提高調節閥工作穩定性方法探討

陳棟

摘要：現階段，隨著我國經濟的飛速發展，化工企業的發展也十分迅速。在化工生產中，儀表可以簡單地分為測量儀表與執行儀表，常說的執行儀表就主要是調節閥，所有生產工藝參數調節、加減負荷、儀表聯鎖，最終都是通過調節閥完成。在工藝生產中有時會遇到閥門突然動作，給裝置生產帶來了很大的影響，甚至會引起跳車與生產事故。

關鍵詞：調節閥;工作;穩定性;方法

引言

在化工生產中，調節閥是生產裝置的最終執行者，所有工藝參數的調節，儀表聯鎖的動作最終都是通過調節閥完成。所以說保證了調節閥的工作穩定，就保證了裝置的生產安全，該文從儀表氣源、閥門附件等幾方面進行分析如何提高閥門工作穩定性。

1概述

調節閥屬典型的機械或機電類產品，但它跟手動的閥的最大區別在于其結合了現代信息技術后可通過現場總線技術對其進行精確調節，極大地增強了調節閥在控制系統中的重要地位。調節閥的主要功能是通過改變通流部分的面積進而改變閥后壓力、溫度、流量等參數以適應不同工況的需要。在某些工況，調節閥內可能由于流體流動強烈的非定常性而影響閥門工作的穩定性，甚至引起閥門的振動。僅就調節閥門安全性而言，閥桿振動和斷裂等事故曾經發生。這些現象基本上與流體誘發的閥門不穩定有關，即調節閥內氣體（液體）流動的不穩定導致閥門的振動，其中閥桿-閥芯的振動表現比較明顯。本文試驗利用微小型高頻動態壓力傳感及其采集系統，對引起調節閥桿振動或不穩定的工況進行數據采集、處理和分析，通過動態壓力變化和閥桿振動特性測試及相應的結果，研究閥內流場對閥門工作穩定性的影響。

2提高調節閥工作穩定性方法探討

2.1閥門附件的穩定

調節閥工作時閥門附件是必不可少的，主要是定位器、放大器、鎖止閥、電磁閥、儀表緩沖罐。（1）根據閥門使用的實際情況選擇合適的閥門附件。（2）儀表氣路設計盡可能簡潔，減少中間接頭的使用，以此減少漏點。（3）加裝儀表空氣緩沖罐，在遇到儀表氣源中斷的時候還能保證閥門短時間內正常動作。（4）聯鎖電磁閥采用雙電磁閥設計，當一個電磁閥故障時另一個電磁閥仍能正常運行，避免閥門發生故障。（5）重要的閥門采用并聯氣路設計。（6）對于工作環境惡劣的地方采用分體時閥門定位器。（7）加裝防雨、隔熱裝置，提高閥門的工作環境。（8）加強帶電類閥門附件的防水處理。

2.2安裝管道過濾器法

對小口徑的調節閥，尤其是超小流量調節閥，其節流間隙特小，介質中不能有一點點渣物。遇此情況堵塞，最好在閥前管道上安裝一個過濾器，以保證介質順利通過。帶定位器使用的調節閥，定位器工作不正常，其氣路節流口堵塞是最常見的故障。因此，帶定位器工作時，必須處理好氣源，通常采用的辦法是在定位器前氣源管線上安裝空氣過濾減壓閥。

2.3動態信號處理

調節閥內的流動具有典型的非定特性，動態測量能夠準確及時地確定其內部流場的瞬時什及其隨時間而變化的量值。動態測試中數據處理分析內容廣泛，涉及的問題很多，必須得到真實可靠的數據和結果，以便找出規律，其中頻譜分析和波形分析就是動態數據處理中最重要的和最基本的方法。頻譜分析和波形分析既相互獨立又密切相關，它們之間有明顯的區別，通過傅立葉變換可以相互轉換。頻譜和波形分析與隨機數據處理方法已經成為信號分析中最常用的方法。

2.4壓力信號調節儀

壓力信號調節儀是一種對壓力信號進行調節的儀表，通過調節最后獲得的輸出信號可供顯示與數據采集，在試驗中作為高頻動態采集系統的前置放大器使用。調節儀主要由壓力傳感器、傳感器供電電源、測量儀用放大器、限波線路以及整機供電源5部分組成，可同時對12路壓力信號進行調理，不僅可以滿足對于不同型號的壓力傳感器信號進行的調理，同時還可以對其他的電壓信號進行調理。為減小工頻交流信號的干擾，其輸出部分設有限波線路，其限波頻率為50±5Hz，因此大大提高了整個調節電路的抗干擾能力。微型動態壓力傳感器將感受的動態壓力測量信號先經過高頻前置放大器將mV級信號放大，然后輸入高頻動態采集系統快速并行采集并存儲。再經過各種時域、頻域和濾波等信號處理得到真正的有用信號，最終繪制出其特征曲線，進而得到閥內非定常流動特性。

2.5儀表氣源的穩定

化工生產中多數的調節閥都是儀表空氣作為動力，主要是考慮其工作的安全性及生產經濟性。氣源穩定的高低直接影響閥門的動作，可以從以下幾個方面提高氣源的穩定性。（1）如果有多個生產裝置在一起的情況，可以將各個裝置的儀表空壓系統并網，這樣可以避免單個空壓機故障引起氣源壓力波動。（2）可以將裝置區內的非易燃易爆氣體系統并入儀表空氣管網，如氮氣系統，這種情況只能是用于緊急情況下的處理。（3）利用空氣干燥系統與凈化系統對系統空氣除水除塵，提高空氣質量。

2.6數據采集系統

高頻動態采集和分析系統可以進行多通道并行動態采集、具有高速、大容量和瞬態數字化的優點，是集測量、分析和結果輸出為一體的高性能綜合性測量系統。它具有高度穩定的電路設計和儀器結構設計，優良的硬件和軟件模塊化特性，可方便的應用于瞬態采集和動態過程監測紀錄等測試領域，同時可作并行多通道數據采集。各采集通道把數據分別存入各自的緩沖器中，內部計算機通過統一的總線處理這些數據。由于各個通道都自帶A/D和緩沖器，因而不會因為通道擴展而使最高采集率下降或儲存深度下降，整個采樣通道是并行進行的，因而可以不考慮通道間的時差。它的基本工作方式是按采集、處理、再采集和再處理的順序進行工作。動態分析時，主要是利用它較深的緩沖器儲存足夠的數據以供處理之用。系統最高采樣率為1.25MPa、采樣精度為12bit，能夠及時響應閥內非定常流動的參數及其變化。

2.7增大節流間隙法

如介質中的固體顆粒或管道中被沖刷掉的焊渣和銹物等因過不了節流口造成堵塞、卡住等故障，可以用節流間隙大的節流件—節流面積為開窗、開口類的閥芯、套筒，因其節流面積集中而不是圓周分布的，故障就能很容易地被排除，如果是單、雙座閥就可將柱塞形閥芯改為“V”行口的閥芯，或改成套筒閥等。

結語

調節閥在使用過程中常會出現故障，調節閥維修是工程技術人員必不可少的工作。調節閥的維修是一個專業性很強的技術性工作，做好調節閥的維修工作，要求工程技術人員不但要掌握理論上的知識，而且要結合本單位調節閥的實際使用情況來綜合分析和維護，提高維修速度和水平，保證油氣集輸系統的穩定、長期、安全運行。

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