工業(yè)過程控制閥的要求

                       工業(yè)過程控制閥的要求

                        上海申弘閥門有限公司

工業(yè)過程控制閥的要求J工業(yè)過程控制閥綜述
1.1之前介紹水過濾器在恒通環(huán)保應(yīng)用，現(xiàn)在介紹現(xiàn)代工監(jiān)對工業(yè)過程控制閥的要求
    工業(yè)的生產(chǎn)過程的控制系統(tǒng)是以生產(chǎn)自動(dòng)化為標(biāo)志的．控制系統(tǒng)有各種不同類型=如圖1-1是一個(gè)典型熱交換器的自動(dòng)控制系統(tǒng)圖，從圖中可以看出，控制閥的信號(hào)來自控制器．根據(jù)信號(hào)的變化直接改變蒸汽——被控介質(zhì)的流量，即改變輸入到熱交換器的熱量．使出口熱水的溫度保持在給定的溫度值，這種典型的自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要由檢測元件和變送器、控制器、執(zhí)行器及被控制對象組成。
    檢測元件和變送器：用于檢測被控變量，將檢測信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。例如，溫度變送器將電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的氣壓或電流、電壓信號(hào)等。
    控制器：將檢測變送環(huán)節(jié)輸出的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)與設(shè)定值信號(hào)進(jìn)行比較，獲得偏差信號(hào)，按一定控制規(guī)律對偏差信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算輸出送執(zhí)行器。控制器可以用模擬儀表來實(shí)現(xiàn)，也可用微處理器組成數(shù)字控制器實(shí)現(xiàn)。
    執(zhí)行器：處于控制環(huán)路的終位置，因此，也稱為終元件。執(zhí)行器用于接收控制器的輸出信號(hào)，并控制操縱變量變化。在大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)過程控制的應(yīng)用中，執(zhí)行器采用控制閥。
    傳統(tǒng)的工業(yè)過程控制閥雖然基本上滿足許多工業(yè)系統(tǒng)的需要，但隨著科技的不斷進(jìn)步，節(jié)約能源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的需要，對工業(yè)過程控制閥捉出更嚴(yán)格，更高的要求。


1.1.1穩(wěn)定的質(zhì)量，可靠的工作，安全的操作
    在過程控制中，控制閥直接和介質(zhì)接觸，一旦發(fā)生故障，就會(huì)影響生產(chǎn)。在石油、天然氣的開采，輸送和石油的冶煉
1溫度變送器；2控制器；控制閥；4熱交換器。
圖1-1熱交換器溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，各種生產(chǎn)設(shè)備都在集中監(jiān)測和控制，大部分操作條件都是在低溫高壓、高溫低壓、高溫高壓中進(jìn)行，介質(zhì)都是易燃易爆的天然氣和各種油品，因此，控制閥的可靠性和防火、防爆性能非常重要。在化工工業(yè)中，過程的多樣性及工藝條件的變化，對溫度、壓力、流量和液位四大熱工變量的控制中，都有許多特殊條件要求控制閥能夠適用。在電力工業(yè)中，火力發(fā)電廠要對輸送到發(fā)電機(jī)的蒸汽流量進(jìn)行控制，才能保證汽輪發(fā)電機(jī)正常工作，正常發(fā)電。


    為了保證控制閥的性能和可靠性，必須做到如下要求：
    (1)確保控制閥的制造質(zhì)量
    上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥,蒸汽減壓閥控制閥的選用要經(jīng)過嚴(yán)格的強(qiáng)度計(jì)算（殼體、螺栓）．流量系數(shù)K。值的計(jì)算；類型、壓力
等級(jí)、公稱尺寸、各項(xiàng)性能指標(biāo)都要符合國家標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)；控制閥的殼體或控壓件的材料都應(yīng)適應(yīng)于使用介質(zhì)和用戶規(guī)定的運(yùn)行技術(shù)條件．金屬材料應(yīng)選擇耐腐蝕和耐磨損的，且具有足的強(qiáng)度和剛度-以避免損害功能和承載能力。供烴類氣體裝置用公稱壓力等于或大于CIass600的控制閥彈性材料的選擇，應(yīng)考慮具有抗釋壓爆裂的功能；要按照國家標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行殼體靜水壓試驗(yàn)和密封性能試驗(yàn)。
    (2)確保可靠的操作
    為了防止誤操作，工藝人員一定要認(rèn)真閱讀產(chǎn)品使用說明書，按GB／T 4213-2008:氣動(dòng)
調(diào)節(jié)閥》.G13,/T 17213.5 -2008《工業(yè)過程控制閥第5部分：標(biāo)志》仔細(xì)核對閥體標(biāo)志．如表示
介質(zhì)流動(dòng)方向的箭頭。閥體材料的縮寫符號(hào)，制造廠廠標(biāo)．熔煉標(biāo)志．公稱尺寸DI\及公稱壓
力PN；在氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)適當(dāng)位置的銘牌上應(yīng)標(biāo)出制造廠名、產(chǎn)品型號(hào)、工作溫度、彈簧壓力范
圍、額定行程、額定流量系數(shù)、流量特性、殼體材料、設(shè)計(jì)位號(hào)、產(chǎn)品編號(hào)、制造年月等。
    (3)有應(yīng)急裝置
    當(dāng)控制閥使用在天然氣管線和裝置上時(shí)．當(dāng)輸送的天然氣的流量超過設(shè)定值或低于設(shè)定值時(shí)-為防止直接損害其他設(shè)備．必須在管線或裝置上安裝安全切斷閥。安全切斷閥的泄漏量應(yīng)符合IS0 5208的*，在容易發(fā)生火災(zāi)的場合，在結(jié)構(gòu)上直考慮到控制閥的防火性能．應(yīng)符合API 6FA的要求。
l_1.2環(huán)境保護(hù)
    保護(hù)自然環(huán)境、生活環(huán)境的重要牲和必要性越來越得到各級(jí)政府的重視．而環(huán)保部門即將出臺(tái)，每排放一噸，要收1 000元的排污費(fèi)。控制閥對環(huán)境造成不良影響的因素主要是污染大氣和噪聲等問題，應(yīng)該有相應(yīng)的措施。
    (1)防止污染大氣
    “跑、冒、滴、漏”是眾多化工廠，煉油廠常見的公害，閥門泄漏不僅浪費(fèi)大量的物料和能
源，而且污染環(huán)境，誘發(fā)中毒，引發(fā)火災(zāi)和爆炸。
    為了防止污染大氣，閥門的閥桿填料和閥蓋墊片應(yīng)選用適當(dāng)?shù)拿芊獠牧虾颓‘?dāng)?shù)拿芊夥椒ǎ瑢τ谟卸竞鸵兹家妆皬?qiáng)腐蝕的介質(zhì)，要按IS0 15848-2.API 622.GB/T 26481等標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行逸散性檢漏。
    (2)防止噪聲
    在使用控制閥的環(huán)境保護(hù)問題中，噪聲問題十分突出。由于控制閥的使用必然造成流體的減壓，流速變化和振動(dòng)，噪聲產(chǎn)生是難以避免的，問題是要控制噪聲級(jí)別的大小。控制閥噪聲的類型有機(jī)械振蕩噪聲、液體動(dòng)力噪聲、氣體動(dòng)力噪聲，對其產(chǎn)生的機(jī)理、預(yù)估和防止將在第5章進(jìn)行詳細(xì)研究。
1.1.3節(jié)約能源
    在使用控制閥的過程中要把節(jié)能問題和控制闊的結(jié)構(gòu)、使用、安裝、維修起來。
    (1)采用低流阻的控制閥
    使流體流過閥門時(shí)的流阻小，減少能耗。可選用球閥，全通徑的球閥在全開位置，球體孔與管道的內(nèi)徑相同，流阻兢相當(dāng)一段結(jié)構(gòu)長度的管道，就可以節(jié)約壓縮機(jī)，泵等設(shè)備的電力消耗．利用一些閥內(nèi)件結(jié)構(gòu)改變的控制閥，如使用低閥阻比S值的控制閥，能夠達(dá)到節(jié)能的目的。
    (2)提高閥芯、閥座的密封性
    閥芯、閥座的密封性能不好，閥門就不能*密封，產(chǎn)生泄漏會(huì)引起壓力下降造成動(dòng)力損失。為了提高密封性，可采用增強(qiáng)聚四氟乙烯( RPTFE)或碳纖維來代替純聚四氟乙烯制造閥座，采用纏繞式密封墊片，采用迷宮式密封面等辦法c
    (3)提高闔桿的密封性能
    采用特殊閥桿密封結(jié)構(gòu)，如采用波紋管密封結(jié)構(gòu)，唇封十口形密封圈__填料的閥桿密封結(jié)構(gòu)。在填料密封中使用隔離環(huán)，提高填料密封性能。
    (4)盡量使用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
    采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)要始終保持一定的氣壓才能動(dòng)作，這樣一年所消耗的能源很多。如果采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)．只需在改變開度時(shí)供電，當(dāng)控制閥達(dá)到所需的開度就停止供電。雖然電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)造價(jià)高，防爆性能差，但有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。


1.1.4適用于新能源
    以來，石油是一種主要能源，而近年來出現(xiàn)了許多新能源，這些新能源從加工生產(chǎn)到運(yùn)輸、儲(chǔ)存，都對控制閥提出特殊要求。
    (1)液化天然氣
    液化天然氣是一種清潔的能源，它可以解決燃燒石油產(chǎn)生污染大氣的公害問題。
    由于生產(chǎn)液化天然氣的裝置的介質(zhì)溫度低達(dá)162℃，在這種低溫情況下，對低溫控制閥及其所用的材料和結(jié)構(gòu)都有新的要求。關(guān)鍵在于解決材料的韌性、強(qiáng)度和低溫下的變形問題，要求閥桿填料密封部位在o℃以上，動(dòng)作部分不能凍結(jié)。如果低溫控制閥用于超低溫的火箭的液態(tài)氫( -203℃)歿液態(tài)氦（- 269℃）的控制系統(tǒng)，則從結(jié)構(gòu)到材料處理都要求特殊的方法。
    (2)液化煤漿
    將煤粉碎后與溶劑混合，再經(jīng)過一系列的處理和脫硫，得到一種燃料一一液化煤漿。用于這種系統(tǒng)的控制閥受煤漿的高速?zèng)_刷，會(huì)很快腐蝕-磨蝕而損壞，材料的韌性、硬度、耐磨性、耐蝕性及耐熱性都很重要，除選用適當(dāng)?shù)牟牧贤猓€可以用迷宮式結(jié)構(gòu)來緩和煤漿的沖刷作用。
    (3)核電
    核電站的自動(dòng)控制系統(tǒng)必須使用控制閥氦，這種控制閥必須滿足下述要求：在核聚變反應(yīng)過程中控制超電導(dǎo)的低溫液態(tài)

①抗輻照要求：核電站給閥門輻照累積量為l2×106 GY，因此閥門選材除了滿足工作介質(zhì)外，還應(yīng)耐輻照，即材料受輻照后其使用性能不改變。
    ②密封要求：由于介質(zhì)是帶有放射性的含硼水，因此要求閥門密封好，無外漏。
    ③填料，墊片要求：由于氯化物會(huì)破壞水質(zhì)，引起不銹鋼設(shè)備的點(diǎn)腐蝕，因此要求控制閥選用的填料．墊片的氯化物含量應(yīng)小于100 mI，／m3，且不含有鹵素。
    ④禁用材料：由于事故而產(chǎn)生的安全殼內(nèi)安全噴淋液中有Na(OH)和硼，因此閥門一般嚴(yán)禁使用鉛或鋅或鍍鋅。
    ⑤LOCA要求：裝于安全殼內(nèi)的閥門應(yīng)滿足LOCA要求．即在失水事故狀態(tài)下閥門仍能動(dòng)作。
    ⑥結(jié)構(gòu)要求：由于闊門的介質(zhì)具有放射性，所處的環(huán)境又有一定的輻照劑量，因此要求±臣婪閘門w蒲帝驛，m．/粵求閥門結(jié)構(gòu)簡單，裝拆維修容易等特點(diǎn)。    

⑦安全可靠的要求：閥在核電站運(yùn)行中，起著十分重要的作用，閥門性能好壞，會(huì)直接影響到核電站的安全，因此核電站要求閥門的性能必須安全可靠。


    ⑧抗震要求：
    a)要求閥門的自振頻率應(yīng)大于33 Hz，因?yàn)橐话愕卣鸬念l率在0.2 Hz～33 Hz范圍內(nèi)：
    b)閥門必須作抗震計(jì)算；
    c)對于抗震1類閥門，必須選擇具有典型代表的閥門作抗震試驗(yàn)。
    ⑨嚴(yán)格的技術(shù)條件。
    ⑩質(zhì)保要求：制造廠應(yīng)根據(jù)要求編制相應(yīng)的質(zhì)保大綱、蜃繯體系和質(zhì)量控制等文件。
    可見，與常規(guī)閥門相比，這種控制閥的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、檢查和使用環(huán)境更特殊、更嚴(yán)格，為了確保安全，必須從各方面嚴(yán)格控制。
    展望未來，要面臨的問題會(huì)更多，隨著科技進(jìn)步，對環(huán)境的要求會(huì)越來越高，對c0,、S02、H2S的排放控制越來越嚴(yán)格，這就要求對舊的過程控制系統(tǒng)連行改造．或者創(chuàng)造出更的過程控制方法．而新的控制系統(tǒng)對控制閥的要求就更高：與本產(chǎn)品相關(guān)論文：美標(biāo)球閥維護(hù)