【中国阀门网】  在炼油厂延迟焦化装置水力除焦系统中，除焦控制阀安装在高压水泵出口的高压水上水管上，代替手动操作除焦时泵出口电动阀、焦炭塔顶高压水上水管电动阀和回水管电动阀，对高压水的流向进行控制，实现水力除焦的程序控制。可实现回水管不上焦炭塔，从除焦控制阀回流水出口直接流回高位水罐或沉降池。用小流量低压力的高压水对上水管进行预充满，然后用高压全流量进行除焦，避免水锤现象的产生；在高压水循环时高压水泵处于最小流量状态，减少了高压水泵电机的耗电量。

    1 除焦控制阀的技术条件

    1.1 工艺设计参数

    流量：160m³/h；压力：16MPa；公称直径：150mm；温度：常温；旁流流量：50~75m³/h；预充流量：110~120m³/h；预充压力：小于7MPa。

    1.2 阀体壁厚

    阀体按高压容器筒体设计，壁厚根据《钢制石油化工压力容器设计规定》中推荐的公式计算，其中设计压力取泵在最小流量工况时的出口压力。

    1.3 节流孔板

    节流孔板的压力降按近似穿孔平板格栅计算，根据经过孔板的总压力降确定孔板数及孔径。

    2 除焦控制阀的结构

    该阀由阀体部分和控制部分两大部分组成。阀体部分主要由阀体、阀芯、上下套筒、节流孔板及阀杆等组成。

    1）阀体：阀采用垂直安装结构，阀体由35号锻钢毛坯加工而成，DN100的高压水入口在阀体轴线下方，侧面有两个出口，上部为DN80的旁流出口，下部为DN150的全流出口，阀体法兰采用标准圆形法兰。由于整体锻造时全流出口和旁流出口的法兰不易直接锻造出来，因此阀体采用方形结构，将法兰直接固定阀上，故整个阀体的壁厚就相应较厚。

    2）阀芯：阀芯为空心结构，与阀杆的连接采用台阶通过圆螺母和止动垫圈来压紧，阀座固定在阀芯下部。

    3）上下套筒：上下套筒安装在阀体内，周围固定着节流孔板组。上套筒还设计有螺旋槽，目的是阀芯移动时水流呈旋流状，通过旋流作用，可使阀芯稳定中心，并使阀芯与套筒不发生磨擦现象。

    4）节流孔板：分旁流孔板和预充孔板两组，高压水通过孔板进行节流降压，孔板与孔板之间不得有渗漏，孔板的上下表面粗糙度要有一定的要求。

    5）阀杆：阀杆为两段式，中间靠连接器相接，阀杆的轴向密封采用填充聚四氟乙烯V形填料，阀杆的不平衡力靠阀顶部的气缸来平衡。

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    3 除焦控制阀工作原理

    除焦控制阀安装在高压水泵出口，有三种工作状态和位置即全关、预充、全开。采用气动执行机构驱动，阀由一个双作用气缸和电磁阀控制系统组成。操作控制系统，经两个电磁阀对气源的切换，气动活塞带动阀芯运动，通过全关、预充、全开顺序动作，满足除焦操作的需要，对除焦水进行流向控制。电磁阀控制回路图及原理图如图1，2所示。

    控制过程如下：

    1）全关位置。将开关旋到指向回流位置，电磁阀1得电，气缸上腔与气源接通，下腔通大气，阀芯下行到底，处在全关位置上。阀处在旁流位置，这时全流出口被堵塞，流体只能从旁流孔流出，经旁流孔板降压节流，进入回水管，流回高位水罐进行控制阀循环操作。

    2）预充位置。将开关旋到指向预充位置，电磁阀1失电，电磁阀2得电，气缸下腔与气源接通，上腔通大气，阀芯开始上行，上行约75mm时碰到行程开关，这时电磁阀1也得电，气缸上腔又与气源接通，阀芯就停在该位置。部分高压水预充节流孔板，在预定的低流量、低水压下通过主出口，预充满整个除焦管道。由于在低流速和低水压作用下，管道中的气体通过除焦器喷嘴排出管道处，防止了水锤现象的产生。

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    3）全开位置。当预充完成后，将开关旋到指向全开位置，使电磁阀1失电，电磁阀2仍带电，气缸上腔又通大气，下腔与气源接通，阀芯继续上升至全开位置，切断了旁流出口，高压水经过主出口直接进入除焦管道，去进行钻孔及切焦操作，此时，阀的压降最小。

    除焦结束后，将开关旋到指向回流位置，使电磁阀1得电，电磁阀2失电，阀芯下行，恢复到全关位置上。

    4 使用情况及注意事项

    4.1 使用情况

    除焦控制阀自2002年投入生产使用，至今已安全运行一年多。在使用过程中，末出现因设备发生故障影响装置的正常运行，并且具有以下优点。

    1）简化了除焦工艺流程，实现了一阀多用：在除焦过程中，操作一个除焦控制阀，就可取消原工艺设计中采用的电动闸阀、手动闸阀及管线上的降压孔板，除焦水不设上焦炭塔的回水线，节省了设备投资费用。
    2）操作简单方便。采用气动执行机构驱动，进行水力除焦，减轻了手工操作劳动强度大、阀门多、开启、关闭次数频繁的问题，简化了操作程序。
    3）操作安全、可靠。除焦控制阀在预充工作状态，在低流量、低压力下，部分高压水经节流降压，缓慢充满上水管，防止了水锤现象的产生，高压水泵启动过程中，不会出现因阀打不开造成憋压、停泵的故障。

    4.2 注意事项

    除焦控制阀的控制柜内设有电源接通、断开按钮、控制阀全关、预充、全开旋钮及显示和高压水泵紧急停泵按钮，因此操作要注意下列事项。

    1）除焦控制阀具有全关、预充、全开3种工作状态，改变状态要由手动给出信号；
    2）当除焦完毕后必需将除焦控制阀旋钮旋到全关位置，以保证其处于全关工况；
    3）当进行预充时将旋钮转向预充位置进行预充，预充满后由塔顶上水管的压力开关给出信号，预充满指示灯亮后才可将旋钮转向全开位置；
    4）除焦控制阀的动作条件：除焦器在焦碳塔外，控制阀必须处于全关工况，只有除焦器处于焦碳塔内上下极限之间时除焦控制阀才可进行预充、全开操作。

    5 存在问题及改进措施

    除焦控制阀有阀芯、阀套，装有孔板，且孔径大小不等，首级节流孔板只有4mm，除焦水中带有的固体颗粒直径大于4mm时，容易堵塞，需抽出孔板进行清理，但维修难度较大。为此在除焦控制阀前加一个过滤器，防止除焦水中所含的粉焦颗粒堵塞孔板而引起高压水管道振动。由于阀芯和阀套常年处在除焦水浸泡之中，因此阀芯和阀套在材质加工处理上进行防锈处理。电磁阀使用的气源应进行除尘、除水、除油等净化处理。同时，除焦控制阀气动执行机构，气缸与活塞之间磨擦阻力较大，需提高缸体加工精度，减小阻力。

(来源：黄卫华)