工业生产中低流量调节阀可调范围小的一种处理方法

熊轩晨

摘要： 工业生产中常会遇到因其它因素影响引起管道中流动的工艺介质流量较设计流量低，从而引起使用原设计条件下选型的调节阀调节流量线性改变，不能够很好的起到调节流量的作用，引起生产波动。分析了某石化公司碱液流量调节阀调节性能差、小流量调节时不灵敏等问题产生的原因，提出了有效的解决方案，取得了较好的效果。为解决同类问题提供了借鉴的经验。

关键词：调节阀;调节线性

中图分类号：TH134   文献标识码：A   文章编号：1672-9129（2018）15-0172-01

Abstract： In industrial production， the flow rate of process medium in pipeline is lower than that in design due to other factors， which results in the linear change of flow rate under the original design condition， and can not play a very good role in regulating flow rate， resulting in production fluctuation. The reasons for the poor regulation performance and insensitivity of alkali flow control valve in a petrochemical company were analyzed. The effective solutions were put forward and good results were achieved. It provides experience for solving similar problems.

Keywords： regulating valve; regulating linearity

1 前言

調节阀是在过程控制系统中，使液体流量发生改变的装置。调节阀的可靠性对调节阀的质量，系统安全等存在重要影响。受多种因素的影响，调节阀结构的选择，要从多个方面予以考虑，比如压力、调节范围、介质温度以及流动性等;其中流量要充分满足系统的实际情况，并可以实现有效补偿。工业生产中常会遇到因其它因素影响引起管道中流动的工艺介质流量较设计流量低，从而引起使用原设计条件下选型的调节阀调节流量线性改变，不能够很好的起到调节流量的作用，引起生产波动。正常情况下可以重新对调节阀进行选型更换，但考虑到生产运行中更换调节阀门需要维修动火处理，也存在二次成本增加的问题。

在某石化企业中的催化烟气脱硫装置外排污水处理单元中，污水汇合后在重力的作用下流向第一个氧化罐（TK-906A）的底部，然后溢流进入第二个氧化罐（TK-906B），再进入第三个（TK-906C），然后经过污水泵P-905外送至500m3罐。氧化罐搅拌器（M-901A/B/C）被用来混合空气和澄清液。低压气体与澄清池中的沉降液接触，发生氧化反应，达到降低COD的目的，在每个氧化槽中，加入氢氧化钠来调节PH值从而达到最佳的氧化条件。具体注入碱液量根据PH值得高低调节碱液调节阀开度实现PH值得自动调节，因为注入的碱液量为微调手段，因此注入的碱液量流量较低，设计流量在0-150L/H，管线和阀门的通径为DN25，压力等级为ANSI150LB。额定流量系数Cv=0.4，额定行程14.3。

2 存在问题

该石化企业污水处理单元氧化罐碱液调节阀在使用过程中出现了阀门线性度变差，在自动控制状态下不能够及时调节碱液流量，引起PH值波动较大，而且同时因阀门开度长时间处于较低的开度上，易造成调节阀处堵塞。图1为该调节阀自动控制时的调节阀阀位开度情况，小流量时调节阀打开碱液流量变化缓慢。

3 原因分析

研究该碱液调节阀调节流量不灵敏等问题，分析问题产生的原因有以下几种：

3.1该碱液调节阀设计时流量参考30%碱液浓度设计，在实际运行中碱液需求量减少，实际流量偏小，调节阀长期处于阀门关闭较大的状态，流体经过调节阀后流体形态发生变化，在调节阀处流速变大，压力变低，经过调节阀后，局部形成阻塞流和湍流，调节阀前后的压力差变大，引起调节阀调节线性偏离了设计值，调整幅度过大。

3.2碱液调节阀阀前流体压力约为0.6MPa，碱液浓度高时在调节阀后压力降低，碱液中的NaOH容易析出，堵塞调节阀组。

4 解决方案

4.1常规解决方案针对这种情况，一般采取选用流量调节范围更低的调节阀，原管径为DN25，可选取DN15的调节阀更换。但这种方案需要现场动火施工处理，而且重新选购调节阀门周期长和采购费用。

4.2现场将调节阀下游手阀关小，这样做以后，将管路中压力降主要集中在下游手阀，手阀前后的压力差变大，从而解放调节阀门的调节线性，使调节阀的开度可以保持在30%-60%之间，调节阀门的前后压力变低，提高了控制点的自动平稳控制，具体见下图。

改造后，对碱液调节阀控制回路PID情况进行了重新修订，并对该控制回路进行了在线测试，如图2所示，从图2中可以看出经过现场调整后的控制回路中的碱液调节阀调节特性特别好，阀门调节精度大大提高，完全可以适应自动控制的要求。

5 结语

对碱液调节阀的问题进行了有针对性的现场调整后，其缺陷明显减少，优化了调节阀的控制曲线，使调节阀的阀门精度大大提高，适应了自动控制的要求，同时还消除了碱液管线容易在调节阀阀芯处堵塞的情况，同时避免了在线重新更换调节阀带来的施工和采购成本。实际运行和性能数据显示，针对工艺介质流量较设计流量低，从而引起使用原设计条件下选型的调节阀调节流量线性改变，不能够很好的起到调节流量的作用，引起生产波动的问题，都可以采用这种简便的方法。

参考文献：

[1]韩方晓. 调节阀在生产中的应用选型[J]. 世界有色金属， 2014（10）：48-51.

[2]鲁好忠. 选配调节阀特性的一种新方法——逆特性法[J]. 工业仪表与自动化装置， 2000（5）：53-53.