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化工煉油控制氣動球閥優(yōu)化改進方案 |
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詳細介紹 | ||||||||||||||||
一、化工煉油控制氣動球閥優(yōu)化改進方案引言 定量裝車系統(tǒng)用于煉油廠、化工廠及一些中小型油庫,可滿足各種汽車和火車鶴管定量裝車的自動化控制和管理需求。從開單銷售、提貨、裝車到出庫、核算、報表,每一個環(huán)節(jié)都可以有相應(yīng)的軟硬件功能支持。系統(tǒng)出錯自動報警,操作自動記錄,既可有效防止事故發(fā)生,又能防止操作上的人為錯誤,使操作和管理更完善。 產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)緊湊,密封可靠,維修方便,密封面與球面常在閉合狀態(tài),不易被介質(zhì)沖蝕,易于操作和維修,適用于水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質(zhì),而且還適用于工作條件惡劣的介質(zhì),如氧氣、過氧化氫、甲烷和乙烯等,在各行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。 【產(chǎn)品特點】 1、流動阻力最小,全徑球閥打開時,球體通道、閥體通道和連接管徑相等并成一直徑,介質(zhì)幾乎可以毫無損失的流過; 2、球閥旋轉(zhuǎn)90°即可全關(guān)全開,啟閉迅速。與相同規(guī)格的閘閥、截止閥比較、球閥體積小、重量輕,便于管道安裝; 3、*閥座:聚多年球閥制造經(jīng)驗而設(shè)計的閥座,確保閥門密封,磨擦系數(shù)低,操作力矩小、多種閥座材料、適應(yīng)范圍廣; 4、開關(guān)無誤的手柄:采用扁頭閥桿,與手柄的連接不會錯位,從而保證手柄指示的開關(guān)狀態(tài)與閥一致辭; 5、鎖緊裝置:為防止閥門開關(guān)誤操作,在閥門全開、全關(guān)位置有鎖定孔,確保閥門處于正確的位置; 6、閥桿防飛結(jié)構(gòu):閥桿為下裝式,防止受壓飛出,同時可在火災(zāi)后,與閥體形成金屬接觸,確保閥桿密封; 7、球閥是用帶有圓形通孔的球體作為啟閉件,在閥桿驅(qū)動下球體圍繞閥桿中心作0~90度旋轉(zhuǎn),完成啟閉功能;具有結(jié)構(gòu)緊湊開關(guān)迅速的特點,轉(zhuǎn)動90度,即可關(guān)閉閥門,切斷管路介質(zhì);閥桿為下裝式,杜絕了閥桿穿出的事故發(fā)生,保證了使用安全; 8、改換閥體、球體、密封件的材料可適用于多種工況場合,球閥閥體可以是整體的,也可以是組合式的。 1、 化工煉油控制氣動球閥優(yōu)化改進方案應(yīng)用背景 在化工廠,采用批量控制器對裝車的批次量進行精確控制,利用變頻技術(shù)實現(xiàn)了自動定量裝車,提高了生產(chǎn)的效率。在原料卸車系統(tǒng),積極推進自動卸車系統(tǒng)攻關(guān),以潛油泵綜合保護器、可編程控制器、變頻器等硬件為基礎(chǔ),利用卸車中間罐液位為控制條件,實現(xiàn)了卸車自動開停泵,中間罐液位自動控制,有效防止了卸車液壓泵空轉(zhuǎn)帶來的安全隱患,提高了卸車效率。大力推進儲罐內(nèi)浮盤舌型密封帶、化工磁力泵等新技術(shù)的應(yīng)用,有效減少了產(chǎn)品揮發(fā),降低了產(chǎn)品損耗率,改善了作業(yè)環(huán)境。在鐵路系統(tǒng),進一步完善微機連鎖、調(diào)度集中控制和調(diào)車無線監(jiān)控項目,實現(xiàn)了儲運廠鐵路系統(tǒng)自動化集中控制作業(yè)。通過以上項目的實施,儲運廠形成了具有自主創(chuàng)新水平的化工自動化裝卸車系統(tǒng)、鐵路自動化集中控制系統(tǒng)。 在化工與油品裝車系統(tǒng)應(yīng)用中,由于控制閥的突然開關(guān),容易造成管道中的壓力在一瞬間會突然升高,產(chǎn)生很高的壓力峰值,這種現(xiàn)象稱為“水擊"或“水錘"現(xiàn)象。“水擊"產(chǎn)生的壓力峰值往往比正常工作壓力高好幾倍,且常伴有巨大的振動和噪聲,使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生溫升,有時會使一些液壓元件或管件損壞,并使某些液壓元件(控制閥、流量計等)產(chǎn)生誤動作,導(dǎo)致設(shè)備損壞。因此,在本系統(tǒng)設(shè)計主要目標之一,就是盡可能的消除控制閥的突然開關(guān)而產(chǎn)生的“水擊"現(xiàn)象。除此之外還要求控制閥能達到以下要求: •防止噴濺式進液 •低電壓,低功耗,控制較簡單 •啟閉工作可靠、無泄漏,便于維護 •能較好地解決過沖問題,重復(fù)性誤差小 •能適應(yīng)各種工藝,包括流速不穩(wěn)定的單支和多支管路 •為了保證系統(tǒng)的可靠性,提高裝車精度單套裝車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。 2、化工煉油控制氣動球閥優(yōu)化改進方案概述 2.1、 氣動二段式切斷球閥的作用 氣動二段式切斷球閥可以在打開或關(guān)閉過程中停頓一次,能夠根據(jù)系統(tǒng)要求精確控制流量,尤其適用于化工或油品裝車系統(tǒng)中,例如閥門一次全部打開,開始裝車,當流量接近設(shè)定值時,閥門關(guān)閉到小流量狀態(tài),當達到設(shè)定值時閥門全部關(guān)閉。小流量可以在0~45%之間現(xiàn)場設(shè)定,比如5%,8%,10%,15%等,最終達到精確控制。 2.2、 氣動二段式切斷球閥的組成 氣動二段式切斷球閥一般由單作用或雙作用二段式氣動執(zhí)行器、閥體、減壓閥、隔爆型限位開關(guān)和隔爆電磁閥五部分組成。閥體材質(zhì),法蘭標準,故障位置,電磁閥電壓,防爆等級,電氣接口,防護等級,環(huán)境溫度等技術(shù)參數(shù)*客戶需求。 2.3 、化工煉油控制氣動球閥優(yōu)化改進方案特點 由于該球閥應(yīng)用于比較苛刻的工況場合(化工廠、石油石化等行業(yè)的罐區(qū)或者儲運廠),現(xiàn)場環(huán)境可能有揮發(fā)性排放物、有毒氣體等危險化學(xué)品,使用要求比較高,一般采用防火球閥較多。防火球閥有以下特點: 采用固定球設(shè)計,相對運動部位均采用磨擦系數(shù)極小自潤滑材料,因而操作扭矩小,此外密封潤滑脂的長期密封,從而可以使我們的操作更加靈活。 采用全通徑或縮徑設(shè)計,流通阻力小。增加了預(yù)緊力彈簧,使得球閥具有自動泄壓功能。 每個球閥都有兩個可動密封座,兩個方向都能密封,因而安裝時不須考慮介質(zhì)的流向。 具有防火防靜電結(jié)構(gòu),在閥桿與閥體及閥桿與球體之間設(shè)置導(dǎo)電彈簧,避免靜電打火點燃易燃介質(zhì)。達到API 607/API 6FA要求,確保系統(tǒng)安全。 雙層閥桿填料符合的閥桿泄露測試要求。 耐火結(jié)構(gòu)雙重保護,當萬一發(fā)生火災(zāi)而使密封圈燒損時,球閥的各個密封部位均能形成金屬對金屬的硬密封結(jié)構(gòu)。 自動泄壓結(jié)構(gòu),當滯留在閥門中腔的液體介質(zhì)由于溫度升高而氣化,從而中腔壓力異常升高時,中腔介質(zhì)能依靠本身的推力推動閥座而自動泄壓,從而確保閥門安全。 2.4 、二段式氣動執(zhí)行器工作原理 2.4.1 、二段式氣動執(zhí)行器概述 二段式氣動執(zhí)行器是一種特殊規(guī)格的氣動執(zhí)行機構(gòu),提供了0°、X(5°~85°)和90°的三位式操作方式,中間位置是依靠二個輔助活塞的移動產(chǎn)生的機械制動來實現(xiàn)的,中間位置是可調(diào)的,如90°行程的執(zhí)行器能提供任意中間位置可調(diào)。出廠時中間位置已經(jīng)設(shè)定完畢,如果現(xiàn)場需要調(diào)節(jié),步驟如下: (1)松開二端保護套管; (2)用內(nèi)六角扳手松開銅軸上的定位銷; (3)用手旋轉(zhuǎn)一段銅軸,設(shè)定更小流量,順時針旋轉(zhuǎn)銅軸,設(shè)定更大流量,逆時針旋轉(zhuǎn)銅軸,調(diào)節(jié)后固定緊定位銷,通氣試驗,看是否滿足要求,如果不能,則需反復(fù)調(diào)整幾次,直至滿足要求; (4)在第四項控制步驟,第2步時,用手旋轉(zhuǎn)另一段銅軸,保證二端在第四項控制步驟,第3步都同時緊密頂緊氣缸端蓋,同時受力,旋緊定位銷; (5)蓋好二端保護端蓋。 2.4.2 、雙作用二段式氣動執(zhí)行器工作原理(以氣開為例,氣關(guān)只需把執(zhí)行器調(diào)轉(zhuǎn)180°) 對于雙作用二段式氣動執(zhí)行器,主要是考慮氣源發(fā)生故障時要求閥門保持原位,就選用其作為驅(qū)動部件。 a.、雙作用二段式氣動執(zhí)行器(配2個電磁閥) 控制原理見圖3,以裝車為例,具體過程為電磁閥1帶電,閥門全部打開,進行裝車;當接近設(shè)定值時,電磁閥2帶電,電磁閥1失電(注意電磁閥2帶電3秒后電磁閥1失電),閥門進入小流量狀態(tài);當流量達到設(shè)定值時,電磁閥2失電,閥門全部關(guān)閉。 b、雙作用二段式氣動執(zhí)行器(配3個電磁閥) 以裝車為例,如一開始需要進入小流量狀態(tài),邏輯順序就會比只配二個電磁閥(圖1所示)更為直接,具體過程為電磁閥1和電磁閥2失電,電磁閥3帶電,閥門在小開度運行,進行裝車;當需要全部打開時,電磁閥1和電磁閥3帶電,電磁閥2失電;當裝車差不多時,閥門進入小流量狀態(tài),電磁閥1失電,電磁閥2帶電(注意電磁閥1失電3秒后電磁閥2帶電),當流量達到設(shè)定值時,電磁閥3失電,閥門全部關(guān)閉。 2.4.3 、單作用二段式氣動執(zhí)行器工作原理(以氣開為例,氣關(guān)只需把執(zhí)行器調(diào)轉(zhuǎn)180°) 對于單作用二段式氣動執(zhí)行器,主要是考慮氣源發(fā)生故障時要求閥門關(guān)閉(或者打開),就選用其作為驅(qū)動部件。 控制原理,以裝車為例,如一開始需要進入小流量狀態(tài),具體過程為電磁閥1和電磁閥2同時帶電,閥門在小開度運行,進行裝車;當需要全部打開時,電磁閥1失電,;當裝車差不多時,閥門進入小流量狀態(tài),電磁閥1帶電;當流量達到設(shè)定值時,電磁閥1和電磁閥2同時失電,閥門全部關(guān)閉。 3、化工煉油控制氣動球閥優(yōu)化改進方案 改進方案 3.1、氣動調(diào)節(jié)球閥組成部分 用二段式氣動執(zhí)行器目的其實就是實現(xiàn)小流量調(diào)節(jié),要實現(xiàn)閥門在小開度的自動調(diào)節(jié),只需一個定位器便能實現(xiàn)此功能,該方案就變成由單作用或雙作用氣動執(zhí)行器、閥體、定位器和減壓閥四個部分組成。首先從配置上大大的減少組成部件,減少邏輯順序,避免誤操作,大大提高工作效率。 3.2 氣動調(diào)節(jié)球閥工作原理 a、雙作用氣動執(zhí)行器(配雙作用定位器) 主要考慮氣源故障狀態(tài)時要求閥門保持原位,選用雙作用氣動執(zhí)行器,接受4-20mA輸入信號,即可實現(xiàn)0-100%任意開度的調(diào)節(jié)。 b、單作用氣動執(zhí)行器(配單作用定位器) 主要考慮氣源故障狀態(tài)時要求閥門關(guān)閉(或者打開),選用單作用氣動執(zhí)行器,接受4-20mA輸入信號,即可實現(xiàn)0-100%任意開度的調(diào)節(jié)。 3.3 、調(diào)節(jié)曲線 通常O型球閥作為二位式開關(guān)作用,該方案主要考慮實際使用過程中只是起調(diào)節(jié)流量大小的作用,不要求調(diào)節(jié)特性,所以采用配置定位器模式能*實現(xiàn)小流量調(diào)節(jié)的作用。 4、化工煉油控制氣動球閥優(yōu)化改進方案二段式球閥方案和改進方案(配定位器球閥)對比 隨著自動化程度越來越高,降低人的勞動強度,實現(xiàn)精確控制,提高生產(chǎn)效率是大勢所趨,改進方案將會被越來越的工廠所采用,其相比較常規(guī)二段式球閥方案比較有如下特點: 組成部件少,從而故障率大大減少,成本也隨之降低,性價比高; 改進方案操作方便,可以自動給定任意開度;而二段式球閥的邏輯順序比較復(fù)雜,容易出現(xiàn)誤操作; 小開度的設(shè)定,二段式球閥非常麻煩,需要人工對機械部件進行調(diào)整,尤其對于大的執(zhí)行機構(gòu),比較費時費力; 改進方案維護簡單方便,二段式球閥維護比較復(fù)雜。 5 、化工煉油控制氣動球閥優(yōu)化改進方案結(jié)束語 改進方案(配定位器球閥)經(jīng)過近一年半的運行,在裝車時運行穩(wěn)定、控制精確、操作簡單、維護方便和易于擴展,由此可見改進方案可以有效的替代傳統(tǒng)的二段式球閥方案。其應(yīng)用前景也是非??捎^的。 |