提高调节阀工作稳定性方法探讨

陈栋

摘要：现阶段，随着我国经济的飞速发展，化工企业的发展也十分迅速。在化工生产中，仪表可以简单地分为测量仪表与执行仪表，常说的执行仪表就主要是调节阀，所有生产工艺参数调节、加减负荷、仪表联锁，最终都是通过调节阀完成。在工艺生产中有时会遇到阀门突然动作，给装置生产带来了很大的影响，甚至会引起跳车与生产事故。

关键词：调节阀;工作;稳定性;方法

引言

在化工生产中，调节阀是生产装置的最终执行者，所有工艺参数的调节，仪表联锁的动作最终都是通过调节阀完成。所以说保证了调节阀的工作稳定，就保证了装置的生产安全，该文从仪表气源、阀门附件等几方面进行分析如何提高阀门工作稳定性。

1概述

调节阀属典型的机械或机电类产品，但它跟手动的阀的最大区别在于其结合了现代信息技术后可通过现场总线技术对其进行精确调节，极大地增强了调节阀在控制系统中的重要地位。调节阀的主要功能是通过改变通流部分的面积进而改变阀后压力、温度、流量等参数以适应不同工况的需要。在某些工况，调节阀内可能由于流体流动强烈的非定常性而影响阀门工作的稳定性，甚至引起阀门的振动。仅就调节阀门安全性而言，阀杆振动和断裂等事故曾经发生。这些现象基本上与流体诱发的阀门不稳定有关，即调节阀内气体（液体）流动的不稳定导致阀门的振动，其中阀杆-阀芯的振动表现比较明显。本文试验利用微小型高频动态压力传感及其采集系统，对引起调节阀杆振动或不稳定的工况进行数据采集、处理和分析，通过动态压力变化和阀杆振动特性测试及相应的结果，研究阀内流场对阀门工作稳定性的影响。

2提高调节阀工作稳定性方法探讨

2.1阀门附件的稳定

调节阀工作时阀门附件是必不可少的，主要是定位器、放大器、锁止阀、电磁阀、仪表缓冲罐。（1）根据阀门使用的实际情况选择合适的阀门附件。（2）仪表气路设计尽可能简洁，减少中间接头的使用，以此减少漏点。（3）加装仪表空气缓冲罐，在遇到仪表气源中断的时候还能保证阀门短时间内正常动作。（4）联锁电磁阀采用双电磁阀设计，当一个电磁阀故障时另一个电磁阀仍能正常运行，避免阀门发生故障。（5）重要的阀门采用并联气路设计。（6）对于工作环境恶劣的地方采用分体时阀门定位器。（7）加装防雨、隔热装置，提高阀门的工作环境。（8）加强带电类阀门附件的防水处理。

2.2安装管道过滤器法

对小口径的调节阀，尤其是超小流量调节阀，其节流间隙特小，介质中不能有一点点渣物。遇此情况堵塞，最好在阀前管道上安装一个过滤器，以保证介质顺利通过。带定位器使用的调节阀，定位器工作不正常，其气路节流口堵塞是最常见的故障。因此，带定位器工作时，必须处理好气源，通常采用的办法是在定位器前气源管线上安装空气过滤减压阀。

2.3动态信号处理

调节阀内的流动具有典型的非定特性，动态测量能够准确及时地确定其内部流场的瞬时什及其随时间而变化的量值。动态测试中数据处理分析内容广泛，涉及的问题很多，必须得到真实可靠的数据和结果，以便找出规律，其中频谱分析和波形分析就是动态数据处理中最重要的和最基本的方法。频谱分析和波形分析既相互独立又密切相关，它们之间有明显的区别，通过傅立叶变换可以相互转换。频谱和波形分析与随机数据处理方法已经成为信号分析中最常用的方法。

2.4压力信号调节仪

压力信号调节仪是一种对压力信号进行调节的仪表，通过调节最后获得的输出信号可供显示与数据采集，在试验中作为高频动态采集系统的前置放大器使用。调节仪主要由压力传感器、传感器供电电源、测量仪用放大器、限波线路以及整机供电源5部分组成，可同时对12路压力信号进行调理，不仅可以满足对于不同型号的压力传感器信号进行的调理，同時还可以对其他的电压信号进行调理。为减小工频交流信号的干扰，其输出部分设有限波线路，其限波频率为50±5Hz，因此大大提高了整个调节电路的抗干扰能力。微型动态压力传感器将感受的动态压力测量信号先经过高频前置放大器将mV级信号放大，然后输入高频动态采集系统快速并行采集并存储。再经过各种时域、频域和滤波等信号处理得到真正的有用信号，最终绘制出其特征曲线，进而得到阀内非定常流动特性。

2.5仪表气源的稳定

化工生产中多数的调节阀都是仪表空气作为动力，主要是考虑其工作的安全性及生产经济性。气源稳定的高低直接影响阀门的动作，可以从以下几个方面提高气源的稳定性。（1）如果有多个生产装置在一起的情况，可以将各个装置的仪表空压系统并网，这样可以避免单个空压机故障引起气源压力波动。（2）可以将装置区内的非易燃易爆气体系统并入仪表空气管网，如氮气系统，这种情况只能是用于紧急情况下的处理。（3）利用空气干燥系统与净化系统对系统空气除水除尘，提高空气质量。

2.6数据采集系统

高频动态采集和分析系统可以进行多通道并行动态采集、具有高速、大容量和瞬态数字化的优点，是集测量、分析和结果输出为一体的高性能综合性测量系统。它具有高度稳定的电路设计和仪器结构设计，优良的硬件和软件模块化特性，可方便的应用于瞬态采集和动态过程监测纪录等测试领域，同时可作并行多通道数据采集。各采集通道把数据分别存入各自的缓冲器中，内部计算机通过统一的总线处理这些数据。由于各个通道都自带A/D和缓冲器，因而不会因为通道扩展而使最高采集率下降或储存深度下降，整个采样通道是并行进行的，因而可以不考虑通道间的时差。它的基本工作方式是按采集、处理、再采集和再处理的顺序进行工作。动态分析时，主要是利用它较深的缓冲器储存足够的数据以供处理之用。系统最高采样率为1.25MPa、采样精度为12bit，能够及时响应阀内非定常流动的参数及其变化。

2.7增大节流间隙法

如介质中的固体颗粒或管道中被冲刷掉的焊渣和锈物等因过不了节流口造成堵塞、卡住等故障，可以用节流间隙大的节流件—节流面积为开窗、开口类的阀芯、套筒，因其节流面积集中而不是圆周分布的，故障就能很容易地被排除，如果是单、双座阀就可将柱塞形阀芯改为“V”行口的阀芯，或改成套筒阀等。

结语

调节阀在使用过程中常会出现故障，调节阀维修是工程技术人员必不可少的工作。调节阀的维修是一个专业性很强的技术性工作，做好调节阀的维修工作，要求工程技术人员不但要掌握理论上的知识，而且要结合本单位调节阀的实际使用情况来综合分析和维护，提高维修速度和水平，保证油气集输系统的稳定、长期、安全运行。

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