在濃硝生產(chǎn)現(xiàn)場, 有不少調(diào)節(jié)閥配備有手動(dòng)操作手輪, 以備在調(diào)節(jié)閥因某種非工藝原因(可能原因有儀表氣源故障、調(diào)節(jié)閥膜片破裂泄漏、定位器故障、4~ 20mA信號線路故障或DCS 輸出故障等), 致使調(diào)節(jié)閥不能主控室遙控操作, 但工藝過程又不希望因此而中斷運(yùn)行, 或在某些特殊工況或特定條件下, 可以用手輪現(xiàn)場操作調(diào)節(jié)閥, 手動(dòng)進(jìn)行工藝流程調(diào)試或確保設(shè)備長周期運(yùn)行; 以及在一些緊急情況下, 可通過手輪操作調(diào)節(jié)閥來避免發(fā)生設(shè)備事故或在異常工況下防止設(shè)備事故擴(kuò)大時(shí), 則可以用手輪對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行現(xiàn)場手動(dòng)操作。
        手輪的種類繁多, 不同類別和型號的調(diào)節(jié)閥,配備的手輪在工作原理和操作使用方法上不盡相同。長久以來, 工藝人員極少使用手輪, 對其也知之甚少。隨著調(diào)節(jié)閥因使用年限而逐漸增加故障因素, 以及為努力實(shí)現(xiàn)舵盤手輪長周期安全運(yùn)行目標(biāo)的要求, 對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行手動(dòng)操作的可能性日趨增大。
        為了讓工藝人員能正確熟練地使用調(diào)節(jié)手輪對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行手動(dòng)操作, 特對調(diào)節(jié)閥手輪機(jī)構(gòu)的原理及使用方法作一介紹。
        1 調(diào)節(jié)閥輪的類型
        在濃硝車間, 配備有手輪機(jī)構(gòu)的且較為重要的調(diào)節(jié)閥, 有以下類型:.11 薄膜直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥FV - 206 氨氧化還原加氨調(diào)節(jié)閥FV - 205 I硝二次空氣調(diào)節(jié)閥FV - 202 I硝入氧化爐空氣調(diào)節(jié)閥SV - 101 II硝轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)閥..2 齒輪、齒條角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥782的M2 原氧化爐遠(yuǎn)方控制器HV- 207 氨氧化還原旁路閥781噴淋水調(diào)節(jié)閥(共4臺)661 PV - 102 入分餾塔空氣調(diào)節(jié)閥需說明的是, FV - 205、FV - 202、SV - 101雖然其薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)為直行程, 但閥的動(dòng)作形式是角行程, 其行程方式的轉(zhuǎn)換是利用曲柄完成的。
        2 手輪機(jī)構(gòu)的類型及工作原理
        2.1 用于薄膜直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的手輪
        2.1.1 頂裝式手輪
        手輪在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的頂部( 即膜頭的上方)。PV - 206屬這一類型, 其工作原理如圖1所示。。當(dāng)順時(shí)針旋動(dòng)手輪時(shí), 手輪軸帶動(dòng)膜片硬芯及閥桿向上移動(dòng), 使閥芯離開閥座從而打開調(diào)節(jié)閥(若是正作用氣閉式調(diào)節(jié)閥, 則逆時(shí)針旋動(dòng)手輪, 使閥芯向下# 178# 瀘 天 化 科 技 2008年第2期關(guān)閉調(diào)節(jié)閥)。手輪與硬芯的連接處有一個(gè)大于閥桿行程的空擋, 當(dāng)手輪軸下移到最下端時(shí), 手輪不對閥桿產(chǎn)生力的作用, 閥桿的位置僅對應(yīng)于輸入信號的大小, 這時(shí)調(diào)節(jié)閥處于遙控狀態(tài)。
        2.1.2 側(cè)裝式手輪
        手輪裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的側(cè)面。SV - 101、FV -202、FV- 205 屬這一類型。側(cè)裝式手輪又有兩種。這一類型手輪的工作原理是基于杠桿原理,有兩種。
        2.1.2.1 L型杠桿輪
        SV - 101 屬這一類型(空分另有3臺), 其工作原理如圖2所示。手輪軸與滑塊a均為梯形螺紋, 當(dāng)旋動(dòng)手輪時(shí), 滑塊a沿手輪柄作水平左右移動(dòng), 使L形杠桿c的b 端繞支點(diǎn)d作垂直的上下移動(dòng), 從而帶動(dòng)閥桿上下移動(dòng)。L型杠桿c的a處為一長條孔, 其長度大于閥桿的行程。當(dāng)滑塊a在長條孔的中心(即位置指針指示在/ 00刻度)時(shí), 在閥桿的全行程范圍內(nèi), 手輪均不對閥桿產(chǎn)生力的作用, 這時(shí)調(diào)節(jié)閥為遙控狀態(tài)。這種手輪機(jī)構(gòu)的位置指示窗垂直于閥桿。
        2.1.2.2 直板型杠桿輪
        FV - 202、FV- 205屬這一類型。其工作原理如圖3所示。手輪與帶動(dòng)滑塊a動(dòng)作的螺桿通過扇型齒輪嚙合, 轉(zhuǎn)動(dòng)手輪時(shí), 螺桿驅(qū)動(dòng)滑塊a垂直上下移動(dòng), 使杠桿c的b端繞支點(diǎn)d作垂直的上下移動(dòng),從而帶動(dòng)閥桿上下移動(dòng)。同樣的, 杠桿c的a處為一長條孔, 其長度大于閥桿的行程。當(dāng)滑塊a在長條孔的中心(即位置指針指示在/ 00刻度)時(shí), 在閥桿的全行程范圍內(nèi), 手輪均不對閥桿產(chǎn)生力的作用, 這時(shí)調(diào)節(jié)閥為遙控狀態(tài)。這種手輪機(jī)構(gòu)的位置指示窗平行于閥桿。以上兩種手輪機(jī)構(gòu)的鎖緊件是一個(gè)/ U 0型叉。/ U 0型叉往下卡住手輪時(shí), 手輪不能轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)要用手輪進(jìn)行操作時(shí), 先抬起/ U 0型叉, 然后按照手輪上指示的方向旋動(dòng)手輪, 舵機(jī)手輪即可對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行手動(dòng)控制。
        2.2 用于齒輪- 齒條角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的手輪
        齒輪- 齒條角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)是活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的改進(jìn)型產(chǎn)品, 多用于角行程調(diào)節(jié)閥, 使閥桿旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能仍然是活塞機(jī)構(gòu)。這類執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理是: 執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)由活塞推動(dòng)的齒條作水平移動(dòng)時(shí), 通過閥桿上與齒條嚙合的齒輪使閥桿作角位移。屬這一類型的調(diào)節(jié)閥共有7臺: HV- 207、M 2、781噴淋水( 4臺)、空分PV- 102。這類調(diào)節(jié)閥的手輪機(jī)構(gòu)的工作原理是一樣的。手輪裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的下方、閥桿的右面。手輪軸與閥桿為/蝸輪- 蝸桿0驅(qū)動(dòng)形式, 手輪軸與閥桿通過離合器控制其嚙合或分離。
        當(dāng)手輪軸與閥桿嚙合并旋動(dòng)手輪時(shí), 手輪在X - Y 向旋轉(zhuǎn), 則驅(qū)動(dòng)閥桿沿Z - X 向作角向位移, 從而打開或關(guān)閉調(diào)節(jié)閥。當(dāng)手輪與閥桿分離時(shí), 手輪對閥桿失去力的作用, 調(diào)節(jié)閥處于遙控狀態(tài)。這類調(diào)節(jié)閥的離合器在安裝位置與使用方法上因型號、規(guī)格不同而存在較大差異, 目前有以下3種。
        (1)離合器帶鎖定裝置, 離合器手柄在手輪軸左邊。781噴淋水4臺調(diào)節(jié)閥屬這一類型, 如圖4所示。當(dāng)要使用手輪對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行手動(dòng)操作時(shí), 先用右手向外拉出鎖定裝置手柄的同時(shí), 左手順時(shí)針向上旋轉(zhuǎn)離合器手柄至約90b處時(shí), 右手來回轉(zhuǎn)動(dòng)手輪的同時(shí)左手來回轉(zhuǎn)動(dòng)離合器手柄, 當(dāng)明顯感覺到手輪受力時(shí), 則表明手輪帶動(dòng)的蝸桿已經(jīng)與閥桿上的蝸輪嚙合, 鎖定裝置手柄會自動(dòng)回位, 這時(shí)即可用手輪操作調(diào)節(jié)閥。退出手輪操作方式的方法是, 先右手向外拉出鎖定裝置手柄, 同時(shí)左手逆時(shí)針向下旋轉(zhuǎn)離合器手柄約90b, 當(dāng)鎖定裝置手柄自動(dòng)回位時(shí), 即表明手輪已經(jīng)與閥桿分離, 這時(shí)可以感覺到手輪明顯不受力, 并可以任意轉(zhuǎn)動(dòng)手輪而對閥桿不產(chǎn)生作用。
        (2)離合器帶鎖定裝置, 離合器手柄在手輪軸下邊。782M2、空分PV - 102調(diào)節(jié)閥屬這一類型,如圖5所示。使用手輪對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行手動(dòng)操作的方法, 除了離合器手柄是逆時(shí)針向上旋轉(zhuǎn)約90b外, 其余同(1)完全一樣。
        (3)離合器不帶鎖定裝置。HV- 207調(diào)節(jié)閥的手輪不帶鎖定裝置, 如圖6所示。圖6 離合器不帶鎖定裝置結(jié)構(gòu)圖這一類型的調(diào)節(jié)閥沒有離合器鎖定裝置, 并且離合器的手柄不是旋轉(zhuǎn), 而是往外拉即可使蝸輪與蝸桿嚙合。
        3 手輪的附加功能
        用于薄膜直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的手輪除了能手動(dòng)操作調(diào)節(jié)閥外, 還具有閥位限位功能, 而用于齒輪- 齒條角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的手輪則不具有閥位限位功能。
        3.1 頂裝式手輪限位的原理與方法
        由2.1.1可知, 頂裝式手輪操作調(diào)節(jié)閥的原理, 是利用轉(zhuǎn)動(dòng)手輪時(shí)手輪軸所產(chǎn)生的推力, 舵機(jī)方向盤替代膜頭在氣信號作用下所產(chǎn)生的推力來克服彈簧的反作用力, 從而推動(dòng)閥桿動(dòng)作。當(dāng)手輪一旦對閥桿產(chǎn)生了力的作用并使閥桿處于某一位置(非原始位置)時(shí), 則膜頭在氣信號作用下所產(chǎn)生的推力只能與手輪的推力形成合力, 使閥桿繼續(xù)向同一方向移動(dòng), 而不能向反方向超越某一位置。因此, 頂裝式手輪具有單向限位的作用。需要對頂裝式手輪的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行限位時(shí), 先卸去膜頭內(nèi)的氣信號, 或?qū)㈦娏餍盘栒{(diào)到4mA,然后轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使閥桿移動(dòng)到所需限位的位置即可。
        3.2 側(cè)裝式手輪限位的原理與方法
        由2.1.2可知, 側(cè)裝式手輪操作調(diào)節(jié)閥的原理, 是利用轉(zhuǎn)動(dòng)手輪時(shí)手輪軸上的滑塊推動(dòng)杠桿c的a端作水平( L型杠桿)或垂直(直板型杠桿)移動(dòng), 通過支點(diǎn)d將推力變相使杠桿的另一端b端作垂直移動(dòng), 從而使閥桿上下移動(dòng)。而滑塊在條形孔內(nèi)的兩面均可以對杠桿產(chǎn)生力的作用, 亦即調(diào)節(jié)閥不論有無信號, 均可對閥桿進(jìn)行雙向強(qiáng)制操作。因此, 側(cè)裝式手輪具有對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行雙向限位的功能。但是, 不能對調(diào)節(jié)閥同時(shí)進(jìn)行雙向限位, 只能選擇一個(gè)方向?qū)φ{(diào)節(jié)閥進(jìn)行限位。需要對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行限位時(shí), 需先確定限位的方向, 然后進(jìn)行操作。若是對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行與膜頭作用力相同方向的限位, 則先將電流信號調(diào)到20mA, 然后操作手輪使閥桿到所需位置; 若是對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行與膜頭作用力相反方向的限位, 則先將電流信號調(diào)到4mA, 然后反方向操作手輪使閥桿到所需位置。
        4 特別注意事項(xiàng)
        用于齒輪、齒條角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的手輪, 在手動(dòng)操作手輪完畢后, 要退出手動(dòng)操作手輪狀態(tài), 進(jìn)行主控室遙控時(shí), 必須先轉(zhuǎn)動(dòng)手輪, 使閥桿的位置與主控室輸出的信號一致, 或者調(diào)節(jié)主控室輸出的信號使之與閥桿的位置一致, 才能操作離合器使手輪與閥桿分離, 否則, 會因?yàn)殚y桿的位置與主控室輸出的信號不一致, 舵機(jī)手輪其合力導(dǎo)致離合器操作很困難。其次, 由于手動(dòng)時(shí)是手輪決定閥桿的位置, 一旦手輪分離后, 閥桿會立即變化到主控室輸出的信號所對應(yīng)的位置, 因此, 會因?yàn)殚y桿位置的突變而損壞離合器甚至調(diào)節(jié)閥。