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一、程控閥在PSA工藝中的應用
(一)PSA工藝對程控閥的要求
(變壓吸附)PSA是一個近似等溫變化的物理過程,它是利用氣體介質中不同組份在吸附劑上的吸附容量的不同,在一定工作條件下進行選擇性吸附,采用降壓使吸附劑獲得再生。在生產過程中要求周期性的切換閥門,且閥門數量多,動作頻繁,人工操作是無法進行的。由于PSA裝置工藝的特殊性,為保障裝置長周期穩定可靠運行,程控閥必須滿足以下要求:
1.密封性能好,經常受周期頻繁動作而保持不泄露。
2.閥門開關速度要快,隨閥門通徑不同其啟閉時間應小于3秒。
3.具備雙向耐壓性和抗高速氣流沖刷性能。
4.根據工藝要求,易實現調節功能和閥位狀態現場指示及遠傳等功能。
(二)程控閥在PSA裝置中的作用
PSA裝置是一套高度自動化的裝置,每一個吸附塔都必須經歷吸附(A)、一均降(1L)、順向放壓(PP)、二均降(2L)、逆向放壓(L)、沖洗(P)、二均升(2H)、終充(FH)等工序,而這些工藝步驟正是通過程控閥的切換得以完成的,此時程控閥就如同裝置的心臟,頻繁、穩定、順序的啟閉,以保證工藝的順利運行及產品連續穩定輸出。
二、程控閥系統組成及工作原理
(一)程控閥結構特點
氣缸中密封圈采用耐油橡膠O型圈,密封性能好,易更換維修;閥門具備雙向耐壓性和抗高速氣流沖刷性能,具有較高的硬度及機械強度,經常進行周期頻繁動作而保持不泄漏;閥門開關速度快(啟閉時間DN150一下≤2s,DN150以上≤3s);可以實現遠程控制,集中控制和自動控制;可根據不同的使用條件,選配不同內徑及行程的氣(液)缸,適用范圍廣。
現以我公司采用的西南化工研究設計院開發的ZSPJ型氣動截止閥為例進行說明,該閥采用多彈簧薄膜式氣動執行機構,配以二位四通電磁換向閥,當DCS發出高電平信號時,通過電磁閥切換氣路,輸入0.4~0.6Mpa空氣信號,使膜片推動托盤和閥桿,向下動作,推動閥芯關閉閥門,同時反饋桿在閥桿帶動下使干簧開關斷開;當DCS無信號輸出時,電磁閥失電,氣路切換使氣缸內作用氣體通過放空口排出,執行機構由于彈簧初始預緊力,帶動閥桿、閥芯復位,閥門打開,同時,反饋開關閉合。這樣管道內的輸送介質便可在程序控制下流通和切斷。而反饋開關的通機通斷反映出閥門啟閉狀態,并傳送控制室,以便監測。
三、常見故障現象、原因分析及解決措施
(一)故障現象:DCS顯示閥位反饋報警
1.原因分析:閥檢錯位,由于閥芯旋轉,帶動反饋連桿產生偏移。
解決措施:校正反饋桿位置,并緊固。
2.原因分析:反饋回路安全柵壞。
解決措施:更換安全柵。
3.原因分析:電磁閥失電或線圈燒壞造成閥門不動作,與控制室閥位不相符。
解決措施:檢查失電原因,更換配電回路保險管,若線圈燒壞,則需更換電磁閥。
4.原因分析:氣源壓力不夠,閥門動作不到位造成。
解決措施:檢查氣路,排除漏點。
(二)故障現象:程控閥外漏
原因分析:外漏,外漏在現場使用中很少發生,一般在年度大修時根據情況更換。
解決措施:可用便攜式可燃氣檢測器排查。
1.填料函與閥桿處泄漏,填料壓蓋子螺栓擰緊力不夠,均勻擰緊各螺栓;填料失效,換填料。
2.閥蓋連接法蘭處泄漏,螺栓擰緊力不夠,均勻擰緊各螺栓;密封件失效,更換密封件。
(三)故障現象:程控閥內漏
原因分析及措施:
1.平衡缸處O型圏損壞造成內漏,需更換0型圈。
2.氣缸儀表空氣壓力小于0.4MPa,閥門關不到位造成內漏,檢查調整執行機構氣壓到0.4~0.6MPa范圍。
3.閥芯處密封墊片損壞造成。吸附劑泄漏進入管道,或吸附劑粉化進入工藝管道,粘附在密封片上,氣液局部沖蝕造成閥芯密封片損壞,需要在操作中調控好工作壓力或檢查過濾網,若確已損壞,則需更換之。
4.密封面失效,研磨密封面。
5.閥門流向裝反,閥門重新安裝。
(四)故障現象:閥門關閉不到位
原因分析及措施:
1.密封件磨損,增加關閉行程。
2.驅動裝置限位失靈,調整限位擋塊。
3.驅動裝置力量不夠,增大驅動裝置型號。
(五)故障現象:閥門打不開
原因分析及措施:
1.管路介質壓力太大,配安全閥。
2.驅動裝置出故障,修理驅動裝置。
3.驅動裝置力量不夠,增大驅動裝置型號。
四、使用過程中的注意事項
1.注意現場使用環境,尤其是電磁換向,閥位檢查器的防水、防潮。
2.所用氣源必須清潔、干凈,最好含帶少量霧化油,以減輕氣缸對頻繁運動的活塞和薄膜片之間相互摩擦。
3.在裝配時,截止閥氣缸、平衡缸、填料函等運動部件處應抹上少許黃油,以延長該處密封圈、墊的壽命。
4.通過控制室監視與現場巡檢,對發現的異常情況要及時判斷和處理。
5.做好易損件(如填料、密封圈)的備件工作,在連續使用一個大修周期后,視情況加少量黃油養護或更換之。
五、結語
由于在日常維護中對程控閥系統突發故障,能夠快速判斷原因,并及時消除故障,同時在年度大修中對程控閥進行了認真檢查與養護。自1999年以來,我廠從根本上杜絕了由于程控閥故障引起停車等事故的發生,有效保證了PSA工藝生產的穩定運行。
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