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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負著為腈綸廠、化工一廠、化工二廠、塑料廠、銷售處、化工廠等裝置供應一、二級脫鹽水的任務。其水質合格率的高低直接影響各裝置產品質量的好壞。而酸濃度計控制率是影響水質合格率高低的一個重要因素。酸濃度控制得好，再生后，床體出水水質就好。酸濃度過高，不但易與陽床Ca+2反應結成塊狀硫酸鈣，從而失去交換作用，床體再生效果不好，造成水質合格率降低，造成酸的浪費。酸濃度過低再生不充分，出水合格率同樣降低，且會造成水、時間、能源的浪費。通過調查數據顯示，2004年1～4月酸濃度控制率一直處于70%以下，這嚴重威脅著生產。為解決這一生產瓶頸問題，筆者通過對影響酸濃度控制率主要參數調節閥結構和性能的認真分析，科學地對閥體部件的一些參數進行修正，科學地對閥門定位器進行更換。
1 脫鹽水裝置工藝原理流程簡述
本裝置使用工業水場低硅水，經泵升壓后進入高效過濾器、活性過濾器，先除去水中懸浮物和雜質；后進入陽雙室沸騰浮動床，除去水中Na+、K+、Ca2+等陽離子；再進入除碳水箱除去水中CO2；后進入陽雙室沸騰浮動床，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入一級水箱形成一級水外送，其控制指標為：水電導率≤1×10-3s/m，SiO2含量≤0.1mg/L。另一部分進入混床，在陰陽樹脂作用下進一步除去水中鹽離子，從混床出來后形成二級水進入二級水箱外送，其控制指標為：水電導率≤5×10-5s/m，SiO2含量≤0.02mg/L。
2 酸濃度控制原理
根據工況要求，將酸濃度設為某一定值，通過調節器自動控制調節閥的開關來控制濃度值的變化。當酸濃度值低于設定值時，
閥門開大增加進酸量；當酸濃度值高于設定值時，閥門關小減少進酸量。
3 閥門的結構和性能
(1) 原閥門結構的技術參數（如表1所示）
表1 原閥門結構的技術參數
(2) 閥門性能和使用情況
酸濃度調節閥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。在現有環境和設計參數的影響下，到2004年4月，ACIC-805閥已經達到閥桿動作閥芯不動作的嚴重程度，這顯然已失去了調節作用。ACIC-806閥閥芯和閥桿動作不成比例，造成調節滯后，而工藝人員被迫用手閥看液位，憑經驗操作。
(3) 閥門結構和性能分析
為了徹底解決調節閥靈敏性差和使用壽命短這一問題，筆者對調節閥閥體各部件參數進行了認真的研究和分析，結果發現有6個原因對其有影響。
? 閥桿短，實際行程超閥芯運動范圍；
? 閥桿限位臺尺寸不對。當閥芯運動到頂部時限位臺還有5mm的運動量；
? 閥桿螺紋為M10×10，閥芯為四氟材質，連接強度低；
? 閥門上蓋平面壓在四氟閥芯上，將內孔壓變形使閥芯抱住閥桿增加運動阻力，對校驗工作影響很大；
? 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；
? 相對小行程調節閥而言，閥門定位器不易校準，其死區、滯環給閥的靈敏性帶來一定的影響。
4 解決方案
通過對閥體各部件參數測量和科學分析計算，筆者決定對部分參數進行改進，方案如下：
(1) 改造部件
? 閥桿長度、限位臺及直徑
本閥門為氣開閥，沒有氣的時候閥應為關閉狀態。因原閥桿短，在無氣時不能關閉閥，經測量在原桿120mm的基礎上加長14.5mm，保證關閉時有20kPa的力作用在閥座上。
? 限位臺長度的確定
當閥芯處于壓縮狀態時，限位臺應頂到上閥蓋的限位臺上，為確保閥芯的壽命，防止閥芯與閥桿的連接螺紋損壞，閥桿的限位臺在實測的基礎上加1.5mm，閥芯壓縮長度為5mm減去1.5mm，實際壓縮量為3.5mm，閥芯在自由狀態下最大伸長量為10mm，閥芯實際行程為13.5mm。
? 閥桿限位臺部直徑的確定
原閥桿限位臺部的直徑為14mm，閥芯的直徑為14mm，當壓緊閥上蓋時，閥芯內徑變形，尺寸變為13.5mm，緊緊抱住閥桿，此狀態容易磨壞閥芯。在閥門校驗時，因閥桿運動慢容易造成行程到位的錯覺，影響閥門的正常使用，所以將限位臺的直徑定為13.3mm，這樣就可以保證閥桿的自由運動。
? 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，它改變了閥芯內孔尺寸，影響正常使用。為了防止在水平方向上過度變形，現將上閥蓋密封面加工一個2mm的圓孔，在上閥蓋壓在四氟閥芯上時，增加了閥芯的垂直方向變形，減小了水平方向的變形。
(2) 氣轉換器的更換
筆者通過分析認為用電氣轉換器代替閥門定位器，能克服閥門定位器對于小行程調節閥死區、滯環帶來的影響，更合理的與閥輸入信號匹配，使調節閥的靈敏性顯著提高。
(3) 改造前后閥體部件對比圖
如圖1所示。
5 實際應用情況
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比圖
水質合格率也大幅度提高。
(1) 有形效益（人民幣）
年節酸效益為12萬元（按三天一個周期節約酸0.5噸，每噸2000元計算）。
年節能效益為1.2萬元（按一個周期省水電能耗100元計算）。
合計年效益為：13.2萬元。
(2) 無形效益：按年避免出現2次質量事故計算，其效益是不可估量的。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號