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為提高參加2013年注冊(cè)化工工程師考試的考生的復(fù)習(xí)效率,有針對(duì)性的進(jìn)行各科目的復(fù)習(xí),本文將主要針對(duì)化工工程師考試科目《專業(yè)基礎(chǔ)》相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的講解,希望可以在考試路上祝您一臂之力!
3、旋轉(zhuǎn)閥的應(yīng)用趨勢(shì)
(1)自動(dòng)閥代替手動(dòng)閥已成為工業(yè)應(yīng)用的趨勢(shì)
隨著世界范圍內(nèi)流程工業(yè)自動(dòng)化程度的提高,對(duì)自動(dòng)和調(diào)節(jié)型旋轉(zhuǎn)閥的需求不斷增加,同時(shí)手動(dòng)閥需求減少。這使今后閥門應(yīng)用技術(shù)開發(fā)的重點(diǎn)應(yīng)在于閥的執(zhí)行器和定位器上,以使閥門能夠連接到個(gè)人計(jì)算機(jī)、PLC、DCS系統(tǒng)。如采用數(shù)字定位器通過提高控制閥的精度來提高閥門的控制性能,成功的應(yīng)用有如果將ND800數(shù)字定位器用于旋轉(zhuǎn)控制閥,就能夠使工藝參數(shù)的可變范圍提高50%,再通過與控制閥的特性閥門定位器的電子特性的匹配來進(jìn)一步提高控制的性能。典型應(yīng)用有采用HART網(wǎng)的Field Browser軟件。
與切斷閥相比,控制閥更適用于連續(xù)生產(chǎn)過程。通過調(diào)節(jié)功能,控制閥能夠根據(jù)輸入?yún)?shù)來改變流量的大小以保持設(shè)定值不變。在許多情況下,切斷閥和控制閥二者均需要,如在煉油廠中,1/4旋轉(zhuǎn)切斷閥被用作安全切斷閥。一個(gè)控制閥通常與兩個(gè)切斷閥一起使用,當(dāng)拆卸控制閥時(shí)起到隔離和切斷物流的作用。
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)將會(huì)逐步取代氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),因?yàn)殡妱?dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不需要安裝和維護(hù)供管線和壓縮機(jī),可以和定位器聯(lián)系更緊密,而且可以避免將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為氣信號(hào)。
旋轉(zhuǎn)閥的其它發(fā)展方向是通過改進(jìn)閥座的設(shè)計(jì)及閥座的材質(zhì)來提高閥的性能,減少閥的外泄漏等。具有控制和定位作用的智能閥門,會(huì)隨著制造商降低成本和生產(chǎn)企業(yè)提高生產(chǎn)效率的需求使得市場(chǎng)變得越來越廣泛。
(2)代替直行程閥門的趨勢(shì)
因?yàn)樾D(zhuǎn)閥在許多情況下可以替代直行程閥門(如閘閥),與直行程閥門(如閘閥)相比,旋轉(zhuǎn)閥具有許多優(yōu)越性(見本文第1部分)。特別是隨著凈化空氣行動(dòng)(CAA)修正案的實(shí)施,防止閥門外泄漏變得越來越重要。1990年提出的CAA修正案包括了189種揮發(fā)性有毒空氣污染源(VHAPs),其中有150種是揮發(fā)性的有機(jī)化合物(VOCs)。1997年4月通過的最新的CAA修正案,除了包括前版修正案中的泄露檢測(cè)及修復(fù)(LDAR)方案外,還包括質(zhì)量改進(jìn)方案。
CAA修正案增加了使用直行程閥門的化工公司、煉油廠及其它使用閥的生產(chǎn)企業(yè)在防止閥門外泄漏上的投入。CAA修正案及其引起的控制外泄漏的結(jié)果,促使手動(dòng)閥、自動(dòng)閥、控制閥的供應(yīng)商采用新的技術(shù)來設(shè)計(jì)閥門,以減少閥門的外泄漏。減少閥門外泄漏的關(guān)鍵在于閥門填料系統(tǒng)的材質(zhì)。聚四氟乙烯(PTFE)和石墨是閥填料系統(tǒng)的兩種常用材料,為了減少閥門的外泄漏,許多供應(yīng)商將全氟高彈性體和部分聚四氟乙烯及石墨結(jié)合起來用于閥門的填料系統(tǒng)。全氟高彈性體填料系統(tǒng)比聚四氟乙烯填料系統(tǒng)的壓緊力要大,但石墨填料系統(tǒng)的壓緊力比全氟高彈性體填料系統(tǒng)高好多倍。壓緊力大會(huì)導(dǎo)致閥桿的磨損和損壞,從而引起閥門外泄漏。總的來講,采用旋轉(zhuǎn)閥是減少外泄漏的有效措施,即旋轉(zhuǎn)閥有代替執(zhí)行程閥門的趨勢(shì)。
根據(jù)美國(guó)閥門制造商協(xié)會(huì)(Valve Manufacturer Associate VMA)市場(chǎng)份額排列也可以說明這一趨勢(shì):根據(jù)VMA提供的數(shù)據(jù),美國(guó)1996年球閥、工業(yè)蝶閥和柱塞閥的裝船量(VMA特別記錄了球閥、工業(yè)用蝶閥和柱塞閥的裝船量,除此之外,VMA將自動(dòng)閥作為另一類別進(jìn)行追蹤,沒有單獨(dú)記錄1/4旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)閥的銷售量,而是將其歸入自動(dòng)閥這一類。VMA提供的是美國(guó)供貨商裝船量的數(shù)據(jù),包括出口但不包括進(jìn)口)共10.4億美元,這個(gè)數(shù)量包括手動(dòng)閥和自動(dòng)閥,但不包括調(diào)節(jié)閥。球閥所占百分比最大,占總量的54.2%,工業(yè)蝶閥占26.2%,其余19.6%的份額為柱塞閥(參見表一)。
表一 美國(guó)1996年手動(dòng)和自動(dòng)球閥、工業(yè)蝶閥和柱塞閥的裝船量
類型 銷售額(百萬美元) 所占百分比
球閥 565.5 54.2 %
工業(yè)蝶閥 273.0 26.2 %
柱塞閥 204.0 19.6 %
4、旋轉(zhuǎn)閥的應(yīng)用
(1)在煉油廠調(diào)和系統(tǒng)中的應(yīng)用
對(duì)于煉油廠中的調(diào)和系統(tǒng),為了提高調(diào)和的質(zhì)量,往往要求各種參與調(diào)和的油品必須精確高速地被注入與切斷,這往往要求采用有較高切斷率的控制閥,以便不論各流路的流量是多少都能夠提供精確的液體摻混。傳統(tǒng)的直行程閥或截止閥不再適應(yīng)煉油廠中的這種應(yīng)用情況,旋轉(zhuǎn)閥由于其本身具有上文描述的優(yōu)勢(shì),從而可以在這種應(yīng)用場(chǎng)合下提供更高的性能價(jià)格比。給用戶的長(zhǎng)期運(yùn)行帶來較大的收益。
(2)旋轉(zhuǎn)閥在我廠中應(yīng)用廣泛
具體應(yīng)用1: 焦化車間4路輻射進(jìn)料控制閥改為旋轉(zhuǎn)閥。
焦化車間原設(shè)計(jì)為雙座閥,由于焦化的輻射進(jìn)料含有大量的焦粉顆粒,并且溫度高、流速快,對(duì)控制閥產(chǎn)生很大的沖刷,控制閥的閥芯、閥座很快就被沖刷壞,漏量嚴(yán)重,不能控制,一個(gè)新的控制閥僅能運(yùn)行3個(gè)月;后來將控制閥該為套筒閥,情況有所改觀,一個(gè)新控制閥能運(yùn)行5各月。1997年9月我們將控制閥該為FISHER旋轉(zhuǎn)閥,由于旋轉(zhuǎn)的具有抗氣蝕能力,有效的克服了介質(zhì)的沖刷,1998年10月我們檢查了其中的一個(gè)控制閥,閥芯、閥座完好。四個(gè)控制閥一直使用至今。
具體應(yīng)用2:南蒸餾減壓爐3路進(jìn)料。
原設(shè)計(jì)減壓爐3爐進(jìn)料為套筒閥,由于進(jìn)料含有渣油、雜質(zhì),經(jīng)常將控制閥堵住,且溫度高、易凝結(jié),給儀表維護(hù)帶來大量的工作,1998年6月將3路進(jìn)料該為FISHER旋轉(zhuǎn)閥,由于旋轉(zhuǎn)閥具有較強(qiáng)的流通能力,克服上述問題,運(yùn)行正常。
具體應(yīng)用3:催化渣油回?zé)捒刂崎y。
催化渣油回?zé)捒刂崎y原設(shè)計(jì)為套筒閥,由于渣油回?zé)捴泻写呋瘎瑢?duì)控制閥的沖刷嚴(yán)重,控制閥不能正常使用,一個(gè)新的控制閥進(jìn)能運(yùn)行6個(gè)月,1998年6月將控制該為FISHER旋轉(zhuǎn)閥,使用至今。
具體應(yīng)用4:催化氣壓機(jī)放火炬。
催化氣壓機(jī)放火炬原采用700閘板閥,缺點(diǎn)是開關(guān)速度慢,泄漏量大,后采用三偏心蝶閥,開關(guān)速度小于10秒,密封可做到5級(jí)。
這樣的具體應(yīng)用有許多,不再一一列舉。
5、結(jié)論
隨著煉化裝置一體化和煉油化工裝置規(guī)模大型化,生產(chǎn)過程對(duì)于儀表及控制系統(tǒng)的精度和適應(yīng)性要求越來越嚴(yán)格,作為控制系統(tǒng)中的核心部件執(zhí)行元件—控制閥,其性能與質(zhì)量對(duì)于石油化工廠的經(jīng)濟(jì)效益的影響越來越大。無論是為了將來擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模還是提高控制質(zhì)量(如上先進(jìn)控制或優(yōu)化控制等),都要求我們?cè)谶x用控制閥時(shí),不僅要考慮建設(shè)期的一次性投資,而且更要注重生產(chǎn)期的運(yùn)行成本。隨著旋轉(zhuǎn)閥的特點(diǎn)日益為人們認(rèn)識(shí)與接受,其必將會(huì)在國(guó)內(nèi)的日益大型化的煉油及化工裝置中獲得越來越廣泛的應(yīng)用。
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(責(zé)任編輯:中大編輯)
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