劉從濤

（蘭州石化公司機電儀運維中心，甘肅蘭州 730060）

在石油化工自動化控制過程中有效運用氣動調(diào)節(jié)閥，能夠進一步提升石油化工自動化控制系統(tǒng)的整體運作效率，石化企業(yè)在當(dāng)今社會與經(jīng)濟層面的經(jīng)濟效益也會得到全面提升。所以，對氣動調(diào)節(jié)閥的選擇運用一定要充分重視，運用科學(xué)合理的方法，使石油化工自動化控制中氣動調(diào)節(jié)閥的功效可以得到最大限度地體現(xiàn)，從而實現(xiàn)石化企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展，同時在經(jīng)濟市場的激烈競爭中站穩(wěn)腳跟。

1 氣動調(diào)節(jié)閥定義和應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 氣動調(diào)節(jié)閥的定義

氣動調(diào)節(jié)閥是一種局部阻力元器件，與孔板大致相同，對閥芯實施移動，可實現(xiàn)節(jié)流面積的更改，因此氣動調(diào)節(jié)閥具有可變性。作為一種執(zhí)行裝置，氣動調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行器和閥體構(gòu)件兩個部分組合而成。調(diào)節(jié)閥的科學(xué)選擇對石油化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的自動化控制程度具有較大的影響。假如未能科學(xué)合理地選擇氣動調(diào)節(jié)閥，不僅會直接影響其使用期限，而且還會增加生產(chǎn)事故的發(fā)生概率，造成設(shè)備的損壞，嚴重的還可能會導(dǎo)致相關(guān)工作人員的身體受到傷害?，F(xiàn)代社會，科技快速發(fā)展，作為一種具有較強穩(wěn)定性能的執(zhí)行裝置，氣動調(diào)節(jié)閥無論是在安裝環(huán)節(jié)或者是在維修保養(yǎng)環(huán)節(jié)，所需的工作量都不是很大，可以有效增強石化自控水準，助力石化企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

1.2 應(yīng)用優(yōu)勢

①氣動調(diào)節(jié)閥除電閥門定位器、氣閥門定位器、電磁閥、閥位啟閉外，并沒有更多必須使用防爆裝置的元件，具有良好穩(wěn)定性；②氣動調(diào)節(jié)閥可快速啟閉，且運行環(huán)節(jié)中因壓縮氣體本身具有緩沖性，所以不會輕易因卡死而受損；③單功能氣動調(diào)節(jié)閥具備系統(tǒng)故障校準功能，在選擇過程中需要依據(jù)工程狀況需求來確定氣開型或氣關(guān)型，氣源運行異常的情況下閥門能借助生產(chǎn)基本需求自動切換到全開或全關(guān)狀態(tài)；④氣動調(diào)節(jié)閥價格公道，結(jié)構(gòu)簡潔，便于檢修，穩(wěn)定性高。

2 氣動調(diào)節(jié)閥的工作原理和常見故障

氣動調(diào)節(jié)閥在應(yīng)用上操作便捷，安全穩(wěn)定，程序執(zhí)行效率高，其基于對氣體實施壓縮而形成驅(qū)動力，利用氣缸開展反應(yīng)，同時利用附件如定位器、切換器、電磁閥等控制閥門，以保證控制的實效性和準確度。這對管道介質(zhì)的特殊參數(shù)可以實現(xiàn)較好的監(jiān)測。例如對管內(nèi)介質(zhì)的流量還有阻力、工作溫度等均可以利用氣動調(diào)節(jié)閥實施管理與控制?；谄涞闹匾潭?，對產(chǎn)品的質(zhì)量、種類和類型都需實施嚴謹?shù)奶暨x，以盡可能保證自動化過程的正常進行。

具體應(yīng)用在自動控制環(huán)節(jié)中，氣動調(diào)節(jié)閥可能會出現(xiàn)某些故障問題。主要體現(xiàn)在：會存在因為設(shè)備本身問題或材料堵塞導(dǎo)致卡堵現(xiàn)象，通常情況下，在剛投入應(yīng)用或?qū)嵤┐蠓秶拚蟮妮^特殊時間段，較易出現(xiàn)卡堵狀況；設(shè)備和自動化控制過程所要求的標準不一致等情況下，會直接造成閥芯和閥座執(zhí)行得不融合，閉合太松，進而造成閥內(nèi)漏；與此同時，在材料和設(shè)備接觸環(huán)節(jié)中，由于未實現(xiàn)均勻接觸，存在某些位置有某些位置無，某些位置多某些位置少等問題，又因為生產(chǎn)環(huán)節(jié)中比較常見的高溫高壓等因素，提升了材料泄漏的可能性；在氣動調(diào)節(jié)閥的運用中，會存在因為各種因素導(dǎo)致的震蕩現(xiàn)象，除少數(shù)為意外外，絕大多數(shù)震蕩主要是因為氣動調(diào)節(jié)閥和制造的其他配件適配性較低所導(dǎo)致的[1]。為了確保生產(chǎn)制造過程的正常進行，在選擇氣動調(diào)節(jié)閥時，應(yīng)開展全方位嚴苛的衡量，對其品質(zhì)以及與其他配件的適配情況有較好的判斷。在實際使用中，應(yīng)重視對其實施相應(yīng)的安全防護措施，確保其正常運轉(zhuǎn)。

3 氣動調(diào)節(jié)閥的選擇

3.1 類型和結(jié)構(gòu)的選擇

氣動調(diào)節(jié)閥按照其行程一般分為直行程和角行程，按它的結(jié)構(gòu)可分成直連單座調(diào)節(jié)閥、直連雙座調(diào)節(jié)閥、套筒閥、角型閥、膜式閥、翻板閥、球閥等。使用時一定要了解這些產(chǎn)品具有的特性和使用規(guī)范。

直連單座閥：該閥具備泄漏率小、流道復(fù)雜、容許壓力差小、結(jié)構(gòu)簡易，流量系數(shù)好的特征。主要用于作業(yè)壓力差小、外泄標準嚴的地方，不過小規(guī)格的直連單座閥也適用于壓差大的地方，該類閥門被廣泛使用。

直連雙座閥：與單座閥相反，主要用于泄漏標準不嚴格、作業(yè)壓差大的場所，也是運用最普遍的一種閥。

套筒閥：套筒閥分單封密及雙封密兩類，各自等同于單座閥和雙座調(diào)節(jié)閥所適合的場所，套筒閥具備性能穩(wěn)定、拆卸便捷、低噪聲的特征，由于售價相對直通閥貴，而且還要專用的盤繞密封，運用略遜直通閥。

膜式閥：隔膜可以使用防腐材料如PTFE或PFA加工，所以更適合用在強酸性、強堿性等強腐蝕性物質(zhì)的控制，控制效果比直通閥差。

翻板閥：適合用在大口徑、小壓差的場所，當(dāng)口徑超過200mm時，一般使用翻板閥，該閥的控制性及關(guān)閥密封性稍差，一般適用于控制特性要求較低的場所。

氣動球閥：有O型球閥和V型球閥兩種。O型球閥應(yīng)用浮動式構(gòu)造，球芯為精密鑄造件，表面鍍硬鉻處置，閥座應(yīng)用加強聚四氟乙烯，流道規(guī)格與管道口徑一致，流通性能較大，流動阻力很小，關(guān)停時無泄漏，通常做啟閉閥應(yīng)用，尤其適合用在高黏度；V型球閥應(yīng)用固定構(gòu)造，球芯上切有V型開口，可進行剪截含纖維、顆粒物質(zhì)。依據(jù)工藝技術(shù)設(shè)備差異可選擇氣動執(zhí)行器或電動執(zhí)行器，各自構(gòu)成氣動球閥和電動球閥，氣動球閥如需實施比例控制須配定位器，電動球閥如需實施比例控制須選電子式電動執(zhí)行器或配伺服驅(qū)動器等。

3.2 材質(zhì)選擇

在氣動調(diào)節(jié)閥的選擇上先要確認閥門類型，然后對材質(zhì)作出選擇。材質(zhì)挑選環(huán)節(jié)中，要按照實際工程狀況挑選閥體、填充料材質(zhì)。調(diào)節(jié)閥門閥體、填充料質(zhì)地的挑選必須滿足下述幾個標準。

3.2.1 閥體材質(zhì)

耐蝕性、溫度與抗壓等級還有材質(zhì)等條件都需要符合管道材質(zhì)相關(guān)標準。假如閥體材質(zhì)的選取與機器設(shè)備或管道等級不相符合，材質(zhì)要滿足溫壓曲線、設(shè)計值還有工作環(huán)境溫度等條件。

在工作環(huán)境溫度小于-29℃的場所，調(diào)節(jié)閥門閥體材質(zhì)不宜采用鑄鐵。

調(diào)節(jié)閥門內(nèi)件材質(zhì)應(yīng)可以按照實際操作標準，符合耐流體磨蝕和抗腐蝕，而且耐流體在節(jié)流產(chǎn)生多效蒸發(fā)和空化等對閥內(nèi)元件的氣濁損傷的對應(yīng)標準。

當(dāng)用作非腐蝕性流體場所中，可選不銹鋼材料的調(diào)節(jié)閥門。

閥體應(yīng)用環(huán)境假如是腐蝕性很強的流體場所，就需要結(jié)合液體壓力、工作環(huán)境溫度、濃度值和類別等因素挑選適宜的閥體材質(zhì)，并且需要結(jié)合流動速度和流體中氧化物類別來挑選對應(yīng)的耐蝕性的閥體材料。

針對流速大、刷洗比較嚴重的工程狀況，調(diào)節(jié)閥門閥體材質(zhì)宜采用高耐磨材料。

產(chǎn)生多效蒸發(fā)、高壓差及內(nèi)含顆粒狀流體場所，應(yīng)使用加硬質(zhì)地的閥內(nèi)件或閥芯，閥座部位進行固化處理。

3.2.2 填料結(jié)構(gòu)與材質(zhì)

調(diào)節(jié)閥門宜采用一層填充料構(gòu)造，填充料材質(zhì)常溫狀態(tài)下宜用V形聚四氟乙烯，高熱工作環(huán)境溫度超過232℃時宜采用柔韌性石墨填料。

對毒害性比較大或高熱的流體，調(diào)節(jié)閥門填料構(gòu)造宜采用兩層填充料構(gòu)造。

對高毒性、嚴禁外泄及稀缺貴金屬流體的場所，直行程調(diào)節(jié)閥門宜采用波紋管截止閥。

3.3 匹配程度選擇

目前，自動調(diào)節(jié)閥上的定位裝置基板不僅有原來的機械式，而且出現(xiàn)了新的自動化式基板，這類新式基板工作效率高，能愈發(fā)高效地在使用過程中發(fā)揮作用。不過因為這類基板采用自動化的高智能化設(shè)計，非常容易受毀，較大程度的陽光照射就會造成其內(nèi)部元件的毀壞[2]。與此同時，在生產(chǎn)操作過程中，因為氣動調(diào)節(jié)閥的有關(guān)元器件和別的裝置不匹配，極大地提高了材料外泄的可能性。所以在對氣動調(diào)節(jié)閥的挑選上，不能盲目地開展對其標準的設(shè)定，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)實工廠和基本流程的具體狀況予以選擇，更應(yīng)該重視和別的裝置的適配度和契 合度。

3.4 調(diào)節(jié)閥流量特性選擇

3.4.1 根據(jù)調(diào)節(jié)質(zhì)量進行選擇

依據(jù)自動控制理論特性的補償原理，為了能使操作系統(tǒng)擁有良好的控制品質(zhì)，始終想讓全流程放大系數(shù)和開環(huán)放大系數(shù)乘積呈常數(shù)。這就需要選擇適當(dāng)?shù)拈y特性，借助閥所具有的放大系數(shù)變化來實現(xiàn)針對對象放大系數(shù)變化的補償，以此令系統(tǒng)總的放大系數(shù)能夠維持不變。

3.4.2 根據(jù)負荷變化進行選擇

直線閥在小開度時流量變化大，調(diào)節(jié)過于靈敏，易振蕩。在大開度時，調(diào)節(jié)作用又顯得緩慢，易造成調(diào)節(jié)不及時、不靈敏。因此負荷變化大的場合不適合采用直線流量特性的閥門。在等百分比閥臨近關(guān)閉的情況下，其工作呈現(xiàn)較為平穩(wěn)、緩和的狀態(tài)，在臨近全開的時候放大系數(shù)大，靈敏度適當(dāng)，比較適合應(yīng)用在較大負荷變化的場合，是目前使用較為普遍的一種流量特性。當(dāng)行程較小時，快開特性閥的流量較大，其流量大小與行程大小成正比，這類閥通常應(yīng)用于程序控制以及雙位調(diào)整場合。

3.4.3 根據(jù)調(diào)節(jié)對象的特性進行決定

針對具有自平衡能力的調(diào)整對象，通常可以使用等百分比流量調(diào)節(jié)閥，否則就使用直線流量調(diào)節(jié)閥。

4 化工自動控制過程中氣動調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用要求

4.1 參數(shù)穩(wěn)定

應(yīng)該對氣動調(diào)節(jié)閥的主要參數(shù)實施集約化管理和綜合治理，保證工作流量合乎有關(guān)要求，尤其需要說明的是，因為某些外部的客觀原因會對其執(zhí)行功效造成影響，還可能會導(dǎo)致其產(chǎn)生震蕩現(xiàn)象，所以，要求在運用環(huán)節(jié)中，要合理防范大開度操作程序，保證不會產(chǎn)生因震蕩波造成的工作效率降低。換句話說，在實際項目運行環(huán)節(jié)中，要結(jié)合氣動調(diào)節(jié)閥的工作環(huán)境予以特別關(guān)注，構(gòu)建完備的控制措施和管理框架，在保障空氣質(zhì)量參數(shù)相對穩(wěn)定的情況下，增強整個自動調(diào)節(jié)閥的運行能力。

4.2 遵循規(guī)定

對于石化自動化控制項目實施集中研究的過程中，要滿足執(zhí)行層面及管理構(gòu)造的及時性，就需要集約化管理氣動調(diào)節(jié)閥運行的數(shù)值，保證其合乎有關(guān)規(guī)定及標準。企業(yè)在石化自動化控制項目建設(shè)及運行中，也要確保氣動調(diào)節(jié)閥的相應(yīng)參數(shù)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)符合生產(chǎn)流水線真實需求[3]，同時下降自控系統(tǒng)脫離實際標準運行的結(jié)構(gòu)。全面落實氣閥系數(shù)的可靠性和標準度，防范因為數(shù)值不一致造成的工作效率下降，進而進一步完善石化企業(yè)的整體運作效率。換句話說，若想充分調(diào)動氣動調(diào)節(jié)閥的優(yōu)越性和實際價值，在具體管理實踐中，要結(jié)合實際問題構(gòu)建具備實效性的控制措施，保證系統(tǒng)運維構(gòu)造的完整性，提高石化自動化控制項目的現(xiàn)實運作效率。

5 應(yīng)用氣動調(diào)節(jié)閥的注意事項

在氣動調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用上，如果發(fā)生故障，會造成整個控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題。調(diào)節(jié)閥與材料接觸面密切，其功能差對系統(tǒng)的影響巨大，會在很大程度上造成材料外泄，材料外泄容易導(dǎo)致比較不利的影響。因此，對自動化調(diào)節(jié)器作出選擇的過程當(dāng)中，應(yīng)進行全方位嚴苛的考量，此外，在運用環(huán)節(jié)中，應(yīng)對調(diào)節(jié)閥實施及時高效的日常維護，防范可能存在的隱患，確保自動化流程的順暢運轉(zhuǎn)。在維護過程中，應(yīng)重視重點的區(qū)分，對環(huán)境嚴苛、易于存在問題的位置實施高頻查驗，對環(huán)境要求不高的，可適度放松一些對其的監(jiān)控。

一般而言，石化自動化控制中，氣動調(diào)節(jié)閥面對的環(huán)境都比較嚴苛，通常體現(xiàn)為高腐蝕刺激性和高壓狀態(tài)。部構(gòu)造和隔離膜，經(jīng)歷著巨大的長期浸蝕和沖擊，這就使得氣動調(diào)節(jié)閥在運行中的各類故障產(chǎn)生的概率提高。所以在檢驗環(huán)節(jié)中，應(yīng)對其抗壓和耐腐蝕情況進行全面的查驗。對已受到損壞的元器件進行全面的替換，對運轉(zhuǎn)必不可少的別的耗損材料，實施及時供應(yīng)和補充，防止因其耗損導(dǎo)致的元器件毀壞。

在檢查維修人員實施作業(yè)時，工作人員應(yīng)加強協(xié)調(diào)工作，確保工作的圓滿完成。檢查維修人員對氣動調(diào)節(jié)閥實施檢查維修的過程中，應(yīng)對壓力、介質(zhì)源等實施全方位的檢驗，全面了解其運行狀況。對自動控制系統(tǒng)里的密封情況及有關(guān)線路的安全性能，調(diào)節(jié)閥有沒有出現(xiàn)異常的響聲或是振動等狀況進行排查。

在定時檢查維修以后，需對獲得數(shù)據(jù)信息進行全方位詳盡的梳理，為后續(xù)的檢查維修和比較分析提供參考。在具體運行中，有很多偶然事件會對氣動調(diào)節(jié)閥的正常運轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響，因此在運用中，應(yīng)加強定時的檢查維修，主動采取相應(yīng)的預(yù)防措施，減少不必要的財產(chǎn)損耗。

6 結(jié)束語

石化工程中，氣動調(diào)節(jié)閥起到的作用至關(guān)重要，石化自動化控制程度受調(diào)節(jié)閥選擇與應(yīng)用的嚴重影響。所以，在調(diào)節(jié)閥的挑選、安裝及應(yīng)用上一定要符合標準，并對各類影響機制研究分析，讓閥門可以發(fā)揮出最理想的調(diào)節(jié)質(zhì)量?？萍及l(fā)展勢頭持續(xù)加速，石化自動化控制對調(diào)節(jié)閥的需求不斷提升，所以要積極探索調(diào)節(jié)閥在不同環(huán)境下的應(yīng)用，使之穩(wěn)定性和可靠性不斷提高。