膨脹石墨密封環(huán)、密封可靠，拆卸方便。 由于BTG公司執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接支架采用空心鋼結(jié)構(gòu)、內(nèi)灌砂以減振防熱這一特點(diǎn)，就克服了現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)帶來的不必要的維護(hù)量；穩(wěn)定性好，不易產(chǎn)生振動(dòng)，閥桿不易彎曲，填料函不易損壞。上閥蓋與普通調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)上大大不同，BTG設(shè)計(jì)的上閥蓋是內(nèi)鑲嵌式的，外壁與閥內(nèi)壁為間隙配合，內(nèi)壁與閥芯導(dǎo)向部分相配。從這一點(diǎn)上對(duì)閥芯的同軸度、穩(wěn)定性有著很重要的作用。所以該閥要比一般的閥同軸度高，穩(wěn)定性好，振動(dòng)小。 以上幾點(diǎn)是BTG生產(chǎn)的調(diào)節(jié)閥最大設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)，從多方位減少振動(dòng)，減少噪音，提高同軸度，提高密封性能，最終達(dá)到延長(zhǎng)調(diào)節(jié)閥使用壽命。

3 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行 HV-112調(diào)節(jié)閥由于選用技術(shù)較 的生產(chǎn)工藝，自1999年9月上線安裝，運(yùn)行至今（400多天）未因該閥影響裝置正常生產(chǎn)，減少了正常維護(hù)量，保證了二化平穩(wěn)運(yùn)行。根據(jù)大慶化肥廠所使用情況來看，BTG生產(chǎn)的減溫減壓調(diào)節(jié)閥至少可使用8~12年檢修一次，由于長(zhǎng)時(shí)間不檢修，可能造成聯(lián)結(jié)螺栓銹死，為防止螺栓銹死，運(yùn)行3~5年逐個(gè)取出聯(lián)結(jié)螺栓涂上二硫化鉬，以方便下次正常檢修。