气动调节阀在氢气压缩机运行中的故障及消除.doc

气动调节阀在氢气压缩机运行中的故障及消除
　　1、阀门振动的原因
　　烧碱装置氯氢处理工序氢气压缩机厂房内共有5台水环式氢气压缩机，每台氢气压缩机电动机功率为220kW，转速为1485r/min。在运行过程中产生的位移为1.9μm，加速度为0.37m/s2，速度0.12mm/s。氢气压缩机本机回流阀安装在水环泵的顶端横管中央位置，距离地面垂直高度2.5m，阀门口径为100mm，事故状态下打开。氢气压缩机本机回流阀随氢气压缩机成套提供，采用ALP-1000RS定位器、PBUA100执行器，气源管为Ф8不锈钢管。水环泵产生的振动经管道传输到顶端气动调节阀，在阀门上呈现出的振动被放大。经测定，阀门定位器产生的位移为26.1μm，加速度为2.57m/s2，速度0.57mm/s。只要氢气压缩机处于运行状态，阀门定位器上的振动将会持续。长此以往，定位器反馈杆将断裂，严重时气源管脱落。
　　2、对阀门的改造
　　阀门的振动由氢气压缩机产生，因此应首先解决氢气压缩机振动大的问题。重新对电动机和水环泵进行找正，并紧固电动机的地脚螺栓，使位移和加速度均在指标以内。另外，对阀门定位器反馈杆和气源管进行改造以增强阀门的抗振能力;并增加保位阀，使其在阀门气源管脱落时保持运行时的阀位。
　　2.1 定位器改造
　　出厂时，阀门使用的定位器为ALP-1000RS，定位器与气缸之间用5mm粗的反馈杆连接，反馈杆顶端套丝与扁平连接板用螺丝固定，螺母连接处为薄弱环节，振动断裂均在此处，并且出现定位器和气缸连接螺母松动的情况(见图1)。　　

　　为了解决反馈杆断裂和连接螺母松动问题，将ALP-1000RS定位器更换为SVP3000智能定位器。其特点在于反馈杆可以采用两道螺母背锁，从而将反馈杆牢牢固定在气缸上，定位器和气缸之间的连接螺母更加牢固，增强了抗振动能力。另外，定位器因为更换为智能型，增加了阀门的调节精度。图2为改造后定位器安装示意图。
　　2.2 气源管改造
　　氢气压缩机上安装的气动调节阀采用不锈钢管作为气源连接管，气源管不断受到压缩机振动和连接件惯性摆动产生的扭力，因振动强度大，且持续振动，气源管经常脱落。为彻底解决该问题，将不锈钢管更换为PU管。其使用压力可达0.5～1.5MPa，环境温度达到-25～70℃，并且其具有较强的耐磨性、耐老化性，以及耐扯断性能，因此完全可以作为非腐蚀环境下振动设备气源的连接。连接时，将PU管用快速直通气管接头连接在定位器和气源过滤减压阀之间。

　　2.3 增加保位阀
　　气动保位阀是阀位保护装置。当仪表的气源压力中断，或气源供给系统发生故障时，气动保位阀能自动切断调节器与调节阀气室，或定位器输出与调节阀气室之间的通道，使调节阀的阀位保持原来的控制位置，以保证调节回路中工艺参数不变。故障消除后，气动保位阀立刻恢复正常位置。图3为气动保位阀的结构示意图。

　　当气源信号进入气室B时，作用在比较部件上的力与弹簧的作用力进行比较。正常状态时，膜片比较部件的推力大于给定的弹簧力，此时平板阀芯抬起，打开喷嘴，通道处于正常工作状态。当气源发生故障使供气中断时，气室B的压力下降，在弹簧力作用下，平板阀芯盖住喷嘴，切断了气室A与输出口的通道，即将气动执行机构的气室密封，使调节阀的工作位置保持在原来的位置，起到保持阀位的作用。
　　2.4定位器、保位阀、空气过滤减压阀与气缸的连接
　　为了尽可能避免振动导致阀门失控的情况，必须减少气缸上附件的安装数量和连接点。因此，只将定位器与气缸固定连接，将保位阀和空气过滤减压阀安装在固定支架上，以保证气缸缸体上的振动不传导到其他附件，减少振动产生的不良后果。图4为定位器、保位阀、空气过滤减压阀与气缸的连接示意图。
　　3、巩固措施
　　设备正常运转后，须定期进行维护保养：
　　①定期切换氢气压缩机，检查本机回流阀定位器反馈杆;
　　②切换氢气压缩机时，切断气源，检查保位阀工作情况;
　　③定期检查本机回流阀定位器紧固螺丝;
　　④定期检查气源管是否漏气。
　　4、结语
　　采取以上措施后，未再出现定位器反馈杆断裂、气源管脱落导致阀门失控的情况，确保了生产系统的稳定运行。