减温减压系统软件中控制阀的工艺标准及选中

作 者： 沈中奇
摘 要： 文中阐述减温减压系统软件主要设备调节阀门运用里的难题，及其思考问题的全过程和处理的办法。

1 序言

在减温减压系统软件中，主要设备调压阀前后左右压差大的原因，易造成泄露、噪音及汽蚀，自动控制系统还会无效。文中在现场评测数据信息的前提下，剖析加工工艺对系统调节阀门的规定。并根据工艺参数剖析，对生产厂家测算的剖析来确认采用商品。文章内容最终从我司系统改造前后左右的状况对理论分析给予确定。

2 工艺条件及更新改造前加工工艺情况

在我企业自购蒸气的加工工艺生产中，有一台主要设备为减温减压器，该机器设备将锅炉生产的蒸气（在没有根据汽轮发电机发电量的前提下）从2.48MPa 430^oC减温减压到0.35MPa 170^oC，以达到企业别的用汽企业的要求；该减温减压器里的调压阀和减温水多路阀为该减温减压器厂配套设施的，型号规格为Y45Y100-Dgl50双坐调压阀和JF61H-100DN32给排水多路阀；该机器设备自企业生产制造至今，连续运行了4年多，几乎能符合企业制造的需求；但这4年多的是运作期限内，大家也看到该设施存有一些问题，表现在以下几领域：

（1）调压阀的泄漏量大，特别是在蒸气根据汽轮发电机发电量的前提下，在这种情况下，该调压阀该是彻底关死的，但因为双坐阀自身的构造和产品品质等难题，该闸阀在关完部位时仍有很大的蒸气泄漏量，造成了不必要的电力能源耗损，并扩大了产品成本。

（2）调整范畴小：从双坐阀的调整特点得知，该阀的调整范畴特别大；依据加工工艺的操作状况看来，在加热炉小负载运行中（蒸气生产能力在10t/h时），该调压阀无法完成对蒸汽压力的调整，即在蒸汽流量低于1Ot/h时，没法对蒸汽压力开展调整。

（3）精度低，可靠性差：调压阀和降温阀的操纵选用的是带伺服放大器角行程安排电动执行器，执行器与阀座的联接选用是指杆杠；伺服放大器的型号规格过度老旧，均衡和稳定性的调整过度繁杂，很有可能因为用以伺服放大器和意见反馈板里的电子元器件元器件没经现代化解决，故对自然环境的需求也比较高，在高热和烟尘环境中工作不稳定；执行器与电磁阀的联接设计方案不科学，多支撑点的杆杠联接方法尽管满足了将角行程安排电动执行器导出力的变大，但因为杆杠各连接点存有很大的机械设备间隙，不能满足全部自动控制系统对精度及操纵可靠性的需求.因而对这两台阀的定位精度和操纵可靠性均较弱，不能满足全自动的规定，自生产制造驾车至今一直处在手动式和当场实际操作情况，精度低。

（4）日常检修量大，加工工艺实际操作艰难：因为该自动控制系统里的机器设备在那时候型号选择时均有一定的问题，所以在具体运行中一直存有一些问题，每星期均有2-3次的检修，并且加工工艺自进行生产制造至今就并没有投上过全自动，增强了加工工艺检验人员的操控难度系数。

因为处理以上机器设备所存在的不足，更强的达到加工工艺安全生产的规定，我们决定对该减温减压器里的调压阀和减温水多路阀以及自动控制系统开展更新改造，依据加工工艺的标准及企业现阶段的生产状况，该两部阀应达到如下所示的加工工艺生产条件：

a）蒸气缓解压力调节阀门

加工工艺管经：<?xml:namespace prefix = st1 />150mm（DN150、PN10）物质：蒸气

环境温度：Max 4300C

总流量：Qmin4t/h Qnor15t/h Qmax20t/h

进口的工作压力：2.45MPa

出入口工作压力：0.35MPa

配电动执行器：开关电源为220VAC/50Hz

输入信号为：4—20mA

阀位反馈信号为：4—20mA

执行器上带手动式开/关摇杆或主轴

b）减温水阀

加工工艺管经：32mm（DN32、PNIO）

物质：水

环境温度：1080C

总流量：Qmax 2500kg/h

进口的工作压力：3.OMPa

出入口工作压力：0.4MPa

配电动执行器：开关电源为220VAC/50Hz

输入信号为：4～20mA

阀位反馈信号为：4～20mA

执行器上带手动式开/关摇杆或主轴依据之上的工艺条件，我们将要调节阀门和执行器分离型号选择，最先明确执行器，随后再挑选调节阀门，再由调节阀门的厂家给予成套设备。

3 电动执行器的型号选择

依据加工工艺运作的必须及技术工作人员的需求，此调节阀门的执行器我们决定采用电动执行器，因此就大家所了解的材料，经多方面较为大家挑选如下所示三家在全世界范围之内较出名的电动执行器专业生产厂家：日本KOSO、法国auma、美国Rotork。

♂

经让我们掌握三家厂的商品基本情况如下所示：

表1

从上述三种商品中，大家选择了法国的auma电动执行器，原因如下所示：

3.1 工作温度

现阶段我企业已经用的减温减压器周边的工作温度大家评测为：离高压闸阀10cm处的环境温度为2200C上下，在这里点往上面再移位15cm，这里环境温度为720C，而现阶段常用的电动执行器处的环境温度为560C。依据我们这两年的应用KOSO的工作经验来了解，KOSO对温度是低于600C，但570C上下时，此电动式组织即发生工作中不正常的状况。因而，KOSO的电动执行器不可以用以此减温减压器上，而auma及Rotork的工作范围为-250C- 800C，且auma也有一种持续高温型的，可将可用工作温度范畴拓展为0- 120oC，但在他们的这里运用中，采用-250C一 800C=的通用型就可以。

3.2 导出扭矩

现阶段我企业20t/h调压阀里的交流伺服电机额定值导出扭矩为250N.M，但给调压阀负荷率时应用了一个杆杠，将此力放大了6倍（当场杆杠力臂各自为65cm 比11cm）。那样对于此事调压阀的导出扭矩事实上在1500N.M上下，而从前表中看得出，l500N.M的扭矩导出对KOSO电动执行器而言已经是限制了，并没有容量，因而仅有auma及Rotork能够。

3.3 应用情况

（1）KOSO电动执行器在我企业发电厂已经有较多的是运用，在较低工作温度（530C=下列），小扭矩导出（500N.M下列）的前提下使用情况不错，检修量也偏少，这几年的运作也较放心。

（2）auma电动执行器我企业的维修人员有对该商品的应用及检修工作经验，据维修人员体现，此执行器在用了十几年后，均能一直很稳定的工作，检修量非常少，提议大家也用此电动执行器。

（3）Rotork执行器在我们的兄弟单位有运用，该厂的发电厂有多台调节阀门都是用的Rotork的电动执行器，使用了一年多，工作中一直很好，几乎没有检修量。

（4）在特性价钱层面

经他们的掌握较为，如果将auma的价位界定为lA得话，则KOSO的价钱为（0.3—0.4）A，而Rotork的价钱为（1.2一1.3）A。

根据上叙原因．我们决定选用auma企业的电动执行器。

4 调节阀门的工艺标准及型号选择

因为调节阀门的型号选择，涉及到到的要素比较多，考量的要素也很复杂，牵涉到好几个技术专业，并不是此领域的专业的生产厂家，有这样要素怕考虑到不上，并且此设备对我们来说即重要又项目投资高，所以在选取供应商时，我们约定了以下基本原则：

立即同生产商或该厂商的分公司联络，此点关键是以服务支持上考虑到。

必须是全世界知名的且在这里层面有较优质的生产制造及服务项目销售业绩的大生产商，此点关键从产品品质和信誉度上考虑到。

价钱上一定要有竞争能力。

根据之上三点缘故，就大家所了解的基本资料和状况，大家选择了三家生产商，指的是：国外Fisher企业，德国Neles企业和国外的Samson企业。

♂

之上三家的象征在接到他们的工艺条件后，又通过反复联络，不断核查相关的技术性及工艺参数，均进行了型号选择，且有三家均在型号选择中带来了调节阀选型结构计算（均按己方规定，配auma电动头，并调节好、总程供货），状况如下所示：

表2

从三家的价格状况及后来的行业交流中掌握到：Fisher及Samson选定阀为单座阀，而德国Neles选的为闸阀（带Q—Trim内键的TOP5系列产品）。

单座调节阀即是globe阀，从该阀的结构上得知为高低不平力衡阀，一般物质流入为下进上出（Fisher及Samson均选此类阀），该类阀的阀心是通过左右行程安排方法来操纵物质总流量的，因此配该阀的执行器为左右行程安排的直行程组织；而NELES的TOP5系列产品调节阀门为球阀结构，阀心根据0—90多度电源开关视角来操纵物质的总流量，因此配该阀的执行器为0—90多度角行程安排程组织。

下边从此三家生产厂家所报的二种阀型较为如下所示：

4.1 调节阀门在工作的时候对执行器负荷率的规定

单座阀因为自身结构设计和构造里的缘故，在大气体压力的情形会造成极大的不平衡感，实际到他们的工艺条件下，假如按他们的工艺条件：即6”（150ram）阀及2.1MPa的气体压力，所造成的不平衡感约为：1854.6 kg，充分考虑l5%前后的容量，最少还在2l00kg上下此点在Samson的结构计算中已反映出去，她们计算出来的推动力在l8.8KN上下，而Fisher在同他们的沟通交流中，也说到此不平衡感，并且也非常大，但的结构计算中并没有描述出去。因为电动执行器负荷率需有超过此不平衡感才可以关掉此阀，因而电动头的效率要比较大，并且单相电220VAC的电动机已满足不了此规定，一定要三相380V的电动机才可以造成此极大推动力。在Samson的结构计算中，也已考虑了此难题，她们是使用三相380V开关电源的。因为规定电动机形成的推动力大，因此电机额定功率也需要大，对电动执行器的标准也高，所以价钱也较贵，此点Samson和Fisher的价格均有反映。但在eles价格中，因为她们选用是指TOP5系列产品的闸阀，因而十分恰当地绕开了此困难。电动头给予是指扭矩，比立即功效在阀里的推动力要小得多，经她们测算，觉得只需80N.M的扭矩就可以，那样电动执行器导出的力就小得多：电动头的价钱要低，总体价钱自然而然也就有竞争优势了。

4.2 调节阀门噪音与气蚀

在控制阀的选择中，另一个关键的要了解的问题是噪音及气蚀。尤其是物质为高温的水蒸汽。就调节阀门而言，前后左右气体压力愈大，物质流动速度就愈大；流动速度愈大，则造成的噪声就愈大；噪音愈大，对阀心和阀内件的毁坏也愈大。噪音生产后，不但比较严重损害阀心和阀内件，在比较严重的情况下，还可以对阀的中下游工艺管道造成共震，严重危害加工工艺的正常的生产制造；此外噪音对员工的环境也造成很大的影响，根据我国《工业企业噪声卫生标准》里的第五、六条的规定，每一个工作中日触碰噪音8钟头，容许噪音为85dBA下列，每一个工作中日触碰噪音低于l钟头，噪音较大不得超过1l5dBA。此外，伴随噪音的造成，还会出现汽蚀、多效蒸发等一系列难题随着发生，那些状况的发生，将严重危害调节阀门的工作质量及可靠性，更会大大的地减少此阀的使用期。

实际就大家所选的调节阀门中，要是选用单座阀（即Samson及Fisher价格中常选的阀型），在大家现阶段的工艺条件下，经测算该类阀造成的噪音可以达到l13 dBA，在其中Fisher阀可选择减噪音的配件，最多可减掉一17 dBA，那样该阀所造成的噪音应在96 dBA上下。在Neles的结构计算中，对噪音有一栏重点测算，因为Neles所选的TOP5系列产品的调节阀门阀内件使用了非常好的减噪及清除气蚀主件，即Q—Trim减噪件（Neles的专利权），该Q—Trim 主件的构造如下所示（图1）：

从该框架图中，我们可以认识到，该阀的球芯上已制成了多孔结构多级别的网状组织，该构造自身即合乎减噪基本原理（即逐步降血压），所以有着优良的降噪功能：与此同时该构造与一般常说的闸阀已经有实质的差别，除继承了闸阀的基本上特性：如密切的关掉，全通脉高流量，内电阻小等外，也有如下所示一个新的特性：如低噪音，高控制比，调整平稳和调整范围之内无工作过流保护和迟缓带等；鉴于具备这种特性，因此提升了该阀的调整特点，如大家在后来要提及的优良的等百分数调整特点。

♂

在使用了具备降噪功能的Q—Trim主件外，是为了更好的做到他们的减噪规定，该阀在出入口又再加了一块降噪音损耗板（attenuator plate），实际到他们的工艺条件下，此阀的噪音控制得很好（加降噪音损耗板实际构造如下图2）。除此之外，对别的更严苛的工艺条件的减噪，该阀还可以在Q—Trim主件和噪声损耗板（attenuator plate）中间再加一个降噪器（dif-fuser），详细构造如下图3所显示；那样在一台阀上可完成三级减噪；因而从该阀的构造上看，已具有了特别好减噪的特性。

依据他们的工艺条件，让我们仅用了二级减噪即满足了他们的减噪规定，在我们的工艺条件下，此阀所造成的噪音较大为91.85dBA，并且依据他们的工艺指标，在三种典型性工艺条件下（总流量各自为20t/h、15t/h、4t/h），其它情况不会改变）。噪音各自为91.85dBA、89.94dBA、81.64dBA。依据我企业的生产状况，此总流量正常的一般为15t/h上下，这时噪声为89.94dBA，只需要在油路板外稍微再加上隔热保温对策，就可以做到噪声在85dBA下列，进而做到我国的相关标准规定。在三个生产厂家的选择中，Neles所选的TOP5系列产品阀的噪声控制是比较好的，很切实解决了在这里大气体压力中出现噪音的现象，这样就因此阀将来的应用情况及使用期限，奠定了较好的基本。

4.3 调整特点

三家公司均对选定型号规格的调节阀门的调整特点均进行了表明，即等百分数调整，但Neles的结构计算中，对他们的工艺条件里的三个极具标志性的技术总流量点，即20t/h、15t/h、4t/h所相应的调整点开展r测算，各自相匹配：59.67% 、49.02% 、16.38% 开启度。即在等百分数调整特性曲线里的16% -60%中间，从等百分数特性曲线中我们能掌握到在15% -75% 中间，调整特点是更为理想化的。

5 结果

根据对于此事三家调节阀门生产商的产品定位和较为和运用调研，融合我企业加工工艺生产情况，我们认为在我司减温减压器的更新改造中，采用Neles企业的商品是有效的，在各种性能指标中也可以彻底令人满意大家加工工艺及技术性的规定。

♂

6 更新改造前的加工工艺情况

经由全面的打算和计划，我企业减温减压更新改造按照计划在99年年末泊车维修时按期开展，在将两部阀更新改造的前提下，人们还对阀的自动控制系统进行了更新改造，除掉了工业机械手，改到操纵房间内改装强制性手动式的手操器，自动控制系统则选用DCS，在操作室的操作盘的手操器上，可完成手/自动切换，手动式时由手操器上完成实际操作，全自动时由DCS系统软件来实行操纵，与此同时在该阀的当场，该auma执行器上也有手摇摆不定轮，可完成在现场进行人为调整；如此在操控上更靠谱，加工工艺实际操作更灵便。

经由以上的更新改造，在接着的生产中，该减温减压器在运行时主要表现出较好的情况，主要表现在如下所示好多个层面：

（1）使用汽轮发电机发电量的前提下，该蒸汽调节阀关掉时，能彻底关死，并没有泄露状况，降低了动能损害，降低了产品成本。

（2）调整特点拥有显著的提升，更新改造前在10t/h蒸汽流量的前提下，缓解压力调节阀门并没有变压工作能力，更新改造后就算在蒸汽流量仅有6t/h的前提下，该缓解压力减压阀均能把出入口蒸汽压力很好地操纵在0.35MPa±0.02MPa的范围之内，能够更好地满足了生产制造的要求。

（3）更新改造后，该阀的噪音控制优良，在并没有隔热保温的前提下，总流量在15h/t时，离该阀0.5米处测得的噪音为89.2 dBA；在再加上隔热保温后，离该阀0.5米处测得的噪音为83.8dBA，彻底超过了那时候大家型号选择规定做到的减噪总体目标，而且还稍微有些超过。

（4）操纵特点拥有巨大的提升，因为auma电动执行器自身即含有4—20mA的阀位意见反馈导出，且传力为紧密的齿轮结构，又再加上我们将要自动控制系统改由DCS系统软件来实行，因而大大的提高了精度，与此同时操纵的可信性和可靠性也得到了巨大的改进；在更新改造结束后即很顺利的投上了全自动，控制效果很好，缓解了检验人员的操控难度系数，提高了操纵高效率，较切实解决了自驾车生产制造至今就留存下来的制造难点。

（5）更新改造后，检修量极大地降低；到现在为止系统软件已平稳靠谱的运作了2年多，都还没对该体系及执行器开展过一切检修，做为加工工艺对更新改造前的结论非常满意。