樂控儀表（杭州）有限公司分享“調(diào)節(jié)閥在含鹽廢水行業(yè)中的應(yīng)用”

    在含鹽廢水處理行業(yè)中，調(diào)節(jié)閥作為自動控制單元的組成部分，對提高整個裝置的自動化水平有越來越重要的作用。本文介紹了含鹽廢水處理行業(yè)中的自動調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用情況及選型、安裝、調(diào)試原則。

1、前言

    在工業(yè)生產(chǎn)過程中，由于使用了酸、堿等原料，經(jīng)過一系列反應(yīng)后會產(chǎn)生含有較高鹽分的廢水。廢水處理已成為企業(yè)生存的難題，同時也是環(huán)保部門重點(diǎn)關(guān)注的對象。因廢水中含鹽，可以通過處理后得到固體鹽，為增加效益、保護(hù)環(huán)境，越來越多的企業(yè)建造一套合乎自身需求規(guī)模的廢水處理裝置。要保證其裝置的生產(chǎn)工藝過程處于較佳工況，這就給自動化提出了更高的要求。在控制系統(tǒng)方面，就要對其工藝過程中涉及的溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)進(jìn)行適時、準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)控制。對于生產(chǎn)自動化調(diào)節(jié)，一個完善的控制系統(tǒng)，除了指令的產(chǎn)生單元外，還需一個可靠的執(zhí)行單元，那就是本人所需要議論的調(diào)節(jié)執(zhí)行單元。正確選擇調(diào)節(jié)閥對促進(jìn)含鹽廢水裝置的可靠穩(wěn)定運(yùn)行有非常重要的作用。

2、調(diào)節(jié)閥在廢水處理裝置中的應(yīng)用

    隨著近幾年，含鹽廢水裝置的增多，調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用也越來越多，隨著裝置的自動化水平的提高。從原來只對漿料和液位的控制到現(xiàn)在對溫度、壓力、流量、液位及和泵之間的連鎖，從早些時候的幾臺到現(xiàn)在的幾十臺，自動控制水平越來越高。

    隨著新技術(shù)的發(fā)展，提高調(diào)節(jié)特性，調(diào)節(jié)閥也在向著智能化方向發(fā)展。首先體現(xiàn)在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的閥門定位器上，比傳統(tǒng)的閥門定位器相比性能有很大突破，調(diào)節(jié)精度高、線性好。調(diào)試也非常方便，還帶有自檢功能，故障診斷等。電子式電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)也有很大的提高，包括狀態(tài)切換、過載保護(hù)、過熱保護(hù)、閥位反饋、允許堵轉(zhuǎn)、自檢等功能。

    在含鹽廢水行業(yè)中，調(diào)節(jié)閥主要應(yīng)用于介質(zhì)分別為蒸汽、冷凝水、含鹽廢水、離心母液等介質(zhì)上。而含鹽廢水及離心母液等漿料上所含的比例相當(dāng)大。如裝置的進(jìn)料、排料、轉(zhuǎn)料等。相對來說在生產(chǎn)過程中漿料上使用的調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)的故障頻率更高，主要是因?yàn)楹}廢水的一些特性造成的，比如結(jié)晶、腐蝕性強(qiáng)、結(jié)垢等等導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥卡堵腐蝕。輕則導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)精度下降、重則調(diào)節(jié)閥直接卡死無法使用。

    調(diào)節(jié)閥的選型需考慮很多因素，調(diào)節(jié)閥的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)及調(diào)節(jié)閥閥體組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為電動式及氣動式，在含鹽廢水行業(yè)中絕大部分情況下使用氣動式，氣動式調(diào)節(jié)閥相同條件下推力大、防腐安全性能好、結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)。電動式執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)精度高，但價格較高。故對調(diào)節(jié)閥的選型既要考慮實(shí)用性又要考慮經(jīng)濟(jì)性。

    調(diào)節(jié)閥的選型一般按照以下幾點(diǎn)原則進(jìn)行：（1）根據(jù)工藝場合選擇合適的結(jié)構(gòu)閥型、作用方式 、執(zhí)行機(jī)構(gòu)；（2）根據(jù)工藝物料介質(zhì)選擇合理的材質(zhì)；（3）根據(jù)工藝條件、流量大小、壓差高低，計算選擇適當(dāng)?shù)目趶?。下文將重點(diǎn)闡述調(diào)節(jié)閥在閥體結(jié)構(gòu)形式、材質(zhì)、密封、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等方面的選擇。

    調(diào)節(jié)閥按動作形式分為直行程和角行程兩大類。其中直行程包括單座閥、套筒閥等；角行程包括球閥（O型、V型）、蝶閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥等。單座閥和套筒閥適用于干凈的介質(zhì)，泄漏量小，但是單座閥只適用于前后壓差小的場合，而套筒閥適用于前后壓差大的場合。球閥和偏心旋轉(zhuǎn)閥適用于顆粒的流體，泄漏量小適合各類壓差。蝶閥因?yàn)樾孤┝看?，一般適用在低壓差低壓氣體及對調(diào)節(jié)精度要求不高的場合。

    調(diào)節(jié)閥根據(jù)介質(zhì)的壓力，流量、壓差、溫度等使用條件，考慮的綜合參數(shù)量流量系數(shù)KV值。通過流量系數(shù)，查相關(guān)的選型手冊可以得到閥門的口徑。

    材質(zhì)的選擇包括閥體、閥芯、閥座密封材質(zhì)、閥桿。根據(jù)含鹽廢水和離心母液的腐蝕性，閥體閥芯材質(zhì)選用材質(zhì)為316L，閥座密封材質(zhì)為司太萊合金堆焊、閥桿材質(zhì)為316。低壓力蒸汽和冷凝水為干凈的介質(zhì)無腐蝕性閥體閥芯材質(zhì)可以選用碳鋼和304，密封材質(zhì)選用PTFE，閥桿材質(zhì)選用304。

    有等百分比流量特性的調(diào)節(jié)閥在小開度時，調(diào)節(jié)平穩(wěn)緩和；在大開度時，調(diào)節(jié)靈敏有效。故在含鹽廢水裝置中的調(diào)節(jié)閥均采用等百分比流量特性。

    關(guān)于執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇，活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)承壓能力大，可以產(chǎn)生更大的推力和扭矩，活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)還分為單作用和雙作用，單作用汽缸一般用于泄漏低的工況，雙作用氣缸用于泄漏量不高的的工況，從生產(chǎn)工藝上考慮含鹽廢水上的調(diào)節(jié)閥阻力更大，要求泄漏量低，一般選用單作用活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)；低壓蒸汽的調(diào)節(jié)閥因?yàn)樾孤┝恳蟛桓撸话氵x用雙作活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其次活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)還適用于大口徑調(diào)節(jié)閥。薄膜的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，膜片可以做的很大，接受氣壓后，反應(yīng)非常靈敏，閥門動作更快。所以在冷凝水上的調(diào)節(jié)閥因阻力小，所需推力小，一般選用薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，但是因?yàn)楸∧な綀?zhí)行機(jī)構(gòu)膜片薄，不能承受更大的氣壓，一般就是1.4bar或2.8bar，因此薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)廣泛用于中小口徑的調(diào)節(jié)閥。

    閥的結(jié)構(gòu)形式。在含鹽廢水裝置中，在漿料上的調(diào)節(jié)閥我們一般選用角行程球閥（V型）或偏心旋轉(zhuǎn)閥，V型球閥有著很好的截流特性及控制功能，密封好，防堵性能好，有較強(qiáng)的自清洗能力，一般用于連續(xù)調(diào)節(jié)的場合。

3、調(diào)節(jié)閥的安裝

    調(diào)節(jié)閥的水平安裝、垂直安裝兩種方式。水平安裝的閥體上標(biāo)定的介質(zhì)流向與實(shí)際流向要一致。垂直安裝的必須安裝在流體上升的管道上。

    安裝位置盡量接近地面和樓板，標(biāo)高在2米以上的管道要設(shè)置平臺，確保一定的操作和維修空間。

    要盡量避免直接日曬和雨淋。

    要加防震短支撐，避免由于振動引起的損傷。

    在調(diào)節(jié)閥的前后安裝工藝截止閥，并聯(lián)安裝旁通閥。以防止調(diào)節(jié)閥損壞后不能正常生產(chǎn)，也便于檢修。

    安裝氣源管道時，要求氣源潔凈，低點(diǎn)設(shè)置排污，設(shè)緩沖儲氣罐以保正壓力穩(wěn)定；如為電動式，要求電壓穩(wěn)定，防止電磁干擾，由不間斷UPS電源供電。

4、調(diào)節(jié)閥的調(diào)試

    調(diào)節(jié)閥分為單調(diào)和聯(lián)調(diào)。

    單調(diào)為對單一閥門進(jìn)行調(diào)試。檢查調(diào)節(jié)閥是否符合設(shè)計要求。檢查閥芯、閥座的完好性。檢查定位器是否達(dá)到要求，安裝是否符合要求。調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)、調(diào)節(jié)行程達(dá)到工藝要求。定位器上電后是否正常。PLC給出信號，檢查調(diào)節(jié)閥的動作情況。

    聯(lián)調(diào)為根據(jù)工藝要求，能否實(shí)現(xiàn)裝置的連鎖、PID控制等功能，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

    先進(jìn)的閥門單機(jī)調(diào)試，控制信號為4~20mA。再根據(jù)工藝的要求，蒸發(fā)室液位和進(jìn)料調(diào)節(jié)閥形成一個閉環(huán)控制回路。裝置所用系統(tǒng)為PLC系統(tǒng)，蒸發(fā)室液位位號為LT-101，進(jìn)料調(diào)節(jié)閥位號為LV-101，要求控制蒸發(fā)室液位在工藝要求范圍內(nèi)的50%，控制回路為單回路。

5、結(jié)論

    近年來各類調(diào)節(jié)閥高速發(fā)展，閥芯的形式越來越多樣化，調(diào)節(jié)精度和智能化程度越來越高。在現(xiàn)代化工廠的自動控制中，調(diào)節(jié)閥起著非常重要的作用。因此閥門自身的品質(zhì)，對閥門定期的維護(hù)保養(yǎng)是非常重要的。我們在正確選型，應(yīng)用的前提下，才能更好的發(fā)揮調(diào)節(jié)閥的優(yōu)勢，滿足企業(yè)的生產(chǎn)需求。