尿素系統(tǒng)控制閥技術(shù)改造

2009-11-23 張忠振河南省中原大化集團(tuán)有限責(zé)任公司

1、概述

　　我公司尿素裝置是一種引進(jìn)的氨汽提節(jié)能工藝裝置,而調(diào)節(jié)閥HV-09203是尿素合成塔的出口控制閥。由于該閥門多次出現(xiàn)故障造成停車,嚴(yán)重影響了尿素裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2、閥門參數(shù)

　　閥門類型　蝶閥
　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)　氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)
　　輸送介質(zhì)　尿液
　　工作溫度　188℃
　　入口壓力　15.05MPa
　　出口壓力　14.53MPa
　　作用形式　正裝氣開
　　閥體材質(zhì)　尿素級316L

3、問題分析

　　調(diào)節(jié)閥(圖1)自1989年使用以來,多次出現(xiàn)閥桿斷裂,銷釘脫落,密封面腐蝕嚴(yán)重,性能不能滿足生產(chǎn)要求等問題,造成系統(tǒng)周期性停車,影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定生產(chǎn)。根據(jù)多次出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析,閥桿斷裂有許多原因。

　�、匍y桿直徑尺寸偏小,機(jī)械強(qiáng)度不能滿足要求。

　　②由于蝶板與閥桿系銷釘連結(jié),閥桿在鉆孔和銷釘裝入后產(chǎn)生長期的應(yīng)力,造成閥桿因應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。

　　③閥桿單向定位不好,造成閥桿竄動而使蝶板與閥體產(chǎn)生摩擦,從而產(chǎn)生的作用力作用在閥桿上,造成閥桿斷裂。

　　另外,執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力不夠,穩(wěn)定性差,造成高溫高壓介質(zhì)高頻振動直接作用在閥桿與蝶板配合系上,造成閥桿和蝶板配合系失效。

調(diào)節(jié)閥改進(jìn)前結(jié)構(gòu)

1.上填料壓蓋　2.聚四氟乙烯填料　3.上填料底環(huán)　4.柱銷　5.蝶板　6.閥桿　7.下填料底環(huán)　8.下壓蓋

圖1　調(diào)節(jié)閥改進(jìn)前結(jié)構(gòu)

4、改進(jìn)

　　通過分析和比較,對調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)做了改進(jìn)(圖2)。

　�、匍y桿選用25-22-2CrNiMo不銹鋼,增加閥桿定位臺階和閥桿固定銷釘。將原來的銷釘定位改為臺階定位,使蝶板在閥腔定位更準(zhǔn)確。從而避免了銷釘剪切造成蝶板脫落的可能性和對閥桿的不平衡力。同時(shí)優(yōu)化了蝶板與閥桿配合間隙,增加了閥桿與閥體定位軸套,使新閥桿具有雙向定位臺階。另外,通過加大閥桿直徑,閥桿截面積增加了36% ,減少了閥桿斷裂造成事故的機(jī)率。

調(diào)節(jié)閥改進(jìn)后結(jié)構(gòu)

1.填料壓蓋　2.四氟填料　3.上填料底環(huán)　4.柱銷　5.蝶板　6.帶定位臺階閥桿　7.下填料底環(huán)　8.下壓蓋

圖2　調(diào)節(jié)閥改進(jìn)后結(jié)構(gòu)

　�、谕ㄟ^計(jì)算將蝶板外徑尺寸由的Φ105mm改為Φ100mm,使蝶板在閥腔內(nèi)可以360°軸向轉(zhuǎn)動(在閥桿上有蝶板位置指示標(biāo)記) ,且蝶板材質(zhì)選用25-22-2CrNiMo,并氮化處理,使其配合面產(chǎn)生硬度差。即消除了蝶板與閥體的相對摩擦,又避免了蝶板腐蝕。

　�、劢Y(jié)合閥桿直徑加大,閥體上填料函下端導(dǎo)入孔由原來的20mm加大到23mm,使兩端填料函的填料底環(huán)對閥桿起到雙向定位作用。確保了閥桿定位準(zhǔn)確。

　　④執(zhí)行機(jī)構(gòu)由角行程氣動薄膜式改為氣動活塞式。因?yàn)闅鈩颖∧?zhí)行機(jī)構(gòu)由于膜片承受的壓力較低,又加上有平衡彈簧抵消了大部分作用了。因此輸出力較小。而采用氣動活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu),其壓力可達(dá)0.5MPa,而且無彈簧抵消推力,輸出力大,適用大口徑,高靜壓蝶閥,確保了工作的穩(wěn)定性。