U—LRCA—401调节阀装在甲铵泵出口至高压吸收塔冷却器之间的副线上,用它来控制高压吸收塔冷却器液位。U—LRCA—401调节阀在年产48万吨尿素装置中的重要性,据用户介绍,仅次于尿素合成塔出口压力调节阀U—PRCA—101,居第二位。
U—LRCA—401调节阀使用条件如下:
流体:甲铵液
流量(较大/正常):38000/18300kg/h
阀前压力P1:240kg/cm²
压差△P(正常/较大):200/250kg/cm²
温度:100℃
比重:1.15
Cv:4.0
流量特性:等百分比
作用方式:气关式
配用执行机构有效面积:950cm²
行程:19.05mm
从以上可看出,该阀具有前后压差大,节流孔处的流速快,甲铵液有极强的腐蚀性这样一些特点。
此外,从四川化工厂使用的该阀(由日本山武一霍尼韦尔公司制造)阀座的损坏形貌来看,还有严重的气蚀现象。总而言之,鉴于存在着冲刷、腐蚀、气蚀三者的作用,因此该阀的工作条件恶劣。为此,日本山武—截尼韦尔公司采用了特殊合金(据用户分析为铸合金)作为阀芯阀座的材料。但是即使这样其使用寿命也只有150天左右。我厂针对U—LRCA—401调节阀在使用中所存在的问题,结合我国的国情,在保证连接尺寸、流通能力、流量特性、压差等不变的情况下,对U—LRCA—401调节阀进行了较大的修改。主要做法叙述如下:
首先分析了膜室的有效面积,U—LRCA—401调节阀执行机构膜室的有效面积为950cm²,而我国定型的高压5型执行机构膜室的面积为1000cm²,看来相当接近,并且比该阀略大50cm²。因此决定改变膜室的有效面积。采用国内定型的高压5型执行机构的膜盖和膜片。这样做,一方面可以加快试制进度,另一方面可以节省制作膜盖和膜片所需的新模具的各种费用。其次,由于改变了执行机构膜室的有效面积,但为了保持原来的特性,所以重新设计了执行机构的心脏—弹簧。又针对U—LRCA—401调节阀阀座使用寿命短(由于流向是侧进底出,损坏主要表现在阀座上)的原因,我们进行了分析,认为主要是选材不十分恰当。因为日本山武——霍尼韦尔公司也许过分着眼于耐腐蚀而疏忽了耐气蚀,致使其使用寿命仅为153天。从耐腐蚀的观点来看,在此场合选用锆合金是无可非议的,问题是该阀还存在着严重的气蚀现象,这就要求材料要更硬一些。我们对损坏的阀座作了一下硬度试验,其HB只有143左右。阀芯阀座材料的选择主要决定于两个因素,一是压差,二是流通介质。一般说来,压差越大,则应选用硬度高的材料;流通介质有腐蚀性,则应选用耐腐蚀的材料。因此我们对U—LRCA—401调节阀的使用条件进行了综合考虑,决定选用耐腐蚀的材料。A4钢对尿素和甲铵液有良好的耐蚀性,并且具有较好的综合机构性能和工艺性能,尤其是HB大于250是我国当前尿素用钢中的主要钢种。
较后,还修改了填料函结构,采用了聚四氟乙烯V形圈,使密封更加可*。经修改设计后的U—LRCA—401调节阀在四川化工厂使用至今,情况良好,未发现任何故障,能适应各种生产负荷,而其价格仅为进口阀的十二分之一。