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【中国阀门网】 【摘 要】 结合生产装置的扩产和生产过程，论述了控制阀(调节阀、开关阀)在Pvc糊状树脂生产装置的选用安装、运行维护等方面应注意的问题。
【关键词】 糊状树脂 控制阀 选用安装 运行维护
从法国ATOCHEM公司引进MSF一3 PVc糊状树脂生产工艺，生产能力为l万t／a。主要设备是一台50m3，聚合釜和一台25m3。种子釜及干燥、研磨和包装设吾装置控制为数字仪表、数字多回路调节器和气动控制阀组成的调节系统。近年来，聚氯乙烯树脂市场供需发生了变化，集团公司决定扩大产能，由1万t／a扩大到6万t／a，分二期工程实施，前期为3万t／a。为保证糊状树脂的产品质量，提高生产过程自动化水平，通过技术证决定采用计算机技术对生产工艺过程进行控制,即集计算机技术、通信技术和CRT技术为一体的分散控制系统DCS、PLC，分别对集合、干燥、研磨和公用系统等过进行控制。系统使用控制阀(气动调节阀、 气动开关阀)约120台左右，口径在DN25～DN250之间.目前，该装置已运行两年多。现结合扩产、生产过程，对控制阀的选用安装、运行和维护的点滴体会进行分析。
一、MSP_3 PVC糊状树脂工艺概况及工艺介质特点
MSP__3 PVC糊状树脂的生产工艺流程简图如图1所示。MSP__3 PVC糊状树脂的生产原料有氯乙烯(vcM)单体、无离了水、乳化剂、引发剂、阻聚剂以及防垢剂等，中间体有微悬浮利，子和乳液种子及各种辅料，聚合后的糊状树脂半成品为乳胶溶液。其介质特点是：vcM有毒有害，易燃易爆，在管道内易自聚。(微悬浮、乳液)种子、乳化剂、阻聚剂和糊状树脂半成品等，是高黏度，含固体微粒乳胶溶液(糊状树脂半成品乳胶含固量为30％，～40％，左右，含引发剂)氯乙烯单体易自聚。
 二、控制阀的选用
由于PVc糊状树脂生产工艺和原料介质的特点，控制阀(气动调节阀、气动开关阀)的选择非常重要。调节机构要求泄漏量要小，能适用高黏度、含有固体颗粒介质；执行机构作的形式、转矩、推力及故障状态要符合要求。对气动调节阀而言，根据Cv值的计算确定口径是关键。对气动开关阀而言，正确选择执行机构的输出力的_人小是关键。
1．气动调节阀
在PVc糊状树脂生产的DCS、PLC控制系统中，连续调节的控制回路，调节阀控制的介质分别是循环冷却水、蒸汽、氯乙烯和半成品胶乳。调节阀口径和作用方式的确定，可根据工艺提供的要求和工艺参数，根据调节阀的有关设计标准(IEC534、ANSI／FCl62一l以及ANSI／IsA—s75．01等)汁算Cv值，确定调节阀口径和作用方式。考虑到工艺和介质的情况，阀门结构彤式为偏心旋转阀，执行机构为(旋转)气动执行机构，配阀门定位器。关键控制点(连续加氯／一烯单体控制、蒸汽升温控制)加电磁阀锁或双重控制、联锁，确保系统安全。如图2所示为气动调节阀和气动开关阀的双重控制和联锁。
 2．气动开关阀
(1)气动开关阀的组成、特点 在Pvc糊状树脂生产的DCs、PLc控制系统中，顺序控制、断序(联锁、保护)控制和远程控制，大量使用了气动开关阀(取代手动阀)。该开关阀由气动执行机构(齿轮齿条)、调节机构(球阀)以及附件(电磁阀、限位开关)部分组成。气动球形开关阀，其特点是结构简单，作用力大，直流通路，泄漏量小以及易于操作和维修。适用于高黏度、含纤维和含固颗粒流体的场合。在常用的控制阀中球阀具有最高的流通能力，它的流量系数大约是相同口径的直通阀体的2—3倍。在选用凋节阀时，它的口径常常小于它所安装管线的直径，但是在同样的条件下，使用球阀其口径只需管线亢径的一半就够了。这个优点在系统没计时应该充分利用。但住此次扩产中，根据PVC糊状树脂生产工艺的特点，开关阀采用了与管道等同口释的方法(投资的费用增高)。
(2)气动开关阀作用方式的选择气动开关阀有双作用和单作用(弹簧复位)两种作用方式，单作用开关阀又分气开式和气闭式两种。根据Pvc糊状树脂工艺、设备和控制介质的不同要求，开关阀采用了单作用气开式和气闭式两种形式，以确保生产安全。
(3)气动开关阀结构和阀体材料的选择气动开关阀在PVc糊状树脂生产中，和一般压力设备一样，也必须满足压力、温度和腐蚀条件，因此开关阀的结构和阀体材质的选择如下：
1)阀体结构：O形球阀．
2)阀体材料：不锈钢.
3)内件材料：和阀体材料相同．
4)密封座与阀杆密封材料：PTFE与增强PTFE.
5)执行机构：旋转式气动执行机构(齿轮齿条).
6)附件：二位三通(防爆)电磁阀． (防爆) 限位开关。
(4)气动开关阀执行机构的选择 根据阀门提供的阀门转矩，经计算后选择执行机构同时还要根据介质性质、阀内件及阀门开起的频率作进一步的考虑.一般情况下，执行机构的输出力是在所需阀门转矩基础上增大1．25—1．5倍，得到一个安全值．而在苛刻的条件下，如含固体颗粒的PVC糊状树脂乳液,执行机构的输出力(转矩)直加大到2-2.5卺．使执行机构有足够的输出力。如图3所示(弹簧复位)执行机构在(旋转)作用过程中输出转矩变化情况(不恒定)。一般可根据据以下步骤进行选型。
 图3弹簧复位执干亍器输出转矩变化情况
1)根据阀门的口径确定需要的转矩(厂家提供).
2)根据介质情况，所需转矩乘以系数1．25。1．5倍(介质为水)，得到一个安全值。
3)根据气源压力和步骤(2)所得转矩查执行机构输出转矩表(厂家提供)，得到一个刚好或略大转矩值
4)根据转矩值确定执行机构型号(厂家提供)。在实际操作中，阀门和执行机构山厂家配套选型，用户主要是和生产厂家沟通，提供的技术参数和介质(物理、化学性质)情况要准确，以便正确地选择气动执行器。 [Page]
三、控制阀的安装和调试
控制阀的安装和调试有一定的技术要求，安装和质量验收应符合有关规范。正确的安装和调试町为系统运打下良好的基础。因此，在控制阀安装前，技术人员要技术交流，安装人员要仔细阅读配管图、控制阀的安全使用说明书，理解设计人员的没计意图，按技术人员
的要求和控制阀说明书中的技术指南去做，有助于成功安装
1)安装前的愉查和校准。查看控制阀在运输过程中有无损坏。对照施工罔样认真核对控制阀的口径、流量特性是否与图样、铭牌一致，所带技术资料和附件是否齐全．接通电(气)控制信号，接通动力源(压缩空
气).检查是否到位程是否到位(与行程指示标牌比较)。作用形式是否符合工艺要求，附件如阀门定位器、电磁阀以及限位开关等输入信号(电压)、位置反馈信号等是否正确.分程调节的输入信号与阀行程是否对应。
2)安装前，认真清理工艺管道和设备。清除管道内污垢、金属碎屑、焊渣和其他异物。检查控制阀内部以确保不存在异物。
3)对于法兰连接的控制阀，安装法兰的平行度≤5mm．并选择合适的垫片，在法兰与垫片对中后，轻轻旋紧螺栓(螺母)，最后以交错形式旋紧每一个螺栓(螺母)，以防泄漏：注意控制阀阀体上标注的箭头必须与介质的流向一致。
4)由于糊状树脂工艺和介质的原因，阀门和管线有防静电和伴热(保温)的要求，所以要将控制阀用导体(扁铁)与管道设备充分地连接(接地)，并做好伴热(保温)。
5)所有控制阀在管线进行吹扫时应拆下来，暂时用短管与管道连接上。吹扫完毕后再安装上。控制阀和管道要有必要的阎定和支撑。控制阀上挂位号标记。
6)控制阀的附件、空气管线安装也是不可忽视的。附件、空气管线的连接应注意连接处的气密性，控制阀用的仪表空气总管操作压力为0．55。0．8MPa，仪表空气的质量应符合国家标准GB／T13277—1991《一般用压缩空气质量等级》的要求。对(齿轮齿条)气动执行机构，最好在每组气源分配(台)处安装小型过滤调压器和润滑器，注意应在润滑器中注入润滑油，调节好油的流量，以提高执行机构的使用寿命。
7)控制蒯安装完成后，还应将控制阀与控制系统进行单机试车，联动试车和化工试车，打通流程并稳定48h，可参照(；B／T 50093—2000《自动化仪表工程施工及验收规定》视为控制阀调试合格。 [Page]
四、控制阀的维护和故障处理
1．控制阀的维护
投入使用的控制阀卡u化工生产过程休戚相关，熟悉控制阀的结构和使用指南，了解工艺过程、工艺介质特性有助于维护人员对控制阀使用、维护和故障处理，是对生产安伞运行和控制阀使用寿命的保障。在实际运行中可进行如下维护：仪表维护人员要定期对控制阀进行巡回检查，俭查各零部件是否有松动，气动执行机构、气路以及管线是否有漏气，控制阀运行(开、关)过程中阀杆上、下运动(左、右旋转)是否有停顿或动作迟缓的现象。实践经验表明：(开关阀)打开的速度是关阀速度的三倍，说明阑¨有问题，要进行处理.应结合系统大修，有计划地对控制阀进行检查、维护保养和故障维修。
2．控制阀的故障处理
(1)控制阀故障处理的原则、顺序和方法要做到现场快速处理控制阀的故障，故障部位的准确判断是重要的一环。到达现场后要先问再看后动，先外后内，先想后修的故障处理原则。处理顺序是：先榆查外部电路、气路，附件(电磁阀、定位器等)再检查气动执行器，最后检查阀门本体。处理方法是：现场开关阀故障(打不开或关不上)，首先检查有无电、气信号，气源压力是否达到工作压力然后可拆下电磁阀(定位器)将气源直接接入气动执行机构，看控制阀是否动作，以判断电磁阀(定位器)好坏。如果控制阀不动作，可拆下执行机构接气源，看执行机构是否动作，并手动阀门看是否卡死。如果电磁阀(定位器)、执行机构没有问题，应从管道上拆下阀门，拆开阀门检查球体、密封座(圈)等是否有故障，如有问题分别处理，维修处理后，组装阀门时应注意球体必须处在关阀状态下装入，然后旋在开的位置上对角旋紧螺栓。必要时要对阀门进行试压试验。值得注意的是，在检修气动执行机构(齿轮齿条)时，要打开端盖前，一定要使里面的弹簧处于自然放松状态，切不可带压力(弹力)拆卸，以防事故。
(2)控制阀典型故障处理
1)聚合釜底阀故障
故障现象：口径DN250的聚合釜底(开关)阀，投入运行后一段时问后发现阀门打开和关闭的时间越来越长，时有打不开，关不上的现象，必须手动操作才能全关或全开。经技术、维护人员和厂家分析认为，由于介质的原因，阀门使用一段时间后，造成转矩增大，而
执行机构输出力选择得不够大，造成阀¨开(关)不到位。
处理办法：重新更换执行机构后，开关自如。
故障现象：同一开关阀，发现突然无法关闭．反复检查气路、电路以及电磁阀均正常.初步判定阀门内部被卡。处理办法：将阀门拆下，解体后发现，密封座(圈)和止动圈严重变形，卡住球休。原因是介质PVC糊状树脂在球体的反复作用下，被塑化后挤入密封序(圈)的间隙，导致密封座(圈)变形，引起止动圈变形。
处理办法：清理阀体和球体，更换密封座(圈)和止动圈，组装试压后安装使用。
2)计量槽连通阀门故障
故障现象：一台连接新、老计量槽的口径DNl50开关阀，在系统调试时发现此阀不动作，反复检查后，将执行机构拆下检查阀体，发现阀门卡死，拆下阀门解体后发现，阀门一端被(氯乙烯)自聚物附着(满)，球体无法转动。
处理办法：清理阀门内的自聚物，试压后投用 由此可知，对控制容易自聚介质的阀门，长时问不用时，应定期开启阀门，防止自聚物在阀门内沉积：
3)蒸汽阀门故障
故障现象：调试中发现口径DN80的蒸汽控制阀关不到位(气开阀)，经分析认为是执行机构复位的(弹簧)力不足，阀门关不到位：
处理办法：在执行机构两端各增加一组弹簧(增大弹簧力)后，故障消除。
4)电磁阀故障
故障现象：在运行中发现，口径DN80的脱气阀不动作。经检查发现，电磁阀不动作(电磁阀内部线圈短路)。
处理办法：更换一只新电磁阀．故障消除，
5)控制阀小动作
故障现象：捌试中发现口径DN200的过料阀给信号不动作。反复检查后发现，控制柜内此阀门的控制信号(电源)的熔丝熔断，进一步检查发现此信号经过限位开关的接线端子后，压盖在安装时将信号 (电源)线压住(坏)，铜线裸露，造成短路。 [Page]
处理办法：包好裸露的铜线，故障消除。
此外，住调试和运行中还出现过阀门转轴处泄漏行机构内弹簧断裂等故障。常见故障可参照表进行处理。
表控制阀常见故障及排除方法
五、结语
作为自动控制系统的执仃机构——控制阀，它的正常运行关系到Pvc糊状树脂生产过程和系统的安全性，控制阀的合理选型、正确安装、认真维护是保证控制系统正常运行的前提。因此将控制阀纳入设备管理体系，建立有效的维护(修)程序，进行预防性维护，被动性维护，保证控制阀往Pvc糊状树脂生产控制中的正常运行。
参考文献
[1]国家石油和化学工业局．化丁：装置自控T程设计规定
[S]．北京：全国化1二工程建设标准编辑中心，1999．
[2]乐嘉谦．仪表工手册[M]．北京：化学工业出版社， (来源：通用机械) |
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