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調節閥特性的優化和閥內件改造的探析
閱讀：628 發布時間：2024-2-18
摘 要: 對于汽提塔調節閥在工藝低負荷運行時自動調節不穩定、調節性能差的問題，分析液位控制系統，通過運行參數跟蹤、調節閥的流量系數計算、流通面積復核，根據液位變化特性和控制規律，優化調節閥的流量特性，從線性流量特性改造為近似等百分比流量特性，以達到液位自控穩定的效果。
青海云天化國際化肥有限公司一期尿素裝置于 2010 年投產，采用二氧化碳汽提法工藝，汽提塔液位調節閥為 Fisher 高壓角閥。整套尿素生產工藝對該調節閥的調節性能要求很高，汽提塔液位是否能順利投入自控模式也是重要的工藝指標。
該汽提塔液位調節閥(LV-2202)原設計為線性流量特性，且流通能力過大，造成實際使用開度較小(18% ～22． 4%)。自尿素裝置投產以來，該閥長期處于手動控制狀態，操作頻繁、難以控制，影響尿素裝置穩定運行。為此，在 2018 年大修期間對該閥流通能力進行計算，并對閥芯進行重新設計和加工。優化后，該閥的調節性能有了明顯的改善，在裝置高負荷生產時，汽提塔液位調節可以投入自控模式。
1 工藝流程
合成塔的液相從出液閥(HV-2201)進入汽提塔頂部，經汽提塔內的液體分配器將尿液均勻地分配到每根列管中，并以液膜狀態沿壁往下降，防止 CO 2 氣體竄流到循環系統中。如果液位波動劇烈，超過低限，會出現竄氣現象，導致循環系統超壓;如果液位過高，易造成出液溫度高，使產品縮二脲含量升高。因此，汽提塔液位一般控制在30% ～ 60%，由汽提塔液位調節閥(LV-2202)自動控制完成。汽提塔液位調節工藝流程圖見圖 1。
汽提塔液位調節工藝流程圖
2 控制原理
使用同位素銫 137 配上海伯托 LB 4700T 探測器來測量汽提塔液位 1(LT-2201)，汽提塔有效液位高度為 62 cm，液位有效直徑為 60 cm。在高壓差下，有效液位變化很快，對調節閥的控制要求很高。在正常生產過程中，汽提塔的液位要求在自動控制模式運行［1］ 。在生產工藝穩定的情況下，汽提塔的進出近似平衡狀態，當汽提塔液位 2(LT-2202)測量值低于設定值時，經集散控制系統(DCS)判斷、比較，輸出信號減小 LV-2202 開度;當 LT-2202 測量值與設定值相符時，LV-2202
開度保持不變;當 LT-2202 測量值大于設定值時，輸出信號增大 LV-2202 開度，