自動(dòng)閥門(mén)應(yīng)用中的誤區(qū)

作者: 2015年10月21日 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽量:
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在造氣生產(chǎn)中,不規(guī)范使用自動(dòng)閥門(mén)的現(xiàn)象還相當(dāng)普遍,由此給企業(yè)造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)閥徑、閥位、閥型和閥類(lèi)的選擇以及座板閥安裝、閥門(mén)泄漏、閥門(mén)運(yùn)行速度、座板閥中閥腔認(rèn)識(shí)方面存在的誤區(qū)進(jìn)行了分析,并對(duì)運(yùn)
自動(dòng)閥門(mén)應(yīng)用中的誤區(qū)
 在造氣生產(chǎn)中,不規(guī)范使用自動(dòng)閥門(mén)的現(xiàn)象還相當(dāng)普遍,由此給企業(yè)造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)閥徑、閥位、閥型和閥類(lèi)的選擇以及座板閥安裝、閥門(mén)泄漏、閥門(mén)運(yùn)行速度、座板閥中閥腔認(rèn)識(shí)方面存在的誤區(qū)進(jìn)行了分析,并對(duì)運(yùn)行中存在“閥待”的經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行了計(jì)算,以期引起對(duì)科學(xué)應(yīng)用自動(dòng)閥門(mén)的重視。
 
  1 閥徑選擇中的誤區(qū)
 
  自20世紀(jì)80年代以來(lái),中、小型氮肥企業(yè)將煤氣爐的爐膛直徑不斷擴(kuò)大,然而自動(dòng)閥門(mén)的直徑未相應(yīng)擴(kuò)大;有些企業(yè)雖然進(jìn)行了擴(kuò)大,但沒(méi)按等比例擴(kuò)大,存在盲目性,使煤氣爐的發(fā)氣量受到影響。
 
  空氣閥門(mén):按18∶1或19∶1為好(爐膛與閥門(mén)的截面積之比);
 
  煤氣閥門(mén):按14∶1為好(爐膛與閥門(mén)的截面積之比);
 
  回收閥(煙囪閥):按9∶1為好(煙囪與閥門(mén)的截面積之比);
 
  蒸汽閥或加氮閥:100∶1為好(爐膛與閥門(mén)的截面積之比)。
 
  以上為參考數(shù)據(jù),可依據(jù)各企業(yè)采用的原料煤來(lái)選擇,優(yōu)質(zhì)原料煤可適當(dāng)偏大些,劣質(zhì)原料煤可適當(dāng)偏小些。
 
  2 閥位選擇中的誤區(qū)
 
 ?。?)空氣閥一般安裝在煤氣爐下,離中心管距離3000~4000mm??諝夤艿赖陌踩珦醢彘y應(yīng)安裝在室外,而且放空口必須向上,并加裝放空管,使煤氣爐內(nèi)泄漏出的煤氣可以排空。
 
 ?。?)采用余熱集中回收的流程中有3只煤氣閥:①在吹風(fēng)階段,上行煤氣閥(安裝在旋風(fēng)除塵器之后)必須處于關(guān)閉狀態(tài),防止煤氣漏入吹風(fēng)氣中,有些企業(yè)吹風(fēng)氣中有效氣體成分高,與該閥在吹風(fēng)時(shí)沒(méi)有關(guān)閉有關(guān);②下行煤氣閥應(yīng)該安裝在除塵器(可設(shè)置1臺(tái)簡(jiǎn)易的擋板式除塵器)之后;③煤氣總閥應(yīng)該安裝在進(jìn)煤氣總管之前的管道上。
 
  當(dāng)前許多企業(yè)采用型煤造氣,煤氣中含塵量較大,煤氣未經(jīng)除塵就進(jìn)入閥門(mén),粉塵對(duì)閥門(mén)的沖刷較嚴(yán)重,使閥門(mén)的使用壽命縮短。
 
  某些技術(shù)人員認(rèn)為應(yīng)將上、下行煤氣閥安裝在爐體附近,其理由是下吹蒸汽能直接進(jìn)入爐內(nèi),可以節(jié)約大量蒸汽。其實(shí)此舉并無(wú)科學(xué)道理,因?yàn)樯洗抵茪夂?、轉(zhuǎn)入下吹制氣時(shí),爐上系統(tǒng)內(nèi)充滿煤氣,上行煤氣閥關(guān)閉后,爐上系統(tǒng)成閉環(huán)狀態(tài)(非真空狀態(tài)),而且煤氣含塵高、溫度高,會(huì)影響閥門(mén)的使用壽命。
 
  (3)煙囪閥的安裝方式:有吹風(fēng)氣回收潛熱系統(tǒng)的稱(chēng)為回收閥,另外還設(shè)置有放空閥,一旦回收系統(tǒng)發(fā)生故障,吹風(fēng)氣從放空閥放空。這2只閥門(mén)都應(yīng)設(shè)置在旋風(fēng)除塵器之后。
 
 ?。?)在吹風(fēng)階段,許多企業(yè)把上吹蒸汽閥設(shè)置在開(kāi)的位置,顯然是不對(duì)的。因?yàn)檎羝傞y泄漏(自動(dòng)閥門(mén)運(yùn)行一段時(shí)間后都會(huì)有泄漏)后,在吹風(fēng)時(shí)就有蒸汽入爐,吹風(fēng)氣中有效氣體成分增加,煤耗也相應(yīng)增大。
  3 座板閥進(jìn)、出氣方向安裝的誤區(qū)
 
  自20世紀(jì)60年代座板閥問(wèn)世以來(lái),就存在進(jìn)、出氣方向安裝的問(wèn)題。因座板閥有90°的彎頭,初期使用該閥時(shí)沒(méi)有經(jīng)驗(yàn),常根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況任意安裝。長(zhǎng)期應(yīng)用實(shí)踐表明,氣體必須是側(cè)進(jìn)(或上進(jìn))下出才合理。如采用下進(jìn)上出,閥板下部有氣體頂住,當(dāng)油壓波動(dòng)時(shí),閥板在瞬間會(huì)被頂開(kāi),此時(shí)閥板出現(xiàn)彈跳現(xiàn)象,可聽(tīng)到閥板撞擊閥座的聲響,此現(xiàn)象易造成半水煤氣中氧含量超標(biāo)。
 
  4 閥門(mén)泄漏問(wèn)題的誤區(qū)
 
  任何自動(dòng)閥門(mén)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間應(yīng)用后,都會(huì)不同程度地產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象,泄漏又分為外漏和內(nèi)漏。
 
 ?。?)自動(dòng)閥門(mén)的外漏部位一般在上、下壓蓋處,上壓蓋處泄漏的是液壓油,下壓蓋處泄漏的是煤氣、蒸汽及空氣。外漏的發(fā)現(xiàn)和解決較容易,只要更換壓蓋填料即可。
 
 ?。?)自動(dòng)閥門(mén)的內(nèi)漏不易發(fā)現(xiàn),只能憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷。一般可以用聽(tīng)棒來(lái)檢查,如有泄漏,就會(huì)聽(tīng)到氣體“嗤嗤”的響聲。按原化工部規(guī)定:每個(gè)月煤氣爐小修時(shí),應(yīng)對(duì)各自動(dòng)閥門(mén)進(jìn)行檢查和試漏;每年應(yīng)全部更新,如不更新,閥門(mén)內(nèi)漏造成的損失遠(yuǎn)比更新閥門(mén)的費(fèi)用大得多。
 
  5 運(yùn)行中“閥待”的經(jīng)濟(jì)損失計(jì)算
 
  在正常工況下,煤氣爐爐內(nèi)的燃料在燃燒或發(fā)生氣化反應(yīng),但在階段轉(zhuǎn)換時(shí),因某只閥門(mén)未關(guān)閉到位,爐內(nèi)即使有煤氣產(chǎn)生也無(wú)法送至后系統(tǒng),只有等待閥門(mén)關(guān)閉到位后才能將煤氣送出。例如:在上吹階段轉(zhuǎn)換至下吹階段時(shí),一定要等待上行煤氣閥關(guān)閉到位后,下行煤氣才可以送至后系統(tǒng),此等待過(guò)程稱(chēng)為“閥待”。
 
 ?。?)煤氣爐在各階段轉(zhuǎn)換時(shí)主要閥門(mén)狀態(tài)與時(shí)間見(jiàn)表1。
 
  表1 煤氣爐在各階段轉(zhuǎn)換時(shí)主要閥門(mén)狀態(tài)與時(shí)間

  (2)設(shè)已知條件:1臺(tái)Φ2600mm煤氣爐供氣產(chǎn)氨40t/d,合成氨售價(jià)按2000元/t計(jì);循環(huán)時(shí)間為120s,其中吹風(fēng)30s(25%)、上吹30s(25%)、下吹45s(38%)、二次上吹10s(8%)、吹凈5s(4%);每天運(yùn)行22h,每年運(yùn)行時(shí)間330d;噸氨耗標(biāo)準(zhǔn)半水煤氣3300m3、煤1.3t,煤價(jià)800元/t。
 
 ?。?)每個(gè)工作循環(huán)內(nèi)“閥待”時(shí)間:吹風(fēng)階段轉(zhuǎn)上吹階段,7只閥門(mén)全部開(kāi)關(guān)到位最少需要3s,“閥待”時(shí)間為3s;上吹轉(zhuǎn)下吹階段,4只閥門(mén)全部開(kāi)關(guān)到位需3s,“閥待”時(shí)間為3s;下吹轉(zhuǎn)二次上吹階段,4只閥門(mén)全部開(kāi)關(guān)到位需3s,“閥待”時(shí)間為3s;二次上吹轉(zhuǎn)吹凈階段,4只閥門(mén)全部開(kāi)關(guān)到位需3s,“閥待”時(shí)間為3s(若蒸汽總閥、上吹蒸汽閥和安全擋板閥開(kāi)關(guān)到位為2s,吹風(fēng)閥慢1s全開(kāi)也無(wú)大礙,“閥待”時(shí)間可按2s計(jì));吹凈轉(zhuǎn)吹風(fēng)階段,由于空氣閥和安全擋板閥均已開(kāi)啟,只要煙囪閥打開(kāi),吹風(fēng)氣就可放空或送入回收系統(tǒng),轉(zhuǎn)換“閥待”時(shí)間按1s計(jì)(實(shí)際>1s)。
  從以上分析計(jì)算得知:每個(gè)循環(huán)中至少有12s是處于“閥待”狀態(tài)。
 
 ?。?)全年“閥待”價(jià)值計(jì)算:每秒的價(jià)值為0.93元,每天的循環(huán)數(shù)為660個(gè),全天“閥待”時(shí)間為7920s,全天“閥待”價(jià)值為7365元,全年“閥待”價(jià)值為2430450元;從煤耗折價(jià),折液氨1215t,折煤價(jià)1263600元,則全年“閥待”價(jià)值為1166850元。
 
  6 閥門(mén)運(yùn)行速度的誤區(qū)
 
 ?。?)閥門(mén)動(dòng)作慢的損失計(jì)
 
  算一些氮肥企業(yè)在自動(dòng)閥門(mén)應(yīng)用中普遍存在的問(wèn)題是閥門(mén)安裝錯(cuò)位和開(kāi)關(guān)動(dòng)作慢,大多數(shù)企業(yè)的閥門(mén)需4~5s才開(kāi)關(guān)到位,最慢的企業(yè)為7s以上,這給企業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失是非常驚人的。
 
  1臺(tái)Φ2600mm煤氣爐在階段轉(zhuǎn)換時(shí)閥門(mén)開(kāi)關(guān)動(dòng)作慢的價(jià)值為0.93元/s,每個(gè)循環(huán)有5個(gè)階段轉(zhuǎn)換,每個(gè)階段在轉(zhuǎn)換時(shí)都慢1s,每年的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)101萬(wàn)元以上;扣除50%耗煤等因素,每臺(tái)煤氣爐每年的經(jīng)濟(jì)損失為50余萬(wàn)元,如果慢2s則達(dá)100萬(wàn)元以上。
 
 ?。?)提高閥門(mén)開(kāi)關(guān)速度的方法
 
  提高閥門(mén)開(kāi)關(guān)速度的方法主要有:①改造泵站;②更新蓄能器;③改進(jìn)閥門(mén)油壓缸;④改進(jìn)油壓閥站;⑤設(shè)置CJ型泵站智能控制柜;⑥優(yōu)化油壓系統(tǒng)運(yùn)行。
 
  7 對(duì)座板閥中閥腔應(yīng)用認(rèn)識(shí)的誤區(qū)
 
  初期設(shè)計(jì)的座板閥沒(méi)有設(shè)置閥腔。在長(zhǎng)期實(shí)踐中認(rèn)識(shí)到,相同閥徑的閘板閥與座板閥的通道截面積的差別很大,因?yàn)樽彘y開(kāi)啟后,閥板是懸在閥體的中間,使閥門(mén)的通道截面積縮小。筆者曾對(duì)1只Φ900mm座板閥進(jìn)行了計(jì)算,因閥板在中間,閥門(mén)的實(shí)際通道截面積縮小了37%。所以筆者建議設(shè)備制造企業(yè)在座板閥的閥體上部增設(shè)閥腔,閥板開(kāi)啟時(shí)閥板進(jìn)入閥腔,不再影響閥門(mén)的通道截面積。閥門(mén)結(jié)構(gòu)改造后,需相應(yīng)增加閥桿和油缸的長(zhǎng)度,不會(huì)影響閥門(mén)的正常運(yùn)行。在正常運(yùn)行時(shí),因增大了上閥腔,閥板可以提得更高,使閥門(mén)的實(shí)際通道截面積增加。否則,為了不縮小閥門(mén)的通道截面積,必須改用大閥徑的閥門(mén),管道也要隨之變更,這樣做就更不合理了。不然因閥門(mén)通道截面積的減少而影響煤氣爐的氣化強(qiáng)度,如上例Φ900mm的座板閥,其閥門(mén)的通道截面積只相當(dāng)于Φ700mm閥的截面積,使吹風(fēng)時(shí)阻力增加,影響吹風(fēng)效率,必然影響氣化強(qiáng)度。
  8 閥型選擇中的誤區(qū)
 
  1935年從美國(guó)引進(jìn)的UGI型煤氣爐所配置的閥門(mén),除少數(shù)異形閥門(mén)之外,大多是閘板閥。該閥型在應(yīng)用中存在密封性能差、故障率高的缺點(diǎn)。20世紀(jì)60年代開(kāi)發(fā)出座板閥,經(jīng)應(yīng)用后效果很好,具有密封性能好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),當(dāng)時(shí)在中型氮肥企業(yè)廣為應(yīng)用。
 
  但近年來(lái),有些企業(yè)在新建或擴(kuò)建工程中仍選用閘板閥。筆者認(rèn)為:這些企業(yè)的技術(shù)管理人員對(duì)2種閥型的優(yōu)缺點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足,在認(rèn)識(shí)上有守舊的因素,不愿意變更。筆者近年考察了一些企業(yè),有些企業(yè)2種閥型都在用;有的企業(yè)在改造時(shí)受場(chǎng)地限制,因座板閥所占空間位置較大,被迫選用閘板閥;但在擴(kuò)建和新建工程中,完全可以選擇座板閥。
 
  9 閥類(lèi)選擇中的誤區(qū)
 
 ?。?)三通閥的取舍
 
  在煤氣爐運(yùn)行中,改變上、下吹煤氣走向的閥門(mén),最早是采用從美國(guó)引進(jìn)的克立斯閥。該閥用1塊閥板左右運(yùn)行,當(dāng)閥板處于左邊時(shí),上吹煤氣通過(guò)該閥送至后系統(tǒng),當(dāng)閥板處于右邊時(shí),則是下吹煤氣通過(guò)該閥進(jìn)入后系統(tǒng)。其缺點(diǎn)是密封性能差,有時(shí)會(huì)發(fā)生氧含量超標(biāo)。座板閥問(wèn)世后,煤氣三通閥取代了克立斯閥。在20世紀(jì)50年代末小氮肥裝置問(wèn)世時(shí),直接選用上、下行煤氣閥來(lái)改變煤氣走向。
 
  煤氣三通閥在運(yùn)行中存在許多問(wèn)題:該閥的閥板是上下運(yùn)行的,當(dāng)閥板處于閥體下面時(shí),上吹煤氣通過(guò)該閥送入后系統(tǒng);當(dāng)閥板處于閥體上部時(shí),下吹煤氣通過(guò)該閥送入后系統(tǒng)。閥桿和油缸的長(zhǎng)度是恒定的,該閥每年在數(shù)十萬(wàn)次上下撞擊下,閥體內(nèi)部因磨損而使閥腔略變大,在閥板運(yùn)行至上部時(shí),閥板與閥座接觸不到位,形成空隙。筆者在某企業(yè)發(fā)現(xiàn)該空隙達(dá)30mm,下吹制氣時(shí),部分下吹蒸汽從此空隙中與下吹煤氣一起進(jìn)入后系統(tǒng),同時(shí)此空隙使上、下吹連通,致使部分氣體在爐內(nèi)打循環(huán),必然使煤氣爐的產(chǎn)氣量減少和煤耗增加。因此,許多中型氮肥企業(yè)都在逐步淘汰煤氣三通閥。
 
  同理,蒸汽三通閥也屬于淘汰的閥門(mén)。該閥還有1個(gè)缺點(diǎn),即煤氣爐處于吹風(fēng)階段時(shí),該閥處于上吹位置,此時(shí)因蒸汽總閥泄漏,部分蒸汽入爐,造成吹風(fēng)氣中有效氣體含量增加。而吹風(fēng)氣中有效氣體體積分?jǐn)?shù)每增加1%,噸氨煤耗將上升1kg。
 
  (2)安全擋板閥的應(yīng)用問(wèn)題
 
  安全擋板閥又稱(chēng)為液壓蝶閥,與空氣吹風(fēng)閥同步開(kāi)關(guān)。該閥安裝在吹風(fēng)閥與手動(dòng)空氣閥之間,主要起安全作用。特別是該閥的側(cè)面有1只副閥,由主閥帶動(dòng),其開(kāi)關(guān)動(dòng)作與主閥相反。當(dāng)下吹制氣時(shí),爐底的煤氣從吹風(fēng)閥處漏入空氣管道時(shí),可以從副閥放空,避免煤氣進(jìn)入空氣總管。另外,當(dāng)主閥泄漏時(shí),從空氣管泄漏過(guò)來(lái)的空氣也可從副閥放空,避免空氣在下吹時(shí)通過(guò)吹風(fēng)閥漏入爐底而發(fā)生爆炸,同時(shí)對(duì)降低半水煤氣中的氧含量有較大好處。因此,安全擋板閥是煤氣爐系統(tǒng)中必不可少的安全裝置。
  (3)下開(kāi)式煙囪閥(回收閥)的應(yīng)用
 
  該閥的特點(diǎn)是:在吹風(fēng)時(shí)閥板向下為開(kāi)啟,吹風(fēng)后閥板向上為關(guān)閉。許多空氣系統(tǒng)爆炸事故大都發(fā)生在全廠斷電時(shí),斷電后油壓系統(tǒng)無(wú)油壓,煙囪閥處于關(guān)閉狀態(tài),此時(shí)煤氣爐內(nèi)蒸汽來(lái)源未中斷,當(dāng)煤氣爐處于下吹階段時(shí),因爐內(nèi)憋壓,下吹煤氣通過(guò)空氣閥進(jìn)入空氣系統(tǒng)而發(fā)生化學(xué)爆炸。因此,將煙囪閥改造成下開(kāi)式,當(dāng)發(fā)生斷電時(shí)該閥就依靠閥板自身的質(zhì)量使閥門(mén)處于開(kāi)啟位置,不會(huì)造成爐內(nèi)憋壓而發(fā)生空氣系統(tǒng)爆炸。
 
  改進(jìn)方法:在原閥體下部增加1個(gè)等徑短節(jié),閥桿增加的長(zhǎng)度與短節(jié)高度相等,閥板反方向安裝,所增加的短節(jié)下部側(cè)面為吹風(fēng)氣進(jìn)口,出氣口在反方向的上部。
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