尿素系統控制閥技術(shù)改造

2009-11-23 張忠振河南省中原大化集團有限責任公司

1、概述

　　我公司尿素裝置是一種引進(jìn)的氨汽提節能工藝裝置,而調節閥HV-09203是尿素合成塔的出口控制閥。由于該閥門(mén)多次出現故障造成停車(chē),嚴重影響了尿素裝置安全穩定運行。

2、閥門(mén)參數

　　閥門(mén)類(lèi)型　蝶閥
　　執行機構　氣動(dòng)薄膜執行機構
　　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(kāi)
　　閥體材質(zhì)　尿素級316L

3、問(wèn)題分析

　　調節閥(圖1)自1989年使用以來(lái),多次出現閥桿斷裂,銷(xiāo)釘脫落,密封面腐蝕嚴重,性能不能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求等問(wèn)題,造成系統周期性停車(chē),影響系統安全穩定生產(chǎn)。根據多次出現的故障進(jìn)行分析,閥桿斷裂有許多原因。

　�、匍y桿直徑尺寸偏小,機械強度不能滿(mǎn)足要求。

　�、谟捎诘迮c閥桿系銷(xiāo)釘連結,閥桿在鉆孔和銷(xiāo)釘裝入后產(chǎn)生長(cháng)期的應力,造成閥桿因應力而產(chǎn)生裂紋。

　�、坶y桿單向定位不好,造成閥桿竄動(dòng)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,執行機構輸出力不夠,穩定性差,造成高溫高壓介質(zhì)高頻振動(dòng)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。

調節閥改進(jìn)前結構

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

圖1　調節閥改進(jìn)前結構

4、改進(jìn)

　　通過(guò)分析和比較,對調節閥結構做了改進(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(xiāo)釘。將原來(lái)的銷(xiāo)釘定位改為臺階定位,使蝶板在閥腔定位更準確。從而避免了銷(xiāo)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(guò)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率。

調節閥改進(jìn)后結構

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

圖2　調節閥改進(jìn)后結構

　�、谕ㄟ^(guò)計算將蝶板外徑尺寸由的Φ105mm改為Φ100mm,使蝶板在閥腔內可以360°軸向轉動(dòng)(在閥桿上有蝶板位置指示標記) ,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合閥桿直徑加大,閥體上填料函下端導入孔由原來(lái)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。確保了閥桿定位準確。

　�、軋绦袡C構由角行程氣動(dòng)薄膜式改為氣動(dòng)活塞式。因為氣動(dòng)薄膜執行機構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(dòng)活塞執行機構,其壓力可達0.5MPa,而且無(wú)彈簧抵消推力,輸出力大,適用大口徑,高靜壓蝶閥,確保了工作的穩定性。