程控閥的應用及維修

    李程控閥是實現(xiàn)工業(yè)管道自動化控制的主要元件，廣泛應用于石油、化工、制藥、化肥、電力等行業(yè)各種工況的自動化管路上，特別適用于氫氣、二氧化碳、氧氣、重整氣、變換氣等氣體變壓吸附分離的工程管路上作啟閉程控元件。我公司制氫裝置，采用變壓吸附（簡稱PSA）八塔工藝制取高純氫氣——是具有代表性的自動化工藝流程，由DSC系統(tǒng)實現(xiàn)集中監(jiān)測與程序控制，63臺程控閥起到了核心作用。
        一、程控閥在PSA工藝中的應用
        （一）PSA工藝對程控閥的要求
        （變壓吸附）PSA是一個近似等溫變化的物理過程，它是利用氣體介質中不同組份在吸附劑上的吸附容量的不同，在一定工作條件下進行選擇性吸附，采用降壓使吸附劑獲得再生。在生產過程中要求周期性的切換閥門，且閥門數量多，動作頻繁，人工操作是無法進行的。由于PSA裝置工藝的特殊性，為保障裝置長周期穩(wěn)定可靠運行，程控閥必須滿足以下要求：
        1.密封性能好，經常受周期頻繁動作而保持不泄露。
        2.閥門開關速度要快，隨閥門通徑不同其啟閉時間應小于3秒。
        3.具備雙向耐壓性和抗高速氣流沖刷性能。
        4.根據工藝要求，易實現(xiàn)調節(jié)功能和閥位狀態(tài)現(xiàn)場指示及遠傳等功能。
        （二）程控閥在PSA裝置中的作用
        PSA裝置是一套高度自動化的裝置，每一個吸附塔都必須經歷吸附（A）、一均降（1L）、順向放壓（PP）、二均降（2L）、逆向放壓（L）、沖洗（P）、二均升（2H）、終充（FH）等工序，而這些工藝步驟正是通過程控閥的切換得以完成的，此時程控閥就如同裝置的心臟，頻繁、穩(wěn)定、順序的啟閉，以保證工藝的順利運行及產品連續(xù)穩(wěn)定輸出。
        二、程控閥系統(tǒng)組成及工作原理
        （一）程控閥結構特點
        氣缸中密封圈采用耐油橡膠O型圈，密封性能好，易更換維修；閥門具備雙向耐壓性和抗高速氣流沖刷性能，具有較高的硬度及機械強度，經常進行周期頻繁動作而保持不泄漏；閥門開關速度快（啟閉時間DN150一下≤2s，DN150以上≤3s）；可以實現(xiàn)遠程控制，集中控制和自動控制；可根據不同的使用條件，選配不同內徑及行程的氣（液）缸，適用范圍廣。
 現(xiàn)以我公司采用的西南化工研究設計院開發(fā)的ZSPJ型氣動截止閥為例進行說明，該閥采用多彈簧薄膜式氣動執(zhí)行機構，配以二位四通電磁換向閥，當DCS發(fā)出高電平信號時，通過電磁閥切換氣路，輸入0.4～0.6Mpa空氣信號，使膜片推動托盤和閥桿，向下動作，推動閥芯關閉閥門，同時反饋桿在閥桿帶動下使干簧開關斷開；當DCS無信號輸出時，電磁閥失電，氣路切換使氣缸內作用氣體通過放空口排出，執(zhí)行機構由于彈簧初始預緊力，帶動閥桿、閥芯復位，閥門打開，同時，反饋開關閉合。這樣管道內的輸送介質便可在程序控制下流通和切斷。而反饋開關的通機通斷反映出閥門啟閉狀態(tài)，并傳送控制室，以便監(jiān)測。
        三、常見故障現(xiàn)象、原因分析及解決措施
        （一）故障現(xiàn)象：DCS顯示閥位反饋報警
        1.原因分析：閥檢錯位，由于閥芯旋轉，帶動反饋連桿產生偏移。
        解決措施：校正反饋桿位置，并緊固。
        2.原因分析：反饋回路安全柵壞。
        解決措施：更換安全柵。
        3.原因分析：電磁閥失電或線圈燒壞造成閥門不動作，與控制室閥位不相符。
        解決措施：檢查失電原因，更換配電回路保險管，若線圈燒壞，則需更換電磁閥。
        4.原因分析：氣源壓力不夠，閥門動作不到位造成。
        解決措施：檢查氣路，排除漏點。
        （二）故障現(xiàn)象：程控閥外漏
        原因分析：外漏，外漏在現(xiàn)場使用中很少發(fā)生，一般在年度大修時根據情況更換。
        解決措施：可用便攜式可燃氣檢測器排查。
        1.填料函與閥桿處泄漏，填料壓蓋子螺栓擰緊力不夠，均勻擰緊各螺栓；填料失效，換填料。
        2.閥蓋連接法蘭處泄漏，螺栓擰緊力不夠，均勻擰緊各螺栓；密封件失效，更換密封件。
        （三）故障現(xiàn)象：程控閥內漏
        原因分析及措施：
        1.平衡缸處O型圏損壞造成內漏，需更換0型圈。
        2.氣缸儀表空氣壓力小于0.4MPa，閥門關不到位造成內漏，檢查調整執(zhí)行機構氣壓到0.4～0.6MPa范圍。
        3.閥芯處密封墊片損壞造成。吸附劑泄漏進入管道，或吸附劑粉化進入工藝管道，粘附在密封片上，氣液局部沖蝕造成閥芯密封片損壞，需要在操作中調控好工作壓力或檢查過濾網，若確已損壞，則需更換之。
        4.密封面失效，研磨密封面。
        5.閥門流向裝反，閥門重新安裝。
        （四）故障現(xiàn)象：閥門關閉不到位
        原因分析及措施：
        1.密封件磨損，增加關閉行程。
        2.驅動裝置限位失靈，調整限位擋塊。
        3.驅動裝置力量不夠，增大驅動裝置型號。
        （五）故障現(xiàn)象：閥門打不開
        原因分析及措施：
        1.管路介質壓力太大，配安全閥。
        2.驅動裝置出故障，修理驅動裝置。
        3.驅動裝置力量不夠，增大驅動裝置型號。
        四、使用過程中的注意事項
        1.注意現(xiàn)場使用環(huán)境，尤其是電磁換向，閥位檢查器的防水、防潮。
        2.所用氣源必須清潔、干凈，最好含帶少量霧化油，以減輕氣缸對頻繁運動的活塞和薄膜片之間相互摩擦。
        3.在裝配時，截止閥氣缸、平衡缸、填料函等運動部件處應抹上少許黃油，以延長該處密封圈、墊的壽命。
        4.通過控制室監(jiān)視與現(xiàn)場巡檢，對發(fā)現(xiàn)的異常情況要及時判斷和處理。
        5.做好易損件（如填料、密封圈）的備件工作，在連續(xù)使用一個大修周期后，視情況加少量黃油養(yǎng)護或更換之。
        五、結語
        由于在日常維護中對程控閥系統(tǒng)突發(fā)故障，能夠快速判斷原因，并及時消除故障，同時在年度大修中對程控閥進行了認真檢查與養(yǎng)護。自1999年以來，我廠從根本上杜絕了由于程控閥故障引起停車等事故的發(fā)生，有效保證了PSA工藝生產的穩(wěn)定運行。