中压蒸汽系统控制阀技术改造.pdf

第 4 8卷第 2期 2 0 1 1 年 4月 化工设备与管道 P R O C E S S E Q U I P ME N T＆ P I P I N G Vo 1 ． 48 No ． 2 Ap r ． 2 01 1 中压 蒸汽 系统控 制 阀技 术改造 张忠振 ， 李壁 雷 ， 高建军 河南省煤化集 团中原 大化公 司仪表分公 司， 河南 濮阳4 5 7 0 0 4 摘要 着重分析 了控制 阀 P V - 0 8 2 0 3 B的泄漏原 因， 针 对泄漏原 因对该 阀门的阀杆 直径进行增大、 阀芯导向部分加 工处理 、 重新加 工阀座 并改变阀座与 阀体 密封形 式等 多处进行 了改造 ， 解决 了长期 泄漏大量 蒸汽的 问题 ， 达到 了节 能减排 、 降低成本 的 目的。 关键词 控制 阀； 改造 ； 泄漏 中图分类 号 T Q 0 5 5 文 献标 识码 B 文章编号 1 0 0 9 3 2 8 1 2 0 1 1 0 2 - 0 0 4 9 - 0 2 Te c hni c a l Re f o r m o f Co nt r o l Va l v e Us e d i n M e di u m Pr e s s u r e S t e a m S y s t e m ZHANG Zh o n g z h e n， LI Bi - l e i ， GAO J i a n- j u n Z h o n g Y u a n D a H u a G r o u p， P u y a n g 4 5 7 0 0 4， C h i n a Abs t r ac t I n t hi s a r t i c l e，t h e c a us e o f l e a k a g e o c c u i T e d i n PV- 08 2 03 B v a l ve wa s e mp ha t i c a l l y a n a l y z e d．Wi t h r e s pe c t t o t h e c a u s e， t h e d i a me t e r o f v a l v e r o d wa s i n c r e a s e d，t h e g ui d e i n t h e c o r e o f v a l v e a nd v a l v e s h e l l we r e t r e a t e d a nd f ab r i c a t e d a g a i n，a n d t h e s e a l i n v a l v e a n d t h e v a l v e s h e l l we r e r e f o r me d a t s e v e r a l p l a c e s ．I n t h i s wa y， t h e p r o b l e m o f g r e a t s t e a m l e a k a g e e x i s t e d f o r a l o n g t i me h a s b e e n s o l v e d a n d t h e g o a l s o f e n e r g y s a v i n g，e mi s s i o n r e d uc t i o n a n d c o s t d e c r e a s e a F e r e a c h e d． Ke y wor ds i mpr o v e me n t ；t r ou b l e r e a s o n a na l y z e f o r l e a ka g e； s a vi n g e ne r g y a nd r e du c i ng c o s t s 某公司尿素装置是我国从意大利斯那姆公司引 进的采用工艺先进 、 自动化程度 高的氨汽提法技术 的国内大型尿素生产装置 ， 于 1 9 8 9年建成投产。其 关键控制 阀 P V - 0 8 2 0 3 B是尿 素系统 中压蒸 汽放空 控制阀门， 它是一台气动薄膜套筒式单座关闭阀门， 垂直安装气动常闭式 ， 该阀门长期泄漏 ， 造成大量蒸 汽浪费 ， 既不利于企业 的节能减排 ， 又增加了企业 的 经济负担 。 1 P V_ 0 8 2 0 3 B主要工艺参数及故 障原 因 1 ． 1 主 要工 艺参数 阀门类 型 单 座截 止 阀 执行机构 气动薄膜执行机构 流量特性 快开式 入 口压力 5 ． o 0 MP a 出 口压力 0 MP a 阀 门 口径 6 ” 介 质 蒸汽 温 度 4 2 2℃ 1 ． 2阀 门存 在 的 问题 该控制阀是 1 9 8 9年随设备进 口的阀门， 由于 阀 门已使用二十年加上原结构不尽合理 ， 近年来一直出 现泄漏 ， 造成大量蒸汽泄漏到大气 中， 操作人员在手 动关闭阀门时 ， 由于操作不当， 多次造成阀杆弯曲， 又 加重了蒸汽泄漏。该阀前后经过几次改进 ， 泄漏有所 减小 ， 但还不够理想 ， 为此又进一步进行改造。 1 ． 3故障原因分析 根据 出现的故障进行原因分析 1 由于该阀为套筒式单座截止阀 ， 阀芯没有 平衡孔 ， 阀门一侧最高工作 压力 5 ． O 0 MP a ， 另一侧 对大气放空 ， 这就造成 了介质作用在 阀芯上产生不 平衡力 ， 在高压差 及设备振 动下 ， 不平衡 力变化较 大， 极易引起阀芯振动 。当阀芯长期振动 ， 阀芯密封 面与阀座密封面产生错位 ， 密封副泄漏 ， 致使大量蒸 汽泄漏到大气 中。 2 阀座与阀体为螺纹连接密封形式 ， 高压差 下作用于阀芯的不平衡力导致阀芯振动， 从 而带动 阀座振动。阀座长期振动 ， 导致阀座底部 ， 阀座螺纹 收稿 日期 2 0 1 0 7 3 6 1 0 作者简介 张忠振 I 9 8 O 一 ， 男 ， 河南滑县人 ， 助 理工程师。从事化 工设备的管理及检修工作 5 O 化工设备与管道 第4 8卷第2期 和阀体螺纹损伤， 引起 阀座与阀体密封失效 ， 无法达 到密封的效果 ， 引起泄漏。 3 阀杆弯曲引起更大的泄漏 ， 阀杆弯曲的原 因有 ① 阀杆为超长轴 ， 而阀杆太细 ， 机械强度不够 ， 满足不了膜头对 阀芯推力的需要。 ② 工艺操作人员操作方法不合理。当阀 门振 动较大出现泄漏时 ， 操作人员用超长 F型扳手通过 手轮关闭阀门时 ， 用力过大， 造成 了阀杆“ S ”型弯 曲 ， 从而 引起 阀门更大 的泄漏 见 图 1 。 图 1 闵结 构 示 慝 1 ． 填料压盖 ； 2 ． 填料 函； 3 ． 上阀盖 ； 4 ． 阀口密封垫 ； 5 ． 阀杆 ； 6 ． 导向套 ； 7 ． 阀芯 ； 8 ． 阀座 ； 9 ． 阀体 4 阀芯与导向套 的配合 间隙不合理 ， 间隙过 大 ， 当阀芯在不平衡力作用下引起振动晃动时， 导向 套无法起到正常导向作用 ， 无法保证阀芯与 阀座的 相对密封位置 ， 达不到 良好的密封效果。 2 对 P V _ 8 2 0 3 B的改造方案 由于阀门原结构不宜大改动， 结合阀门工作特 点 ， 本着经济性、 实用性的原则 ， 权衡利弊对阀门内 件进行改造。 1 首先对阀杆进行改造 ， 增大阀杆直径 ， 通过 计算 ， 使 阀杆 直径 由原 来 的 1 8 m m 增 加 到 4 , 2 5 m m。大大提高了阀杆的机械强度 ， 避 免 了阀杆弯 曲， 满 足 了膜 头对 阀芯推力 的需要 图 2 。 2 结合 阀杆直径加大 ， 阀体上填料 函部分 以 及填料函下端导入孑 L 也 随之增 大， 填料 函直径有原 来的 3 4 m m增加到 6 4 1 m m， 填料函下端导入孔直 径 由原来 的 1 9 m m增加到 2 6 mm， 使之与阀杆配 合合理 见 图2 。 3 改进阀座与阀体的密封形式。阀体螺纹与 阀座螺纹连接部分损伤， 如果对 阀体损伤部分进行 堆焊加工 ， 会引起 阀体密封连接螺纹变形 ， 而阀体较 大 ， 加工 困难 ， 因此采用非 常规方法。重新加工 阀 座 ， 改变阀座与阀体密封形式 ， 使螺纹只起到连接紧 固作用， 在阀座下端增加铜垫 ， 使阀座与阀体螺纹密 封改为靠阀座与阀体 中问增加的铜垫密封 ， 以达到 良好 的密 封效果 见 图 2 。 图 2阀改 造 后 结 构 示 意 1 ． 填料压盖 ； 2 ． 填料函 ； 3 ． 上阀盖 ； 4 ． 阀IZ l 密封垫 ； 5 ． 阀杆 ； 6 ． 导向套 ； 7 ． 阀芯 ； 8 ． 阀座 ； 9 ． 改造后增加的铜垫 ； 1 0 ． 阀体 4 导向套经多年使用 以及 与阀芯振动碰撞， 内孔 已呈椭 圆形 ， 已不符合使用要求且尺寸变大， 加 工导向套 内孔 ， 使 内孔尺寸达到最小值 1 1 5／ ／ l l ／ 1 ； 阀芯导 向部分堆焊并经车床加工 ， 使导 向部分尺寸 达到 1 1 4 ． 8 mm； 减少 阀芯与导 向套 的间隙， 间隙 由原来 的0 ． 8～1 ． 2 m m减小到 0 ． 3 mm左右 ， 从而 保证阀芯与阀座的相对位置 ， 确保密封性能。 3 结束语 由于该阀门是从意大利进 口的， 价格在人 民币 3 0万元以上， 且供货周期长 ， 无法立刻满足生产需 要。通过对控制阀 P V - O 8 2 0 3 B的改造 ， 使用效果非 常好 ， 阀杆不再弯 曲， 彻底 消除了内漏现象 ， 满足了 生产的需要 ， 使用周期 由原来的 3个月延长到两年 以上 ， 达到节能减排 、 降低成本 的 目的， 取得 了良好 的经济效益。这次对该阀门的成功改造对其他 同类 阀门的技术改进具有指导意义 ， 并有推广价值 。