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1 引言
在煉油或石油化工廠中,存放著各種油品或石化產(chǎn)品。儲(chǔ)罐大都建造在室外,為使這些油品或產(chǎn)品不與空氣中的氧氣接觸,常采用罐頂充氮?dú)夥?,使之與外界隔絕。
氮封閥的作用就是要當(dāng)儲(chǔ)罐液面下降壓力降低時(shí),向罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)?,?dāng)儲(chǔ)罐液面上升壓力增加時(shí),停止補(bǔ)充氮?dú)?,同時(shí)被壓縮的氮?dú)鈴暮粑y適量排出,從而始終保持罐內(nèi)的氮?dú)鈮毫ξ⒘空龎海▔毫σ话阍?00~1000Pa之間)。只有這樣才能做到既隔絕空氣,又保證儲(chǔ)罐不變形。
2 氮封閥的工作原理
如圖1所示,當(dāng)?shù)忾y關(guān)閉時(shí),主閥的活塞是在一個(gè)密封室內(nèi),當(dāng)儲(chǔ)罐壓力等于或大于設(shè)定的壓力時(shí),膜片就被向上頂起,氣導(dǎo)閥在彈簧的作用下向上移動(dòng),把氣導(dǎo)閥上的密封圈緊緊壓在閥座上,關(guān)閉了控制氣的進(jìn)口,同時(shí)特殊閥芯室的壓力增加并接近氮?dú)饪偣艿膲毫?,此壓力通過(guò)內(nèi)部通道,從特殊閥芯室傳到主閥閥芯室。主閥的活塞就處于氮?dú)饪偣軌毫Φ淖饔?,由于主閥閥芯上、下所受氣體壓力平衡,所以主閥閥芯在自重和彈簧的作用下將閥門(mén)緊密關(guān)死。
如圖2所示,氮封閥打開(kāi)時(shí),當(dāng)儲(chǔ)罐壓力稍微低于設(shè)定壓力時(shí),膜片因?yàn)楦袘?yīng)壓力下降而向下移動(dòng),推動(dòng)氣導(dǎo)閥打開(kāi),氮?dú)饨?jīng)過(guò)孔板、氣導(dǎo)閥的出口進(jìn)入儲(chǔ)罐,使儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力增加,同時(shí)氣導(dǎo)閥的特殊閥芯室的壓力下降,氮?dú)馔ㄟ^(guò)內(nèi)部通道從特殊閥芯室進(jìn)入主閥閥芯室。由于主閥閥芯的活塞面積大于主閥閥座孔面積,并有彈簧的彈力和主閥的重量,所以當(dāng)儲(chǔ)罐壓力稍微低于設(shè)定點(diǎn)時(shí),特殊閥芯室和主閥閥芯室的壓力降低很小,主閥仍然保持關(guān)閉,氮?dú)庵粡臍鈱?dǎo)閥進(jìn)入儲(chǔ)罐。
P1S1=P2S2 + F + G
式中:P1- 主閥入口壓力;P2- 主閥閥芯室壓力;S1- 主閥閥座孔面積;S2- 主閥閥芯活塞面積;F- 彈簧彈力;G- 主閥重量。 當(dāng)儲(chǔ)罐壓力下降較大時(shí),由于流過(guò)氣導(dǎo)閥的氮?dú)饬吭黾?,主閥閥芯室壓力繼續(xù)下降,當(dāng)P1=P2?S2/S1+ F/S1+ G/S1時(shí),主閥打開(kāi),氦氣大量流人儲(chǔ)罐,壓力迅速升高。在診斷壓力口,安裝診斷壓力表,測(cè)量主閥閥芯室壓力,然后將該壓力同氮?dú)饪偣軌毫Ρ容^,便可知?dú)鈱?dǎo)閥和主閥的運(yùn)行情況。
3 故障分析及處理
(1)某大芳烴裝置開(kāi)車(chē)初期,發(fā)現(xiàn)24臺(tái)氮封閥工作都不正常。拆閥檢查,發(fā)現(xiàn)氮封閥的氣導(dǎo)閥、主閥和兩個(gè)閥芯室內(nèi)壁等沾了一層厚厚的污垢,經(jīng)過(guò)擦拭,涂潤(rùn)滑脂后能正常使用。在閥座處還發(fā)現(xiàn)了一些焊渣導(dǎo)致開(kāi)車(chē)后管道內(nèi)的鐵銹、殘存的雜物等被氮?dú)獯档搅说忾y內(nèi),使主閥不能回到閥座上。
(2)導(dǎo)壓管堵塞。如果導(dǎo)壓管堵塞,氮封閥沒(méi)有反饋信號(hào),也會(huì)造成氮?dú)獠煌5叵蚬迌?nèi)補(bǔ)充,按照如圖3所示的步驟檢查是否屬于此類原因。
(3)彈簧彈力變小。如果氣導(dǎo)閥、主閥和兩個(gè)閥芯室不臟,而且導(dǎo)壓管也未堵塞,應(yīng)檢查氣導(dǎo)閥下面小彈簧的彈力,若彈力減小,會(huì)使氮封閥不停地補(bǔ)氣。可以將彈簧拉長(zhǎng),增加其彈力。
(4)密封圈損壞。氣導(dǎo)閥在工作過(guò)程中動(dòng)作較頻繁。使密封圈經(jīng)常受到閥座的沖擊,導(dǎo)致密封圈磨損或斷裂,起不到密封作用,更換密封圈即可。
(5)控制氣入口與氣導(dǎo)閥出口裝反。這屬于產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。結(jié)合氮封閥的工作原理圖,即可作出判斷。
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