中国化学工程第十一建设有限公司 河南省开封市 475002
摘要：在自动化程度较高的石油化工生产控制系统，调节阀作为自动调节系统的终端执行装置，接受控制信号实现对化工流程的调节。它的动作灵敏度直接关系着调节系统的质量。从构成的调节系统来说，调节阀运行的正常与否又受到测量参数的直接影响。根据本人十几年来的现场实际操作和调试经验积累，对影响调节阀安全运行的因素进行分析。
1卡堵故障现象及原因如下：
调节阀经常出现的问题是卡堵，常出现在新投运系统和大修投运初期，由于管道内焊渣、铁锈等在节流口、导向部位造成堵塞使介质流通不畅，或调节阀检修中填料过紧，造成摩擦力增大，导致小信号不动作大信号动作过头的现象。
故障处理：可迅速开、关副线或调节阀，让脏物从副线或调节阀处被介质冲跑。另一办法用管钳夹紧阀杆，在外加信号在压力的情况下，正反用力旋动阀杆，让阀芯闪过卡处。若不能则增加气源压力增加驱动功率反复上下移动几次，即可解决问题。如若仍不动作，则需解体处理。
2阀门定位器故障。
2.1普通定位器采用机械式力平衡原理工作，即喷嘴挡板技术，主要存在以下故障类型：
1）因采用机械式力平衡原理工作，其可动部件较多，容易受温度，振动的影响，造成调节阀的波动；
2）采用喷嘴挡板技术，由于喷嘴孔很小，易被灰尘或不干净的气源堵住，是定位器不能正常工作；
3）采用力的平衡原理，弹簧的弹性系数在恶劣现场下发生改变，造成调节阀非线性导致控制质量下降。
2.2智能定位器由微处理器（CPU）、A/D，D/A转换器及等部件组成，其工作原理与普通定位器截然不同。给定值和实际值的比较纯是电动信号，不再是力平衡。因此能够克服常规定位器的力平衡的缺点。但在用于紧急停车场合时，如紧急切断阀、紧急放空阀等。这些阀门要求静止在某一位置，只有紧急情况出现时，才需要可靠地动作。长时间停留在某一位置容易使电气转换器失控造成小信号不动作的危险情况。此外用于阀门的位置传感电位器由于工作在现场，电阻值易发生变化造成小信号不动作，大信号全开的危险情况。因此为了确保智能定位器的可靠性和可利用性，必须对它们进行频繁的测试。
3泄漏
3.1阀内漏，阀杆长短不适。
气开阀，阀杆太长阀杆向上的（或向下）的距离不够，造成阀芯和阀座之间有空隙，不能充分接触，导致关不严而内漏。同样气关阀阀杆太短，导致阀芯和阀座之间有空隙，不能充分接触，导致关不严而内漏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
解决办法：应缩短（或延长）调节阀阀杆使调节阀长度合适，使其不再内漏。
3.2填料泄漏
填料装入填料函以后，经压盖对其施加轴向压力。由于填料的塑性，使其生产径向力，并与阀杆紧密接触，但这种接触是并不是非常均匀的。有些部位接触的松，有些部位接触的紧，甚至有些部位没有接触上。调节阀在使用过程中，阀杆同填料之间存在着相对运动，这个运动叫做轴向运动。在使用过程中，随着高温、高压和渗透性强的流体介质的影响，调节阀填料函也是发生泄漏现象较多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏，对于纺织填料还会出现渗漏（压力介质沿着填料纤维之间的微小缝隙向外泄漏）。阀杆与填料间的界面泄漏是由于填料接触压力的逐渐衰减，填料自身老化等原因引起的，这时压力介质就会沿着填料与阀杆之间的接触间隙向外泄漏。
解决对策：为使填料装入方便，在填料函顶端倒角，在填料函底部放置耐冲蚀的间隙较小的金属保护环（与填料的接触面不能为斜面），以防止填料被介质压力推出。填料函各部与填料接触部分的金属表面要精加工，以提高表面光洁度，减少填料磨损。填料选用柔性石墨，因其具有气密性好，摩擦力小，长期使用后变化小，磨损的烧损小，维修容易，压盖螺栓重新拧紧后摩擦力不发生变化，耐压性和耐热性良好，不受内部介质的侵蚀，与阀杆和填料函内部接触的金属不发生点蚀或腐蚀。这样，有效地保护了阀杆填料函的密封，保护了填料的密封的可靠性和长期性。
3.3阀芯、阀座变形泄漏
阀芯、阀座泄漏的主要原因是由于调节阀生产过程中的铸造或锻造缺陷可导致腐蚀的加强。而腐蚀介质的通过，流体介质的冲刷也可造成调节阀的泄漏。腐蚀主要以侵蚀或气蚀的形式存在。当腐蚀性介质在通过调节阀时，便会产生对阀芯、阀座材料的侵蚀和冲击使阀芯、阀座成椭圆形或其他形状，随着时间的推移，导致阀芯、阀座不配套，存在间隙，关不严发生泄漏。
解决方法：关键把好阀芯、阀座的材质的选型关、质量关。选择耐腐蚀材料，对麻点、沙眼等缺陷的产品坚决剔除。若阀芯、阀座变形不太严重，可经过细纱纸研磨，消除痕迹，提高密封光洁度，以提高密封性能。若损坏严重，则应重新更换新阀。
4振荡
调节阀的弹簧钢度不足，调节阀输出信号不稳定而急剧变动易引起调节阀振荡。还有说选阀的频率与系统频率相同或管道、基座剧烈振动，使调节阀随之振动。选型不当，调节阀工作在小开度存在着急剧的流阻、流速、压力的变化，当超过阀钢度，稳定性变差，严重时产生振荡。
解决对策：由于产生振荡的原因是多方面的，因此具体问题具体分析。对振动轻微的振动，可增加钢度来消除。如选用大钢度弹簧，改用活塞执行结构。管道、基座剧烈震动通过增加支撑消除振动干扰；选阀的频率与系统频率相同，则更换不同结构的阀；工作在小开度造成的振荡，则是选型不当流通能力C值选大，必须重新选型流通能力C值较小的或采用分程控制或字母阀以克服调节阀工作在小开度。
5测量、传送滞后
5.1纯滞后。在石油化工生产中，被调参数均指温度、压力、流量、液位、成分等参数，其中易引入纯滞后的参数位温度和成分。由于纯滞后的存在，降低了调节系统的质量指标，所以在调节系统的设计和安装时，应合理地选择测量元件的安装位置，尽可能缩短和清除纯滞后时间。在开表或投运后发现安装位置不对而出现纯滞后时，应立即改变安装位置，消除和缩短纯滞后时间，从而提高系统调节质量。
5.2测量滞后。测量元件的存在易给操作人员一种假象，因为真正的被调参数和指示出来的被调参数两者是不同的，此外，由于测量元件的存在，易使信号失真。这样由于失真的信号输入，势必引起失真信号的输出，很难使调节器发挥校正作用，调节阀也不能正确起作用，克服测量滞后的办法是加入人微分作用。
5.3传送滞后。在大型石油化工装置中，往往中控室与调节阀的安装位置有相当的距离，这就带来传送的滞后，在一般情况下，电信号的传送不必考虑。如气动传送管线很长，膜头上的空间容积很大，一般在调节器输出管线安装启动继动器、阀门定位器，目的是增大输出功率，见效传送滞后。在管线长度超过300m，但调节质量要求又高的情况下可应用电气转换器或电气转换器来克服传送滞后。
从以上分析可以看到，由于滞后对调节质量好坏的影响很大，因此必须克服测量传送滞后。方法是：其一，要选择快速测量元件，正确选择安装位置。在自动调节系统中，以温度调节系统是测量元件和质量调节系统的采样装置所引起的测量滞后为最大。它与周围的流体流动状态，液体的物性，结垢厚度有关，如将测量元件安装在私交或易挂料，结焦的地方，将回大大地增加测量滞后，故此，在调节系统未正式投运前，要选择好测量元件的同时，更应正确合理地选择其安装位置，是提高调节质量的根本措施。
结束语
通过对调节阀故障原因分析，采取适当的处理、改进办法，将大大提高调节阀的利用率，降低仪表故障率，对流程工艺的生产效率和经济效益的提高以及能源消耗的降低都有着重要作用，可有效提高调节系统的质量，从而确保生产装置长周期安全运行。
论文作者:霍利辉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/8
标签：填料论文; 调节阀论文; 测量论文; 介质论文; 系统论文; 信号论文; 定位器论文; 《建筑学研究前沿》2018年第30期论文;