調(diào)節(jié)閥填料的使用狀況及特點(diǎn)

    目前,中石油烏魯木齊石化分公司化肥廠在線運(yùn)行的調(diào)節(jié)閥1150 臺(tái)左右,其特點(diǎn)為高溫、高壓、有毒有害介質(zhì)較多。烏石化化肥廠調(diào)節(jié)閥常用的填料一般分為: ①聚四氟乙烯“V”填料:其特點(diǎn)為潤滑性好,有*的抗化學(xué)腐蝕性能,物理性能和化學(xué)性能穩(wěn)定,是一種很好的密封材料。缺點(diǎn)是耐溫差,不能用于200 ℃以上的高溫,也不能用于熔融狀態(tài)的堿金屬以及高溫的氟、氟化氫等介質(zhì)。②石棉2聚四氟乙烯填料:把浸漬有聚四氟乙烯的石棉壓制成環(huán)或編制盤根。使用時(shí)加入適當(dāng)?shù)臐櫥突虻V物脂,可用于高溫、高壓。③石棉2石墨:一般用于高溫、高壓和非腐蝕介質(zhì)系統(tǒng),但必須安裝注油器以便注油潤滑。一些增強(qiáng)型的石棉2石墨填料耐高溫、高壓（35MPa 、600 ℃） 。④石墨環(huán)填料:石墨填料是一種新型填料,具有密封性好、潤滑性好、化學(xué)惰性強(qiáng)、耐腐蝕、耐高低溫（ -200～600 ℃） 等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是不能用于強(qiáng)氧化劑。
    石墨環(huán)填料從結(jié)構(gòu)上分為絲狀石墨、片狀石墨和彎片狀石墨。絲狀石墨是編絲狀結(jié)構(gòu),與其他兩種結(jié)構(gòu)相比彈性更好,凈化閥桿表面好。片狀石墨把若干個(gè)片板壓制成方型,由于填料環(huán)的紋理和閥桿表面垂直,流體不易滲透,軸向壓力與徑向壓力比值減少,所以需要較大的壓緊力。彎片狀石墨在加工時(shí),先把石墨片包繞在圓形心軸上,模壓到預(yù)定的密度。片狀石墨或彎片狀石墨在壓制時(shí)的壓力要比它工作時(shí)的壓力高的多,所以它在填料中不會(huì)再收縮。
    這4 種填料根本無法滿足實(shí)際應(yīng)用,易老化、易破損。
    調(diào)節(jié)閥填料大部分為單一填料裝配方法,一個(gè)填料函全部裝配一種填料,很少使用不同種填料裝配方法。單一填料裝配方法的缺陷:填料易老化和破損,使用壽命短,填料沒有互補(bǔ)彈性,潤滑互補(bǔ)性差,強(qiáng)度互補(bǔ)性差,外漏的可能性大。
    調(diào)節(jié)閥填料函的設(shè)計(jì)、填料的質(zhì)量、裝配方法直接影響調(diào)節(jié)閥的使用壽命。填料外漏影響裝置運(yùn)行,嚴(yán)重時(shí)必須帶壓堵漏,一般帶壓堵漏過的調(diào)節(jié)閥失去調(diào)節(jié)作用。為解決這一問題,對(duì)調(diào)節(jié)閥填料函的設(shè)計(jì)、填料的選擇、填料的裝配方法進(jìn)行初步研究,根據(jù)調(diào)節(jié)閥的填料特性及使用環(huán)境提出新的裝配方法,解決調(diào)節(jié)閥外漏難題。

    2 填料裝配方法的改進(jìn)

    填料外漏典型的調(diào)節(jié)閥主要是蒸汽調(diào)節(jié)閥,如鍋爐減溫水01022TCV2321A/ B、01022TCV2323A/B、01022TCV2421A/ B、01022TCV2423A/ B 等8 臺(tái)調(diào)節(jié)閥。鍋爐減溫水調(diào)節(jié)閥填料外漏影響鍋爐運(yùn)行,在線帶壓堵漏,造成調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)滯后,給系統(tǒng)工藝造成不穩(wěn)定因素,影響生產(chǎn)。尿素HV2201、HV2901 閥,填料一旦外漏帶壓堵不住,就必須停車處理,檢修維護(hù)量增大,同時(shí)污染環(huán)境。
    對(duì)以上填料的缺陷進(jìn)行認(rèn)真分析,總結(jié)出單一填料裝配方法必須改進(jìn)。以尿素HV2201 調(diào)節(jié)閥為例的改進(jìn)方法為:HV2201 調(diào)節(jié)閥填料改造前由單一的聚四氟乙烯V 型填料和金屬隔套組成,如圖1 所示。改進(jìn)后的調(diào)節(jié)閥填料如圖2 所示。

   　改造前填料的兩段都是V 型聚四氟乙烯填料,中間有一個(gè)100mm 的金屬隔套,占去了填料函的50 %的長度,聚四氟乙烯填料在200 ℃左右產(chǎn)生老化,強(qiáng)度低,收縮率高,不能滿足調(diào)節(jié)閥長周期運(yùn)行要求。實(shí)際應(yīng)用中,運(yùn)行不到120 d 就有外漏現(xiàn)象,處理方法是緊固填料,200 d 后就要帶壓堵漏。改進(jìn)后的填料裝配方法通過實(shí)際應(yīng)用可延長到600 d 甚至2～6 a 。
    從圖2 可以看出HV2201 填料改造的裝配優(yōu)點(diǎn),在填料函的zui底段加了一個(gè)<30mm ×<20mm×3mm 的SUS316L 金屬墊片的作用是當(dāng)閥軸與閥體導(dǎo)向間隙增大時(shí)進(jìn)行彌補(bǔ),不致于介質(zhì)腐蝕填料;組合填料主要有成型石墨環(huán)或石墨環(huán)盤根、石棉2聚四氟乙烯盤根、石棉2石墨盤根;<30mm ×<20mm×3mm 的聚四氟乙烯的墊片（如果是蒸汽閥則采用金屬制品） ,以增強(qiáng)填料的強(qiáng)度,隔套的兩段根據(jù)需要加入若干個(gè)組合填料和聚四氟乙烯的墊片;中間加入由原來100mm 的金屬隔套改為<30mm ×<20mm ×40mm的聚四氟乙烯隔套。
    鍋爐減溫水01022TCV2321A/ B、01022TCV2323A/B、01022TCV2421A/ B、01022TCV2423A/ B 調(diào)節(jié)閥和尿素HV2901 蒸汽調(diào)節(jié)閥,采用的和HV2201 填料改造后裝配方法基本相同,只是填料函的zui底段SUSL 金屬彌補(bǔ)墊片改為紫銅材料制成,組合填料之間的增強(qiáng)墊片由聚四氟乙烯改為紫銅材料制成;組合填料采用石墨（含有金屬絲） 、石棉2石墨（含有金屬絲） 、石墨。
    調(diào)節(jié)閥由單一填料裝配方法改為復(fù)合填料裝配方法的優(yōu)點(diǎn): ①避免填料的老化現(xiàn)象,延長調(diào)節(jié)閥整體運(yùn)行效果和使用壽命。②增強(qiáng)調(diào)節(jié)閥的填料相互之間的有效彈性,在實(shí)際應(yīng)用過程中不斷補(bǔ)償,延長調(diào)節(jié)閥在線運(yùn)行時(shí)間。③從改進(jìn)后的復(fù)合填料裝配方法中的“組合填料”可以看出,填料的自潤滑性有較高的提高,不像單一填料裝配的填料潤滑性差,解決了調(diào)節(jié)閥自潤滑問題,減少調(diào)節(jié)閥外漏現(xiàn)象。④調(diào)節(jié)閥填料函增強(qiáng)墊片的加入,使整個(gè)填料組成強(qiáng)度有著較大的提高,就意味著填料可以在較高的壓力下使用,填料不易破損,是延長調(diào)節(jié)閥填料使用壽命重要手段。⑤調(diào)節(jié)閥填料函彌補(bǔ)墊片的加入,有效解決了調(diào)節(jié)閥填料的侵蝕和腐蝕問題,極大的提高調(diào)節(jié)閥填料的強(qiáng)度、潤滑性、有效彈性,是防止調(diào)節(jié)閥填料外漏*的方法。⑥減少調(diào)節(jié)閥填料函的隔套長度,增加有效填料的長度,是保證調(diào)節(jié)閥填料函的整體有效密封效果,對(duì)延長調(diào)節(jié)閥填料防止外漏有著積極的作用。
    綜上所述,調(diào)節(jié)閥由單一填料裝配方法改為復(fù)合填料裝配方法是在大型合成氨廠嘗試。實(shí)踐證明可延長調(diào)節(jié)閥使用壽命,解決了調(diào)節(jié)閥填料外漏的難題,減少了調(diào)節(jié)閥維護(hù)、堵漏勞動(dòng)強(qiáng)度,為“長、滿、優(yōu)”生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。