第十六章 特阀分解

第十七章特阀第十七章特阀1 概述随着炼油化工装置运行的长周期化、加工原料的劣质化及催化剂的硬质化，对高温大口径阀、火炬放空阀等特殊阀门的要求越来越高：耐高温、耐磨、高可靠性，控制系统灵敏高、精确度高、线性度好等。

特殊阀门的失效将造成装置停车或者其它安全事故，因此保证特阀的长周期、稳定、安全、优质运行极其重要。

特阀一般包括气动蝶阀、气动连锁切断阀、滑阀、阻尼单向阀、烟机入口蝶阀、烟机旁路阀，放火炬阀等。

1.1结构原理及零部件1.1.1烟机入口调节蝶阀烟机入口调节蝶阀是不锈钢阀体、三偏心阀板、阀板弹性密封圈、STELLITE硬质合金堆焊阀座圈，双泵互联电液控制执行机构，可实现角度精确控制、并在0.8秒内迅速关闭阀门。

下图为控制机构外形图和弹性圈金属硬密封结构图。

图1 阀体总图速关弹簧液压活塞图3阀板与阀体密封点结构3 阀板密封圈； 8 缠绕垫片； 9 定位螺栓；9a 垫片； 5 阀座密封圈图4 电液执行控制箱外形图1.1.1.1控制执行机构参数及液压控制流程图执行机构参数如下表：图5 蝶阀液压控制流程图543 电动油泵 379 单向阀 358 过滤器及压差报警 395 压力控制阀 523压差开关(可设定) 519 压力开关(可调) 33 储能器 526 双向流量调节孔板 518电液伺服阀 399 电磁阀 424 电磁换向阀 460手操液压切换阀 537 液压导向阀 5 手摇液压泵站 41 阀位传感器及限位开关954 控制、信号、显示及报警模块 1 速关弹簧液压执行机构 560 油位开关1.1.1.2控制面板指示及操作控制操作面板如下图所示。

现场控制操作面板的面板上设有LED (分别指示状态和报警)，和两个显示窗 (显示位置设定值和阀位或组态变量)。

所有控制系统上内容可通过防爆机柜柜门上的窗口和面板观察而不需要打开机柜。

就地-关机-遥控（LOCAL -OFF- REMOTE）选择器，可切换成就地控制、CCR操作或停止状态。

当选择器在REM (遥控位) 时，执行机构由控制室送出的4-20 mA 位置给定信号控制。

当选择器在 LOC(就地位)，执行机构由两个按钮控制开和关。

当选择器在在 OFF（关机位），执行机构不工作，但此时可以用、和三个按钮组态控制系统的所有参数。

图6 控制操作面板PUMP1/OFF/PUMP2 选择器：当选择器在PUMP1 位则泵1 运行，当选择器在PUMP2 位则泵2 运行。

当选择器在OFF 位时，液压泵不运行，“被选泵故障”和“泵故障”（如有）报警清除。

SELECTED PUMP FAILURE被选泵故障指示灯：当电机运转时液压压力低并保持一个可设定的时间，该灯亮。

运行的电机停止另外一个电机启动，监视继电器断电。

POWER电源指示灯OIL LOW PRESSURE油压低指示灯CLOGGED FILTER油过滤压差大指示灯OIL HIGH TEMP油温高指示灯1.1.1.3液压控制箱看窗及显示控制箱看窗如下图所示，内设有电源卡、控制卡和显示卡。

●显示卡上数字显示：阀位开度%、阀位置设定值；●显示卡上指示灯显示：阀门全开、全关位或正在执行开或关的操作；●ESD 控制信号带电时灯亮；●紧急电磁阀带电励磁(工作) 灯亮；●检测到位置偏差大于4% 时报警灯亮；●检测到比例阀故障报警灯亮；●检测到调节阀位信号丢失时灯亮；●当检测到设定信号丢失时灯亮；●当检测到软件程序故障时灯亮；●当检测到电子故障时灯亮。

图7 控制箱看窗1.1.2滑阀1.1.2.1阀体单动滑阀的阀体结构为三通结构；双动滑阀的阀体结构为四通结构。

阀体内部衬有龟甲网双层衬里。

采用锅炉钢板或容器钢板组焊而成，阀体与相邻接管的连接采用同类材料焊接方式。

图8 双动滑阀的阀体结构1.1.2.2阀盖阀盖采用组焊结构，材质与阀体相同。

阀盖内表面衬有龟甲网隔热衬里。

阀盖连接采用标准圆形法兰结构，配用标准带加强环缠绕式垫片，具有受力均匀，密封可靠的特点。

阀盖上的填料函，采用串联双填料密封结构，即在一个填料函内串联装入两组填料，内侧为备用填料，外侧是工作填料。

在阀门正常调节状态下，可方便的更换外侧的工作填料，确保滑阀长周期安全运行1.1.2.3节流锥节流锥为高温合金钢铸件，内表面衬有龟甲网耐磨衬里，节流锥下端直接与阀座圈相连，可自由地膨胀伸缩。

1.1.2.4阀座圈滑阀的阀座圈为高温合金钢铸造结构；阀座圈的阀口四周上表面衬有耐磨衬里。

阀座圈与阀板相对滑动的二个衬里表面，烧结后均进行磨削加工。

1.1.2.5阀板滑阀的阀板为高温合金钢铸造结构；阀板的上表面衬有龟甲网耐磨衬里，阀板与导轨相对滑动面堆焊硬质合金耐磨层。

阀板与阀座圈相对滑动的衬里表面，烧结后均进行磨削加工。

1.1.2.6导轨为高温合金钢锻造结构，与阀板相对滑动面堆焊硬质合金，并开有V型槽，以防止催化剂在导轨面上沉积。

减少了蒸汽吹扫管线的设置，避免了蒸汽长期吹扫将导轨及阀板头部吹扫崩溃现象，延长了导轨的使用寿命，确保了滑阀的长周期安全运行。

1.1.2.7阀杆为高温合金钢锻造结构，与阀板连接的头部采用T形接头和后密封台肩于一体的圆柱形球面连接形式，阀杆与阀板的连接采用间隙配合，以适应阀板随节流锥、阀座圈热胀冷缩时的位移。

阀杆过流部分碰焊镍基硬质合金。

结构特点阀体为厚壁高温合金钢板组焊结构，内部采用无衬里或有衬里的结构形式。

阀体与管道采用法兰连接或焊接结构，具有受力均匀，密封可靠的特点。

阀板为铸钢件蝶形结构,经高温稳定化处理，极大的提高了阀门的抗磨损、抗冲蚀性能。

阀杆为高温合金钢锻造结构，经固溶稳定化处理。

部分表面堆焊钴铬钨硬质合金。

1.1.3 双偏心蝶阀目前应用最广泛的双偏心蝶阀。

其结构为阀轴心既偏离蝶阀中心，也偏离阀体中心。

其密封结构相当于一个球体放在圆锥里，取球体的一部分作为阀板的密封面，取正圆锥面的一部分作阀座密封面。

从理论上讲，球体密封面是比较理想的密封形式，但其加工难度随着阀门口径的增大变得更为困难。

1.1.4三偏心蝶阀三偏心硬密封蝶阀是在双偏心结构的基础上使阀板的中心位置再增加一维空间的偏转，使形成三维偏心结构的蝶阀。

它保留了双偏心蝶阀的优点，同时又减小了驱动力矩。

采用先进的工装与加工工艺，确保定位和加工精度，三偏心蝶阀密封等级可以达到5级以上，泄漏量为气泡级。

另外，三偏心蝶阀的密封是一种渐进结构，当密封面磨损后，能靠阀板的推进进行补偿，阀门仍能保持良好的密封性能。

1.1.5阻尼阀阻尼阀主要用于炼厂催化裂化装置主风机总管及出口管路上，它是一个带有阻尼机构的单向阀，其主要作用是防止事故状态下发生逆流，以保护主风机。

该阀阀板采用双偏心结构，使阀板在气流作用下，产生足够的开启力矩，迅速关闭阀门。

阀体为厚壁优质碳素合金钢板（Q235-A），组焊结构，阀体与管道采用圆法兰连接，配用标准带内外加强环缠绕式垫片。

具有受力均匀，密封可靠的特点。

阀座圈为厚壁优质碳素合金钢板（Q235-A），与阀体采用组焊结构，精密加工；阀板为铸钢件（ZG25）。

阀杆为锻件，材料为（40Cr），经调质处理。

1.1.2特阀配套系统1.1.2.1液压系统液压系统由油箱、泵电机组、集成油路Ⅰ、集成油路Ⅱ、蓄能器组和伺服油缸组件等组成。

工作原理与主要结构1 、工作原理电液执行机构位移控制工作原理如下：如图1所示，该执行机构位移控制系统是由电气控制系统、电液伺服阀、伺服油缸、手动机构、液压油源和位移传感器等组成的一个电液位置伺服控制系统。

其中电气控制系统是将输入信号与反馈信号进行比较，比较后的偏差信号加以放大和运算，输出一个与偏差信号成一定函数关系的控制电流，输入电液伺服阀的力矩马达线圈中驱动伺服阀；电液伺服阀是电液转换、液压放大的流量控制元件；伺服油缸是执行元件；滑阀是控制对象；位移传感器是反馈测量元件；液压油源是系统的动力部分。

图1 电液执行机构系统控制原理图电液执行机构工作原理如下：远程发出的4～20mA 控制信号和位移传感器传来的4～20mA 阀位信号，被WINDOWS控制器同步实时采集，在WINDOWS 内部进行比较、PID 运算和功率放大，最终输出电液伺服阀SV 的驱动电流，驱动伺服阀阀芯动作，产生液压流量，控制油缸动作，并通过位移传感器POT形成位置闭环，最终使阀位处于稳定位置。

本地调节控制过程基本一样，只是本地控制信号由WINDOWS 控制器内部产生。

2 、主要结构如图2电液执行机构总示意图所示，QZZX电液执行机构是由电液控制系统、手动机构和伺服油缸等部分组成的一个独立驱动控制装置。

电液控制系统由液压系统、电气控制系统、框架组成。

液压系统由油箱、泵电机、双联过滤器、集成油路Ⅰ、集成油路Ⅱ、集成油路Ⅲ、蓄能器和伺服油缸等组成。

A 液压系统中使用的液压元件代号、名称和功能如图3液压系统流程图所示，液压系统各元件代号、作用和工作状态如下：R1 油箱，贮存液压油。

LT 油量油温计，观察油箱液位高低及油液温度。

FT1& FT1′泵吸入口过滤器，保证吸油清洁度，防止油泵污染。

TS& LS 液位温度开关，油箱中液位及温度超过极限值时报警，常开触点。

CW 油箱外置热交换器，调节油温，通冷却水。

AV 空气滤清器，过滤空气和油箱加油。

M1、M2 防爆电机，驱动液压泵，其中一台工作时，另一台为备用。

P1、P2 变量柱塞泵，提供工作介质—压力油，有限压变量功能，其中一台工作时，另一台备用。

CV1、CV1＇单向元件，防止压力油倒流至变量柱塞泵P1、P2。

MV1、MV1＇插入式截止阀，双联过滤器切换操作用，与CV2、CV2＇共同截止油路，需要更换FT2、FT2＇滤芯时使用。

FT、FT＇双联过滤器，一组操作时另一组备用或同时使用，用MV1、MV1＇可实现切换操作。

在系统正常运行过程中，可实现不停机滤芯更换。

PDI 压差发讯器，当滤油器进出口压差超过极限值0.35MPa时，提供滤油器差压高报警，常开触点。

PI1 、PI2 压力表，指示泵出口压力。

CV2、CV2＇插入式单向阀，防止压力油倒流回滤油器FT、FT＇。

PI5、PI6 压力表，指示油缸进出口的压力。

A1 辅助蓄能器，吸收液压系统压力脉动，补充系统工作油液，容量50升。

A2 备用蓄能器，为快速回路补充油液。

MV6、MV7 两位三通阀，正常操作时切至进油储能位，需小闭环过滤循环、A1、A2卸压或放油维修时切入回油通路。

CV4 单向阀，防止正常操作时A2备用蓄能器的油液进入主油路。

CV3 单向阀，防止压力油倒流至辅助蓄能器A1、A2。

RV 溢流阀，限定系统最高压力，超压时开启卸荷。

PTI1 压力传感器，检测泵出口压力。

PTI2 压力传感器，检测系统压力。

PTI3 压力传感器，检测ESD回路进口压力。

MV8 三位四通手动换向阀，手动液压操作控制阀，正常操作时处于中封位。