涌鑫阀业

ZZYP煤气调节阀卡涩原因分析及改进

　　日照钢铁有限公司动力厂煤气综合利用发电车间现有8台50MW高炉煤气发电机组，总装机容量400MW，是目前国内冶金企业规模最大的高炉煤气综合利用发电厂，配套8台220t/h锅炉，锅炉的燃料就是炼铁生产过程中的剩余煤气。 　　1引言 　　日照钢铁有限公司动力厂煤气综合利用发电车间现有8台50MW高炉煤气发电机组，总装机容量400MW，是目前国内冶金企业规模最大的高炉煤气综合利用发电厂，配套8台220t/h锅炉，锅炉的燃料就是炼铁生产过程中的剩余煤气。为了实现对煤气管网压力和发电负荷的调节，每台锅炉设计有8台煤气调节阀，调节阀直径800mm。阀门工作原理比较简单就是执行机构接受DCS发出的4~20mA电流信号，经过阀门定位器将电信号转换为气压信号，推动活塞气缸动作，从而带动蝶阀阀板动作，改变阀板截流面积，达到调节介质流量的功能。但是在实际使用过程中煤气调节阀各类故障较多，从2010年度检修车间维修记录来看，共计处理煤气调节阀故障问题98台次，其中仪表信号、定位器问题8次，机械卡涩90台次，机械卡涩中仅有3次是填料压盖处过紧，其余的均是在前后轴套处卡涩。 　　以前一旦出现调节阀问题，往往是工艺人员从DCS监控画面发现调节阀的指令与反馈值不对应，联系热工仪表人员，仪表人员检查信号、线路、都正常，再联系机械维修人员将气动执行机构与阀体部件分离，在不带蝶阀阀板的情况下，发出信号与执行机构转动机械位置是一致的。机械人员的处理办法主要是在填料压盖处喷除锈剂润滑，人工加上管钳在轴上加力配合，反复活动。卡涩比较厉害的就用气焊烤轴套处，再严重的就需要停炉在管道上开人孔，大锤敲击阀板，仪表人员配合加大气动执行器气源压力，现场手动控制阀门定位器，协助强制活动阀门，但是以上办法只能解决一时，治标不治本，使用2~3个月后会继续出现阀门不灵活或者卡涩现象。 　　2原因分析 　　我们总结多年使用调节阀的经验，经过细致的研究，总结出造成调节阀卡涩的原因有如下几方面。 　　2.1安装方式不合适 　　现在大都是垂直、正立安装在水平管道上(阀板轴垂直水平面)，这种方法是保证执行机构在煤气管道的上部，但是阀的后轴处于管道底部，煤气管道中的水分、杂质等就会落到或淤积于后轴承处，日久天长将空隙填满，造成腐蚀卡住阀轴。 　　2.2设计结构不合理 　　经过历次解体维修发现，阀板驱动轴的轴套与阀体的间隙处被一些异物充满，有泥渣、水、锈蚀等结垢。而且原设计的轴套长度太大，调节阀的前后轴轴套部位承受阀轴来回转动的摩擦力，随着运行时间的延长，煤气中的粉尘，管道的锈蚀杂质等就容易进入轴套间隙，增大自身转动阻力，逐渐积累的混合物就会将空隙填满，将阀轴、轴套和阀体固化在一体，阻碍阀轴的灵活转动。 　　2.3煤气腐蚀 　　目前国内所有钢厂高炉煤气管道都存在着严重的腐蚀现象，煤气管道受到较强的腐蚀，主要表现在补偿器会经常洞蚀开裂，管路上煤气泄漏、管线上的阀门、减压阀等部件由于腐蚀无法正常运行，高炉煤气的腐蚀性给设备运行和煤气管道带来了严重的安全隐患。 　　我们的煤气管道同样也存在局部腐蚀透漏气和补偿器波纹管处洞蚀滴水的现象，由此可知对阀门影响也是很严重的，为了对煤气腐蚀情况进行分析，我们在发电车间的两路煤气管道处分别取煤气样进行分析化验。 　　表1高炉煤气中的成分分析%VOL 　　高温的H2、CO、H2O等对钢铁亦有相当的腐蚀，由于煤气中含水，特别是发电系统一般都在整个煤气管网的后面或者末端，管道中有着数量较多的冷凝水，经过检测日钢电厂煤气管道中凝结水pH值在5~6左右，电导率在2762μs/cm，此外含有大量铁离子、氯离子、根离子。部分资料显示Cl-和SO42-诱发应力腐蚀，就煤气管道和设备的腐蚀形态而言，主要是非均匀腐蚀，其具体表现形态为：(1)垢下腐蚀，又称缝隙腐蚀;(2)斑点腐蚀;(3)点腐蚀;(4)磨损腐蚀;(5)应力腐蚀。冷凝水的存在对管道具有一定的腐蚀性，电导率越高腐蚀速度越快。煤气介质脏污及腐蚀的特点是造成阀门卡涩的主要诱因。 　　2.4使用不当 　　由于目前煤气调节阀没有投入闭环自动调节运行，阀门依靠运行人员人为通过DCS设定开度进行调节，有时负荷比较稳定，阀板长时间处于某一固定的角度，不经常活动，也容易造成阀门的动作不灵活。 　　3改进措施 　　3.1安装方式 　　安装方式由垂直安装改为水平安装。避免介质中杂质、水分和污垢在重力的作用下沉积到轴套间隙处。 　　3.2降低煤气酸性 　　由于煤气酸性对整个煤气管道系统、大型阀门、补偿器等危害较大，已引起公司高层领导的关注，公司采用了在TRT入口处煤气管道处加喷碱液中和的办法，经过对发电煤气管道中冷凝水取样分析得知其pH值为6左右。 　　3.3对设计不合理的轴套部分进行改进 　　将轴套尺寸缩短，前轴套长度由400减为200，后轴套长度由800减为200。材质方面由不锈钢，根据JB/T1759-2010，改为可铸铜铜合金，牌号为：ZCuSn10Pb1。即使出现缝隙内部轻微结垢现象，由于轴套长度大为减少，所以摩擦力就相应减少了1/2到3/4，阀门动作相对就容易很多。同时也将此项改进建议无偿提供给供货厂家，以后再提报此类阀门备件时，要求厂家按照我们的要求定做。 　　检修检查中还发现，阀轴上部填料压盖过紧，个别的填料压盖螺丝因扭矩过大断裂。通过机加工重新加工压盖时，适当增大间隙，间隙处用黄油灌满，防止漏煤气。 　　3.4工艺方面 　　改进工艺规程，要求司炉人员每班对所有煤气调节阀进行活动试验，并做好表格记录指令与反馈值，防止阀板长时间固定在某一开度下，造成结垢固化抱轴。 　　3.5维修策略方面 　　购置4台备用调节阀，采用替换轮流维修法，就是一旦有停炉机会根据工艺人员活动试验情况，找出卡涩最严重的阀门，进行更换。下线的调节阀进行解体检修改进后，润滑保养备用，以节省停炉时间。 　　3.6润滑维护方面 　　每月对在线运行的煤气调节阀填料压盖，前后轴处加油润滑，做好设备的点检，及时了解设备运行状态。仪控人员做好控制部分(阀门定位器)设备的防雨、防腐，定期检查气源压力，各气源连接部分有无堵、漏现象，及压缩空气品质。 　　另外适当提高压缩气源压力，增大执行机构的输出力。仪表人员通过调节定位器前的减压阀，将压力稳定在0.5MPa左右。每次有停炉大修机会安排清理管道内的淤泥、杂质碎片等，以减少磨损腐蚀。 　　4实施效果 　　通过制定修改工艺规程，使操作人员也时刻关注调节阀的运行状态，达到了全员管理设备的目的，实际上也是状态维修模式的一个尝试。改进后减少了维修量，维修周期平均由原先的2~3个月延长到6~8个月，维修工人的劳动强度大大降低，关键是保证了调节阀的灵活、可靠，为锅炉安全稳定运行提供了设备保障。此种解决办法还可以推广到煤气管道上的其他大型阀门。

现行国家标准目录（阀门）

　　序号 标准编号 标准名称 代替标准编号 采标情况 　　1 GB/T8464-1998 水暖用内螺纹连接阀门 GB8464-87 GB8465.1~.8-87 　　2 GB/T12220-1989 通用阀门 标志 JB106-78 MOD ISO5209-1977 　　3 GB/T12221-1989 法兰连接金属阀门 结构长度 JB97~98-75 JB1686~1688-75 NEQ ISO5752-1982 　　4 GB/T12222-1989 多回转阀门 驱动装置的连接 MOD ISO5210/1~/3-1982 　　5 GB/T12223-1989 部分回转阀门 驱动装置的连接 MOD ISO5211/1~/3-1982 　　6 GB/T12224-1989 钢制阀门 一般要求 　　7 GB/T12225-1989 通用阀门 铜合金铸件技术条件 　　8 GB/T12226-1989 通用阀门 灰铸铁件技术条件 　　9 GB/T12227-1989 通用阀门 球墨铸铁件技术条件 　　10 GB/T12228-1989 通用阀门 碳素钢锻件技术条件 　　11 GB/T12229-1989 通用阀门 碳素钢铸件技术条件 　　12 GB/T12230-1989 通用阀门 奥氏体钢铸件技术条件 　　13 GB/T12232-1989 通用阀门 法兰连接铁制闸阀 　　14 GB/T12233-1989 通用阀门 铁制截止阀与升降式止回阀 　　15 GB/T12234-1989 通用阀门 法兰和对焊连接钢制闸阀 　　16 GB/T12235-1989 通用阀门 法兰连接钢制截止阀和升降式止回阀 　　17 GB/T12236-1989 通用阀门 钢制旋启式止回阀 　　18 GB/T12237-1989 通用阀门 法兰和对焊连接钢制球阀 　　19 GB/T12238-1989 通用阀门 法兰和对夹连接蝶阀 NEQ BS5155-1984 　　20 GB/T12239-1989 通用阀门 隔膜阀 　　21 GB/T12240-1989 通用阀门 铁制旋塞阀 　　22 GB/T12241-1989 安全阀 一般要求 MOD ISO4126-1984 　　23 GB/T12242-1989 安全阀 性能试验方法 　　24 GB/T12243-1989 弹簧直接载荷式安全阀 NEQ JIS8210-1978 　　25 GB/T12244-1989 减压阀 一般要求 　　26 GB/T12245-1989 减压阀 性能试验方法 　　27 GB/T12246-1989 先导式减压阀 　　28 GB/T12247-1989 蒸汽疏水阀 分类 MOD ISO6704-1982 　　29 GB/T12248-1989 蒸汽疏水阀 术语 NEQ ISO6552-1980 　　30 GB/T12249-1989 蒸汽疏水阀 标志 NEQ ISO6553-1980 　　31 GB/T12250-1989 蒸汽疏水阀 结构长度 JB2762-79 NEQ ISO6554-1980 　　32 GB/T12251-1989 蒸汽疏水阀 试验方法 GB4981-85 NEQ ISO6948-1981 　　33 GB/T13927-1992 通用阀门 压力试验 NEQ ISO5208-1982 　　34 GB/T13932-1992 通用阀门 铁制旋启式止回阀 　　35 GB/T15185-1994 铁制和铜制球阀 　　36 GB/T15188.1-1994 阀门的结构长度 对焊连接阀门 JB96-75 JB1686-75 　　37 GB/T15188.2-1994 阀门的结构长度 对夹连接阀门 　　38 GB/T15188.3-1994 阀门的结构长度 内螺纹连接阀门 JB96-75 JB1686-75 　　39 GB/T15188.4-1994 阀门的结构长度 外螺纹连接阀门 JB96-75 JB1686-75

阀门市场新机遇，产业形势大好

　　中国阀门产业发展势头正猛，但在产业形势一片大好的背景下，有些问题也是值得担忧的，尤其是国内阀门企业主要以低层次、小规模、家庭作坊式企业为主。这对于中国阀门行业未来发展是一个很大的限制和瓶颈。 　　由于国内阀门行业起步晚，我国目前还处于发展阶段、低于国外先进水平，好多关键阀门还依赖进口，许多阀门没有核心技术，加上自动化控制水平的限制，在高端阀门技术方面与国外相比有一定差距。另一方面，阀门市场竞争日趋白热化，部分低端阀门产品市场已经趋于饱和，出现供大于求的局面，如何实现阀门行业高低平稳发展俨然成为我国阀门厂家一个最大的难题。 　　当前，中国生产阀门的部分企业已经达到了国际先进水平。尽管中国阀门行业的整体水平有了很大程度的提高，但质量上仍然不够稳定比如跑、冒、滴、漏现象在国产阀门中经常出现。另外，中国阀门的配套能力也与发达国家相比尚存在一定的差距。阀门市场竞争激烈，部分低端阀门产品市场已经趋于饱和，出现供大于求的局面，这使得中小型企业发展越来越艰难。 　　而即使是技术含量比较高的产品在国际市场中的竞争也十分的激烈。当前中国在在阀门市场中，已经能够提供多种产品：比如供热阀，环保用阀、建筑用阀门等。但是在高端阀门领域依然依靠进口，这也是未来中国阀门需要发力突破的领域，才能真正推动中国阀门行业的发展。 　　但从去年开始，高端阀门的国产化之路就变得举步维艰。当前基础件已经成为制约国内制造业向高端化发展的短板，十二五期间中国对高端装备零部件的国产化力度将进一步的加大。中国各子行业中的阀门进口替代可行性差别十分大，高端阀门亟待更多的政策引导及科研扶持。 　　面对阀门行业转型升级成效不显著的局面，原因是多方面的。其中之一是跟我们过去的做法有关。我们注重了产品开发，没注重研究市场，没注重完成产业化。具体点儿说，就是重科技、轻工艺，重开发、轻产业化。咱们的产品表面上看很好，很先进，先进的功能和性能指标都能实现，但是放到用户那用不了多久就出毛病。或者产品本身能用，但是制造成本很高，缺少市场竞争力。当然这种情况的出现，与我们的政策导向也不无关系。一直以来我们更加注重成果和专利的数量，先解决了有和无的问题，填补了许多空白，却没能重视将成果推向市场，形成产业化。

石化行业推动工业阀门和执行器市场

　　全球石油和天然气行业的工业阀门和执行器市场是最大的收入来源。因此，新的石油和天然气田的勘探，与相应的投资增加，主要增长地区的炼油厂和管道，可能有市场前景的高度影响。市场也将受益于需求上升自动化和基础设施的现代化。 　　从Frost&Sullivan全球工业阀门和执行器市场资料战略分析发现，在市场赢得了18.37亿美元的收入在2012年($17.65十亿在2011年基准年的报告)，并估计此，在2016年达到22.10亿美元。 　　Frost&Sullivan的工业自动化和过程控制副研究员尼兰詹保罗指出：“目前，重要的石油勘探活动是发生在非洲，南美，中东和俄罗斯。这些地区，因此，重点是工业阀门和执行器制造商，并提供可持续的增长机会。” 　　在中东，伊拉克正在成为一个主要的市场，各大石油公司。该国预计也将在2012年和2017年之间，新的发电及输配电项目上花费近$27.00十亿。这些趋势标志着伊拉克作为一个重要的工业用阀门和执行器的市场。 　　然而，在北非和中东的政治不确定性影响的石油和天然气工业。这一起制裁伊朗和叙利亚-石油和天然气，发电等行业的主要市场-有可能抑制工业阀门和执行器制造商的收入。 　　在北美和欧洲较为发达的地区，环境立法在塑造的过程中，市场发挥了重要作用。在这里，严格的规定，有可能有一个跨终端用户行业的影响。 　　保罗解释说，“在石油和天然气行业，法规到位，以减少空气污染的目标是减少烟雾形成的挥发性有机化合物(VOC)的排放量，工艺设备，如阀门和执行器的设计将有助于实现工厂排放降低。” 　　即使作为主要??的工业阀门和执行器制造商利用增长机会，看看他们的利润受到挤压价格敏感度高跨终端用户行业。其结果是，公司被迫采取进取的定价策略。 　　“市场可能体验到的自定义适合特定最终用户的行业应用解决方案，需求增加，”保罗，“市场参与者需要满足这样的需求，还解决了其他关键的客户需求，如高品质的售后服务，更短的交货时间。” 　　全球工业阀门和执行器市场的战略分析是工业自动化和过程控制的成长伙伴服务计划的一部分。Frost&Sullivan的研究服务包括：欧洲的控制阀市场，控制阀市场北美，东南亚和澳大利亚，新西兰工业控制阀市场，以及中东的工业阀门和执行器市场。所有研究服务包括在订阅提供详细的市场机会和行业趋势与市场参与者的广泛采访后评估。