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孟祥斌 史云飛
大慶石化公司水氣廠脫鹽水車間擔(dān)負(fù)著為腈綸廠、化工一廠、化工二廠、塑料廠、銷售處、化工廠等裝置供應(yīng)一、二級(jí)脫鹽水的任務(wù)。其水質(zhì)合格率的高低直接影響各裝置產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。而酸濃度計(jì)控制率是影響水質(zhì)合格率高低的一個(gè)重要因素。酸濃度控制得好，再生后，床體出水水質(zhì)就好。酸濃度過高，不但易與陽床Ca+2反應(yīng)結(jié)成塊狀硫酸鈣，從而失去交換作用，床體再生效果不好，造成水質(zhì)合格率降低，造成酸的浪費(fèi)。酸濃度過低再生不充分，出水合格率同樣降低，且會(huì)造成水、時(shí)間、能源的浪費(fèi)。通過調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2004年1～4月酸濃度控制率一直處于70%以下，這嚴(yán)重威脅著生產(chǎn)。為解決這一生產(chǎn)瓶頸問題，筆者通過對(duì)影響酸濃度控制率主要參數(shù)調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)和性能的認(rèn)真分析，科學(xué)地對(duì)閥體部件的一些參數(shù)進(jìn)行修正，科學(xué)地對(duì)閥門定位器進(jìn)行更換。
1 脫鹽水裝置工藝原理流程簡述
本裝置使用工業(yè)水場低硅水，經(jīng)泵升壓后進(jìn)入高效過濾器、活性過濾器，先除去水中懸浮物和雜質(zhì)；后進(jìn)入陽雙室沸騰浮動(dòng)床，除去水中Na+、K+、Ca2+等陽離子；再進(jìn)入除碳水箱除去水中CO2；后進(jìn)入陽雙室沸騰浮動(dòng)床，除去水中SO42－、Cl－、NO3－、SiO32－等陰離子，從而除去水中鹽份；從陰床出水一部分進(jìn)入一級(jí)水箱形成一級(jí)水外送，其控制指標(biāo)為：水電導(dǎo)率≤1×10-3s/m，SiO2含量≤0.1mg/L。另一部分進(jìn)入混床，在陰陽樹脂作用下進(jìn)一步除去水中鹽離子，從混床出來后形成二級(jí)水進(jìn)入二級(jí)水箱外送，其控制指標(biāo)為：水電導(dǎo)率≤5×10-5s/m，SiO2含量≤0.02mg/L。
2 酸濃度控制原理
根據(jù)工況要求，將酸濃度設(shè)為某一定值，通過調(diào)節(jié)器自動(dòng)控制調(diào)節(jié)閥的開關(guān)來控制濃度值的變化。當(dāng)酸濃度值低于設(shè)定值時(shí)，
閥門開大增加進(jìn)酸量；當(dāng)酸濃度值高于設(shè)定值時(shí)，閥門關(guān)小減少進(jìn)酸量。
3 閥門的結(jié)構(gòu)和性能
(1) 原閥門結(jié)構(gòu)的技術(shù)參數(shù)（如表1所示）
表1 原閥門結(jié)構(gòu)的技術(shù)參數(shù)
(2) 閥門性能和使用情況
酸濃度調(diào)節(jié)閥ACIC-805、ACIC-806自2002年初更新投入使用后，閥門靈敏性一直不是很高。在現(xiàn)有環(huán)境和設(shè)計(jì)參數(shù)的影響下，到2004年4月，ACIC-805閥已經(jīng)達(dá)到閥桿動(dòng)作閥芯不動(dòng)作的嚴(yán)重程度，這顯然已失去了調(diào)節(jié)作用。ACIC-806閥閥芯和閥桿動(dòng)作不成比例，造成調(diào)節(jié)滯后，而工藝人員被迫用手閥看液位，憑經(jīng)驗(yàn)操作。
(3) 閥門結(jié)構(gòu)和性能分析
為了徹底解決調(diào)節(jié)閥靈敏性差和使用壽命短這一問題，筆者對(duì)調(diào)節(jié)閥閥體各部件參數(shù)進(jìn)行了認(rèn)真的研究和分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有6個(gè)原因?qū)ζ溆杏绊憽?/SPAN>
? 閥桿短，實(shí)際行程超閥芯運(yùn)動(dòng)范圍；
? 閥桿限位臺(tái)尺寸不對(duì)。當(dāng)閥芯運(yùn)動(dòng)到頂部時(shí)限位臺(tái)還有5mm的運(yùn)動(dòng)量；
? 閥桿螺紋為M10×10，閥芯為四氟材質(zhì)，連接強(qiáng)度低；
? 閥門上蓋平面壓在四氟閥芯上，將內(nèi)孔壓變形使閥芯抱住閥桿增加運(yùn)動(dòng)阻力，對(duì)校驗(yàn)工作影響很大；
? 閥與閥座之間有塊狀物，閥芯、閥座磨損，影響閥門流量特性和密封性；
? 相對(duì)小行程調(diào)節(jié)閥而言，閥門定位器不易校準(zhǔn)，其死區(qū)、滯環(huán)給閥的靈敏性帶來一定的影響。
4 解決方案
通過對(duì)閥體各部件參數(shù)測量和科學(xué)分析計(jì)算，筆者決定對(duì)部分參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，方案如下：
(1) 改造部件
? 閥桿長度、限位臺(tái)及直徑
本閥門為氣開閥，沒有氣的時(shí)候閥應(yīng)為關(guān)閉狀態(tài)。因原閥桿短，在無氣時(shí)不能關(guān)閉閥，經(jīng)測量在原桿120mm的基礎(chǔ)上加長14.5mm，保證關(guān)閉時(shí)有20kPa的力作用在閥座上。
? 限位臺(tái)長度的確定
當(dāng)閥芯處于壓縮狀態(tài)時(shí)，限位臺(tái)應(yīng)頂?shù)缴祥y蓋的限位臺(tái)上，為確保閥芯的壽命，防止閥芯與閥桿的連接螺紋損壞，閥桿的限位臺(tái)在實(shí)測的基礎(chǔ)上加1.5mm，閥芯壓縮長度為5mm減去1.5mm，實(shí)際壓縮量為3.5mm，閥芯在自由狀態(tài)下最大伸長量為10mm，閥芯實(shí)際行程為13.5mm。
? 閥桿限位臺(tái)部直徑的確定
原閥桿限位臺(tái)部的直徑為14mm，閥芯的直徑為14mm，當(dāng)壓緊閥上蓋時(shí)，閥芯內(nèi)徑變形，尺寸變?yōu)?/SPAN>13.5mm，緊緊抱住閥桿，此狀態(tài)容易磨壞閥芯。在閥門校驗(yàn)時(shí)，因閥桿運(yùn)動(dòng)慢容易造成行程到位的錯(cuò)覺，影響閥門的正常使用，所以將限位臺(tái)的直徑定為13.3mm，這樣就可以保證閥桿的自由運(yùn)動(dòng)。
? 閥桿的螺紋度尺寸確定
原閥桿與四氟閥芯連接螺紋為M10，長度10mm。因四氟軟，容易造成變形和損壞，故將閥桿的螺紋長度由10mm改為18mm，這樣增大了接觸面，有效防止因螺紋變形和損壞原因造成閥芯損壞。
? 上閥蓋密封面尺寸確定
上閥蓋平面在四氟閥芯上，使閥芯密封面向水平中心變形，它改變了閥芯內(nèi)孔尺寸，影響正常使用。為了防止在水平方向上過度變形，現(xiàn)將上閥蓋密封面加工一個(gè)2mm的圓孔，在上閥蓋壓在四氟閥芯上時(shí)，增加了閥芯的垂直方向變形，減小了水平方向的變形。
(2) 氣轉(zhuǎn)換器的更換
筆者通過分析認(rèn)為用電氣轉(zhuǎn)換器代替閥門定位器，能克服閥門定位器對(duì)于小行程調(diào)節(jié)閥死區(qū)、滯環(huán)帶來的影響，更合理的與閥輸入信號(hào)匹配，使調(diào)節(jié)閥的靈敏性顯著提高。
(3) 改造前后閥體部件對(duì)比圖
如圖1所示。
5 實(shí)際應(yīng)用情況
通過上述方法，2004年5月筆者成功地解決了影響脫鹽水裝置生產(chǎn)的瓶頸問題。酸濃度控制率一躍超過99.6%，
圖1 改造前后閥體部件對(duì)比圖
水質(zhì)合格率也大幅度提高。
(1) 有形效益（人民幣）
年節(jié)酸效益為12萬元（按三天一個(gè)周期節(jié)約酸0.5噸，每噸2000元計(jì)算）。
年節(jié)能效益為1.2萬元（按一個(gè)周期省水電能耗100元計(jì)算）。
合計(jì)年效益為：13.2萬元。
(2) 無形效益：按年避免出現(xiàn)2次質(zhì)量事故計(jì)算，其效益是不可估量的。
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)