减温减压调节阀在蒸汽系统应用探讨|最新资料

乌石化二化肥是以天然气为原料的大型合成氨厂，因装置蒸汽系统平衡的需要，由一段转化炉产生的过热蒸汽（压力12.5MPa，温度515℃）用于蒸汽驱动汽轮机。在正常运行时，多出的蒸汽用于后续工段及其它中压装置上，这就需要减温减压，由过热蒸汽减温到355℃，压力减压到3.8MPa。在蒸汽不够用或开车时，HV-112和PV-172A（同型号、同参数）必须关死，不允许泄漏。如果泄漏将直接影响蒸汽驱动汽轮机工作效率。此两阀设计时选用意大利ABB厂家生产的减温减压调节阀，自1997年4月7日投料以来，由于原设计阀存在着诸多问题，原系统减温减压阀（其中一套）不能再使用。1998年年底，选用瑞典BTG生产的减温减压调节阀，于1999年9月大修时上线安装，平稳运行至今（400多天）。达到了无事故、无泄漏、节能降耗的目的，为化肥厂安全生产、设备正常运行打下了坚实的基础。

1 减温减压调节阀的应用 PV-172A、HIV-112减温减压调节阀的参数：正常流量100000kg/h：入口压力12.5NPa，出口压力3.9MPa，压力降8.7MPa；入口温度515℃，出口温度350℃，进出口饱和温度328.21，248.83℃；入口尺寸DN=150mm，出口尺寸DN=100mm。特性为直线型，喷淋水入口290℃，压力15.1MPa，管径DN=50mm。 HV-112、PV-172A是一个带有喷淋水装置的单座平衡式套筒阀，单座套筒阀必然有一个导向密封环，其密封环是用柔性石墨制成。这种单座套筒平衡式阀芯，内漏只有两处：一处是阀座与阀芯密封面被破坏；第二处是阀芯上导向密封环被破坏。1997年8月PV-172A发生严重内漏，由意大利代表方无偿更换了阀芯导向密封环，运行不到一个月又开始内漏。停车时再一次更换阀芯密封导向密封环，结果运行不到一个月又开始内漏。 1998年初，PV-172A填料再次发生外泄，采取带压堵漏措施。由于填料函长期处于胶状状态，受温度影响而固化，阀杆动作失灵，调节阀完全失去控制。1998年大修时采用双气缸地板上支承，仪表联锁控制，使用到1999年9月。为保证二化肥平稳运行，大修时更换BTG公司调节阀，这一严重问题才得以解决。

内漏原因： ① 调节阀在选材方面有着较大的缺陷，调节阀匹配不合理，密封面不耐腐蚀，不耐冲刷，这是泄漏的主要原因。 ② 阀杆设计太细，抗弯强度低，造成阀芯卡涩、阀杆弯曲等诸多故障。 ③ 调节阀填料函设计不合理，尤其是高温高压调节阀填料函极为不合理。一般填料函深度设计为100mm以上，但ABB厂家只有50~80mm，根本满足不了特殊环境条件下使用，所以高温调节阀填料函很容易外泄。 ④ 调节阀执行机构在设计上存在着许多问题。目前，世界上调节阀领先设计水平标准是：重量轻、体积小、流量系数大、多弹簧膜头或者汽缸式执行机构、高品质调节。但是，PV-172A调节阀执行机构高度可达2.2m左右，由此可见设计高度太高，容易产生摇晃。如果稍有振动，执行机构首先对阀杆、填料函产生破坏。 ⑤ PV-172A调节阀阀杆与推杆联结处十分薄弱，联结强度不够，从设计结构上与其他厂家相比还不太理想，联结块热处理硬度不够，经常滑丝、脱扣，造成调节阀失控。

2 瑞典BTG公司减温减压调节阀的应用特点 选购的BTG公司的减温减压调节阀型号为VST-SE，其特点为：可靠性高，负荷调节范围宽，流量调节可以从2%调节到100%，温度和压力调节准确，使用寿命长，免维护和极少的备件，低噪音，振动少。 从设计上来讲，阀体采用整体锻造钢材料，内外按平滑曲线机加工成型，保证在阀门升温和降温时热应力最小，阀帽和阀盖采用加压自密封，保证了不泄漏和拆卸方便。由笼式阀芯和多层笼式溢流筒完成的多步骤减压，可以保证蒸汽在减压过程中流速始终控制在合理范围内，以减少振动和噪音。阀杆和阀芯采用过盈配合安装，不松动不脱落，弹性阀座设计保证长时间运行阀门不泄漏，减温喷水点设计在阀内蒸汽流速最大的部位，对流量调节范围高的产品采用蒸汽强制雾化的专利技术。另外，BTG公司生产的减温减压调节阀最大特点是超长阀座，阀芯有着可靠的导向作用，阀芯与阀座密封面同轴度高，它的阀座设计为弹性件，不受温度急速变化而变形，它随着温度急速变化而进行补偿，这对阀芯与阀座密封有着极大作用。材料采用Hagnes25超硬合金钢，阀杆移动时稳定性强，笼型阀芯使阀门调节呈线性，阀芯采用不锈钢材料，表面经过氮化处理，阀端和阀杆采用膨胀石墨密封环、密封可靠，拆卸方便。 由于BTG公司执行机构连接支架采用空心钢结构、内灌砂以减振防热这一特点，就克服了现场振动带来的不必要的维护量；稳定性好，不易产生振动，阀杆不易弯曲，填料函不易损坏。上阀盖与普通调节阀设计上大大不同，BTG设计的上阀盖是内镶嵌式的，外壁与阀内壁为间隙配合，内壁与阀芯导向部分相配。从这一点上对阀芯的同轴度、稳定性有着很重要的作用。所以该阀要比一般的阀同轴度高，稳定性好，振动小。 以上几点是BTG生产的调节阀最大设计优点，从多方位减少振动，减少噪音，提高同轴度，提高密封性能，最终达到延长调节阀使用寿命。

3 现场运行 HV-112调节阀由于选用技术较先进的生产工艺，自1999年9月上线安装，运行至今（400多天）未因该阀影响装置正常生产，减少了正常维护量，保证了二化平稳运行。根据大庆化肥厂所使用情况来看，BTG生产的减温减压调节阀至少可使用8~12年检修一次，由于长时间不检修，可能造成联结螺栓锈死，为防止螺栓锈死，运行3~5年逐个取出联结螺栓涂上二硫化钼，以方便下次正常检修。