素裝置是一種引進的氨汽提節能工藝裝置,而調節閥HV-09203是尿素合成塔的出口控制閥。由于該閥門多次出現故障造成停車,嚴重影響了尿素裝置安全穩定運行。
2、閥門參數
閥門類型蝶閥
執行機構氣動薄膜執行機構
輸送介質尿液
工作溫度188℃
入口壓力15.05MPa
出口壓力14.53MPa
作用形式正裝氣開
閥體材質尿素級316L
3、問題分析
調節閥自1989年使用以來,多次出現閥桿斷裂,銷釘脫落,密封面腐蝕嚴重,性能不能滿足生產要求等問題,造成系統周期性停車,影響系統安全穩定生產。根據多次出現的故障進行分析,閥桿斷裂有許多原因。
①閥桿直徑尺寸偏小,機械強度不能滿足要求。
②由于蝶板與閥桿系銷釘連結,閥桿在鉆孔和銷釘裝入后產生長期的應力,造成閥桿因應力而產生裂紋。
③閥桿單向定位不好,造成閥桿竄動而使蝶板與閥體產生摩擦,從而產生的作用力作用在閥桿上,造成閥桿斷裂。
另外,執行機構輸出力不夠,穩定性差,造成高溫高壓介質高頻振動直接作用在閥桿與蝶板配合系上,造成閥桿和蝶板配合系失效。
4、改進
通過分析和比較,對調節閥結構做了改進。
①閥桿選用25-22-2CrNiMo不銹鋼,增加閥桿定位臺階和閥桿固定銷釘。將原來的銷釘定位改為臺階定位,使蝶板在閥腔定位更準確。從而避免了銷釘剪切造成蝶板脫落的可能性和對閥桿的不平衡力。同時優化了蝶板與閥桿配合間隙,增加了閥桿與閥體定位軸套,使新閥桿具有雙向定位臺階。另外,通過加大閥桿直徑,閥桿截面積增加了36%,減少了閥桿斷裂造成事故的機率。
②通過計算將蝶板外徑尺寸由的Φ105mm改為Φ100mm,使蝶板在閥腔內可以360°軸向轉動（在閥桿上有蝶板位置指示標記）,且蝶板材質選用25-22-2CrNiMo,并氮化處理,使其配合面產生硬度差。即消除了蝶板與閥體的相對摩擦,又避免了蝶板腐蝕。
③結合閥桿直徑加大,閥體上填料函下端導入孔由原來的20mm加大到23mm,使兩端填料函的填料底環對閥桿起到雙向定位作用。確保了閥桿定位準確。
④執行機構由角行程氣動薄膜式改為氣動活塞式。因為氣動薄膜執行機構由于膜片承受的壓力較低,又加上有平衡彈簧抵消了大部分作用了。因此輸出力較小。而采用氣動活塞執行機構,其壓力可達0.5MPa,而且無彈簧抵消推力,輸出力大,適用大口徑,高靜壓蝶閥,確保了工作的穩定性。
5、結語
調節閥改進后,使用效果良好,滿足了生產的需要,使用周期由原來的3個月延長到一年以上,為尿素系統安全穩定生產創造了條件。
