聚甲醛装置中调节阀的选型和应用

    聚甲醛在化学上又叫聚氧化亚甲基树脂，由于聚甲醛良好的机械性能，优良的自润滑性以及突出的耐疲劳性，现在已经成为替代如铝，铜等金属材料的理想的工程塑料。随机化工行业的不断发展，我国对聚甲醛的需求也在不断的增加，加强发展聚甲醛工业也是刻不容缓。然而，在我国，有关聚甲醛自动控制的能够实现的项目不多，其相关的安全系数低也比较低，而调节阀的选择和使用是控制聚甲醛安全生产的一个重要环节。

    在化工生产中，调节阀主要用于化纤装置，乙烯装置，聚丙烯装置，炼油装置等中，特别是现在我国对聚甲醛需求量的加大，其在聚甲醛装置中的应用也越来越多。作为自动控制中重要终端执行的组成部分，调节阀是直接和工艺介质接触的控制机构，调节阀需要对抗磨损，腐蚀，需要承受着流体的冲涮和压力。为了达到聚甲醛生产的安全性和精确性的要求，调节阀的型号，性能等显得尤为重要。特别是在面对长期的机械疲劳，强大的化学腐蚀的相关影响下，其调节阀的性能也会不断的下降从而影响聚甲醛的精确的生产控制。因此，在聚甲醛化工生产中，需要加强对调节阀的选型和应用。

    2 聚甲醛装置中调节阀的选型

    在调节阀的选用中，根据聚甲醛的生产工艺要求，需要首先考虑能否达成相应的工艺目的。因此，在选择调节阀时，需要首先要收集有关聚甲醛的完整的工艺流体的相关物理特性参数，例如成分，密度，温度，流量等，同时也要考虑到调节阀的工作条件，以免恶劣条件下，调节阀性能的快速丧失。同时，在调节阀选型过程中，应该要满足控制要求，特别是长期稳定使用的要求。因为，整定调节回路的相关参数非常耗时费力，并且调节阀的流量特性一般情况下做不到理想曲线，这就要求在一旦选择使用了相关的调节阀，就不能经常替换掉。在聚甲醛工艺中，需要稳定精确的对塔板的温度进行控制，从而保证精馏塔的高效率，最终得到纯度较高的产品。因此，在调节阀的选用过程中，为了避免聚甲醛蒸馏过程中，回路温度过高，流量加速过快，造成调节阀振荡，需要对调节阀的阀芯采用V－PORT阀芯的设计，这样有利于提升控制品质。同时V－PORT阀芯的设计的调节阀具有不对称结构，使得其震动性小，可以保持阀芯的稳定，从而延长使用寿命。

    在有机化工装置中，通常都包含有多种有毒介质。特别是在在聚甲醛装置中，经常包含有甲醛，二氧五环等典型的有毒介质。因此，从环保和安全的角度来看，要保证低泄漏率。为做到这一点，需要着重考虑调节阀的泄漏源。调节阀的泄漏源主要为阀杆与填料间隙，所以必须与填料有一定间隙才能保证阀杆动作自如。通过选用采用波纹管密封设计的调节阀可以解决这个问题，通过加载波纹管检漏装置，可以保证阀门的安全性，从而维护人身及环境安全。在调节阀的材料选择上，也需要考虑抵抗有毒物质侵蚀的能力，否则容易造成调节阀的过早老化或损坏。

    另外，在调节阀的选型过程中，调节阀也必须为夹套阀。由于三聚甲醛作为合成聚甲醛的主要原料，必须将提浓至99．99%。这种原料，如果遇冷就会结晶，并且会有有生成多聚甲醛的副反应，这种反应是不可逆的。因此，调节阀也必须为夹套阀，在其夹套管，伴随75℃热水从而防止三聚甲醛遇冷结晶。

    在满足了从工业角度考虑调节阀的选型外，还需要特别考虑阀门的工作状况和使用寿命。关于阀门的选择，除了计算其开度、噪声等相关结果外，还需要计算阀门出口流速的值，一般原则上，阀门出口的液体流速不应大于3m/s，相应的有关蒸汽气体的流速则不能大于3Mach。所以，在调节阀的选型的过程中，假如忽略了流速的值而仅仅只是考虑到了开度和噪声的话，那么流速过高会造成阀门内件的不同程度的损害，这样也就无法保障阀门的使用寿命。

    3 聚甲醛装置中调节阀的应用出现故障及对策

    3.1 出现的故障

    调节阀在聚甲醛装置的具有应用中，会出现几种比较典型的故障阀：1）因阀杆长短不对而造成的内漏。尽管在选型的过程中考虑到了阀杆的长短问题，但是实际应用过程中还是会出现阀杆太长而气关阀阀杆太短，又或者阀杆向下或向上的距离不够等现象，这样使得阀座和阀芯里面存在有空隙，而组合聚甲醛的有毒物质会通过这些缝隙而泄露出来。2）填料泄漏。出现调节阀填料泄漏的主要原因是在填料被装入填料函以后，由于受到压盖对其轴向施加的压力，而造成填料的泄露。因为填料的塑性，在受到轴向压力后会将其转化为径向力，从而与阀杆紧密接触，然而这种接触是一种非常不均为的接触，有的部位接触的比较紧，但是有的部位接触的却比较松，而且很有可能有的部位甚都没有接触上。因此，在调节阀在使用过程中，随着温度，压力的升高加大，阀杆同填料之间会相对的运动，调节阀填料函因此会出现部分泄漏的现象，这跟聚甲醛的化学特性也是密切相关的。3）阀体或阀门内部件磨蚀。出现调节阀阀体或阀门的磨蚀的主要原因是聚甲醛在形成液体的情况下，其流速太高，而且液体中还时常伴有颗粒空带或闪蒸，这就造成阀体或阀门受到流体的不断撞击，而造成其内部结构的损坏或磨蚀。4）出现调节阀振荡，其原因：主要是调节阀的弹簧刚度不足，而聚甲醛的蒸汽流冲击很到，造成调节阀输出信号不额稳定，这种不稳定带来的急剧变动特别容易引起调节阀振荡。5）阀门动作迟缓或缓慢。这主要的原因是填料摩擦较大、其材质容易变质老化；特别是聚甲醛装置的使用过程中，其活塞执行机构摩擦过大而且轴承摩擦力大，从而造成阀门动作迟缓或缓慢。

    3.2 应对策略

    根据聚甲醛装置中调节阀应用过程中容易出现的故障，有一些应对策略：1）针对阀杆长短不对而造成的内漏，可以缩短或者延长相应的调节阀阀杆的长短使得阀杆长度合适，而不再出现内漏现象。2）针对填料泄露的现象，为使聚甲醛中调节阀的填料装入方便，可以通过填料函顶端的倒角，在其相应的底部设置相对间隙较小而又可以耐冲蚀的金属保护环，这样就可以防止填料被聚甲醛介质气体的压力而推出，特别是在填料函的相关各部位和其直接接触的金属表面需要相应的精加工，从以减少填料额磨损。另外，在调节阀的填料选择中，可以选择具有摩擦力小，气密性好的调料，这样可以保证填料密封的可靠性和长期性，从而减少或避免调节阀填料泄露的现象。3）对于阀体或阀门等部件磨蚀，可以选择耐腐蚀材料，特别是在调节阀阀体或阀门的选择中应该要坚决剔除麻点、沙眼等缺陷的产品。若阀体，阀门的磨损不太严重，经过细砂纸研磨来消除痕迹。4）针对调节阀振荡现象，可以选用大刚度弹簧，来改用活塞执行，其结构管道、基座剧烈震动也可以通过增加支撑消除振动干扰等，在具体的聚甲醛装置中，也要结合其他情况综合考虑。

    4 总结

    针对聚甲醛装置的工业方面的要求，调节阀的选型和应用涉及的知识面比较广泛，考虑的因素也比较多。要做好其相关的选型工作，不仅需要在选型和安装考虑周全，而且要结合聚甲醛装置的实际使用经验来综合分析判断，根据聚甲醛的化工生产方面的特性，将理论和实践科学地结合起来。通过采取适当的处理、改进办法，掌握调节阀的相关性能，提高其维护水平，将大大降低故障率，对聚甲醛流程工艺的生产效率和相应的经济效益的提高都有着重要的作用。通过本文对聚甲醛和调节阀的相关概念的介绍以及调节阀的选型和应用的分析，希望在对化工领域中聚甲醛的生产有所帮助。