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技術(shù)文章

調(diào)節(jié)閥在減溫減壓改造中的應(yīng)用

一、工藝條件及改造前的工藝狀況 

    在我公司自用蒸汽的工藝生產(chǎn)中，有一臺關(guān)鍵設(shè)備為減溫減壓器，該設(shè)備將鍋爐生產(chǎn)的蒸汽(在不通過汽輪機(jī)發(fā)電的情況下)從2 . 4 8 MP a 4 3 0℃，減溫減壓至0.35Mpa 170℃以滿足公司其它用汽單位韻需求；該減溫減壓器上的減壓閥和減溫水分配閥為???減溫減壓器廠配套的，型號為Y45／Y 1 00-Dg150雙座減壓閥和 

    設(shè)備自公司生產(chǎn)以來，連續(xù)運(yùn)行了 4年多，基本上能滿足公司生產(chǎn)的要求：但在這4年多的運(yùn)行期內(nèi)，我們也發(fā)現(xiàn)該設(shè)備存在一些問題，主要今日焦點： 
 
    • 月底前將有10萬噸鋼材搶班出口臺灣 
    • 陜西限制過度木質(zhì)包裝行為 
    • 粉末涂料市場形成4大需求 
    • 不銹鋼設(shè)備更新數(shù)控產(chǎn)品成新寵 
 
    表現(xiàn)在如下幾方面： 

    ◆減壓閥的泄露量大，特別是在蒸汽通過汽輪機(jī)發(fā)電的情況下，在該種條件下，該減壓閥該是完全關(guān)死的，但由于雙座閥本身的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品質(zhì)量等問題，該閥門在全關(guān)位置時仍有較大的蒸汽泄露量，造成了不必要的能源損耗，增大了生產(chǎn)成本。 調(diào)節(jié)閥在減溫減壓改造中的應(yīng)用

    ◆調(diào)節(jié)范圍小：從雙座閥的調(diào)節(jié)特性可知，該閥的調(diào)節(jié)范圍比較小：根據(jù)工藝的實際操作情況來看，在鍋爐小負(fù)荷運(yùn)行時(蒸汽產(chǎn)能在l0T／h時)，該減壓閥無法完成對蒸汽壓力的調(diào)節(jié)，即在蒸汽流量小于10T／h時，無法對蒸汽壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。 

    ◆控制精度低，穩(wěn)定性差：減壓閥和減溫閥的控制采用的是帶伺服放大器角行程電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥桿的聯(lián)結(jié)采用的是杠桿：伺服放大器的型號過于陳舊，平衡和穩(wěn)定度的調(diào)節(jié)過于復(fù)雜，由于用于伺服放大器和反饋板上的電子元件器件術(shù)經(jīng)工業(yè)化處理，對環(huán)境的要求也較高，在高溫和粉塵環(huán)境中工作不穩(wěn)定：執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥的聯(lián)結(jié)設(shè)計不合理，多支點的杠桿聯(lián)結(jié)方式雖然滿足了將角行程電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力的放大，但由于杠桿各聯(lián)結(jié)點存在較大的機(jī)械縫隙，無法滿足整個控制系統(tǒng)對控制精度及控制穩(wěn)定性的要求，因此這兩閥的控制精度和控制穩(wěn)定性均較差，無法滿足投自動的要求，自生產(chǎn)開車以來一直處于手動和．現(xiàn)場操作狀況，控制精度低。 

    ◆日常維修量大，工藝操作困難：由于該控制系統(tǒng)上的設(shè)備在當(dāng)時選型時均有一定的缺陷，此在實際運(yùn)行時總是存在一些問題，每周均有2—3次的維修，而且工藝自開始生產(chǎn)以來就沒有投上過自動，增加了工藝操作人員的操作難度。為了解決上述設(shè)備所存在的問題，更好的滿足工藝**生產(chǎn)的要求，我決定對該溫減壓器上的減壓閥和減溫水分配閥及其控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，根據(jù)工藝的要求及公司目前的生產(chǎn)狀況，該兩臺閥應(yīng)滿足如下的工藝生產(chǎn)條件： 

    a)蒸汽減壓調(diào)節(jié)閥： 

    工藝管徑： 150mm(DN150、PN1O) 介質(zhì)：蒸汽 溫度：M ax 4 3 0℃ 

    流量： Q min 4T／h Q nor 15T／h Qmax20T/h 進(jìn)口壓力：2．45MPa 

    出口壓力： O．35MPa 配電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)：電源為220VAC／50Hz 

    輸入信為： 4－20mA 閥位反饋信號為：4－2OmA 
 
    執(zhí)行機(jī)構(gòu)上帶手動開／關(guān)手柄或手輪 

    b)減溫水閥： 
    工藝管徑： 32mm(DN32、PN１０) 介質(zhì)：水 溫度：lO8℃ 

    流量： Qmax2500kg／h 進(jìn)口壓力：3．OMPa 

    出口壓力： 0．4MPa 配電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)：電源為220VAC／50Hz 

    輸入信號為： 4—2OmA 閥門反饋信號為：4—2OmA 

    執(zhí)行機(jī)構(gòu)上帶手動開／關(guān)手柄或手輪 
    根據(jù)以上的工藝條件，我們將調(diào)韋閥和執(zhí)行機(jī)構(gòu)分開選型，首先確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)，然后再選調(diào)節(jié)閥，再由調(diào)節(jié)閥的供貨商提供成套。 

    二、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型 

    根據(jù)工藝運(yùn)行的需要及工藝人員的要求，此調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)我們決定選用電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，為此就我們所掌握的資料，經(jīng)多方比較我們選擇如下三家在世界范圍內(nèi)較知名的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)專業(yè)生產(chǎn)廠家。(1)日本KOSO (2)德國Auma (3)英國Rotork 
    經(jīng)我們了解三家廠的產(chǎn)品基本情況如下： 

    
    生產(chǎn)適用范圍 
    化工、電廠 
    化工、電廠 
    化工、電廠 
 
    傳動方式 
    皮帶傳動 
    齒輪傳動 
    齒輪傳動 
 
    手動操作 
    不帶手輪 
    帶手輪 
    帶手輪 
 
    輸出力矩 
    0N·M-1500 N·M 
    30 N·M-32000 N·M 
    30 N·M-30000 N·M 
 
    適用環(huán)境溫度范圍 
    -10℃-+60℃ 
    -25℃-80℃ 

    0℃-+120℃ 
    -25℃-80℃ 
    過載保護(hù) 
    無過載保護(hù) 
    有過載保護(hù) 
    有過載保護(hù) 
    從以上三種產(chǎn)品中，我們選擇了德國的 Auma電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)： 

    1>環(huán)境溫度： 
    目前我公司正在用的減溫減壓器附 近的環(huán)境溫度我們實測為： 離閥座 10cm處 的溫度為 220℃左右，在此點往上再上移15cm，此處溫度為7 2℃，而目前廠應(yīng)用了3000多臺套，具體在類似我公 

    所用的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)處的溫度為56℃．根據(jù)我們這幾年的使用KOS o的經(jīng)驗來看，KOSO對環(huán)境溫度是小于6 O℃，但在57℃左右時，此電動機(jī)構(gòu)即出現(xiàn)工作不正常的情況。因此，KOSO的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)不能用于此減溫減壓器上，而Auma及Rotork的工作范圍為-25℃～80℃，且Auma還有一種高溫型的，可將適用環(huán)境溫度范圍擴(kuò)展為O℃．120℃，而在我們的此處應(yīng)用中，選用．25℃～8O℃的普通型即可。 

    2>輸出力柜： 
    目前我公司20T／h減壓閥上的伺服電機(jī)額定輸出力柜為25ON·M，但在給減壓閥出力時應(yīng)了一個杠桿，將此力放大了6倍(現(xiàn)場杠桿力臂分別為65cm比11cm)。這樣對此減壓閥的輸出力矩實際上在15OON·M左右，而從上表中可以看出，l500N·M的力矩輸出對KOSO電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)來說已是上限了，沒有余量，因此只Auma及Rotork可以。 

    3>應(yīng)用情況： 
    ◆KOSO電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)在我公司電站已有較多的應(yīng)用，在較低的環(huán)境溫度(53℃以下)，小力矩輸出(5OON．M以下)的條件下使用情況較好，維修量也較少，這幾年的運(yùn)行也較滿意。 

    ◆ Auma電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)我公司的維修人員有對該產(chǎn)品的使用及維修經(jīng)驗，據(jù)維修人員反映，此執(zhí)行機(jī)構(gòu)在用了十幾年后，，均能一直很好的工作，維修量極少，建設(shè)我們用此執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 
    ◆Rotork電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)在我們的兄弟單位有應(yīng)用，該廠的電站有幾臺調(diào)節(jié)閥也是用的Rotork的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使用了一年多，工作一直很好，幾乎沒有維修量。 
    ◆在性能價格方面，經(jīng)我們的了解比較，Auma價格在二者間。 
    三、調(diào)節(jié)閥選型 
    由于調(diào)節(jié)閥的選型，涉及到的因素較多，考慮的因素也很復(fù)雜，涉及到多個專業(yè)，不是此方面的專業(yè)廠家，有些因素怕考慮不到，而且此設(shè)備對我們來說既關(guān)鍵又投資高，因此在選擇供貨商時，我們約定了如下原則： 
    • 廠家必須具備完善的售后服務(wù)，提供及時的技術(shù)支持。 
    • 必須是世界上有名的且在此方面有較優(yōu)良的生產(chǎn)及服務(wù)業(yè)績的大生產(chǎn)廠家，此點主要從產(chǎn)品質(zhì)量和信譽(yù)上考慮。 
    • 價格上必須要有競爭力。 

        以上三家的代表在收到我們的工藝條件后，又經(jīng)過多次聯(lián)系，反復(fù)核實有關(guān)的技術(shù)及工藝參數(shù)，均做出了選型，且三家均在選型中提供了調(diào)節(jié)閥選型計算書(均按我方要求，配Auma電動頭，并調(diào)試好，總成交貨)，情況如(右)表： 
     
    所選型號 
    ED-F"&ED-1" 
    TYPE251&TYPE241 
    QXA-T5D13061DE4.3&FCO1DWSXKLGTDH3 
 
    供貨周期 
    12-16Weeks 
    12-14Weeks 
    16-20Weeks（包括4周海地運(yùn)期）