(1)试验装置的布置按图2-2至图2-7及图2-9所示。

(2)仪表校准

试验中使用的每一台仪表以及备用仪表都应有编号或作其他明确标记。每一仪表依照其类型不同应按本节中概述的下列要点进行校准。有关的仪表校准记录应保存以供有关方面查阅。

1)压力测量仪表

压力测量仪表的精度等级不应低于O.5级。压力测量系统应包括两套压力测量仪表，以便在试验中进行互校。应按国家有关规程对压力测量仪表进行校准。国家规程未规定的压力指示或记录装置的校准方法应得到有关方面的认可。

2)温度测量仪表

温度测量仪表的分辨率不应低于0.5℃。温度测量系统应包括两套温度测量仪表，以便在试验中进行互校。应按国家有关规程对温度测量仪表进行校准。国家规程未规定的温度指示或记录装置的校准方法应得到有关方面的认可。

3)开高测量仪表

开高测量仪表的分辨率应不低于0.02 mm。应在每次试验或一系列试验的前后对其精度进行检查。

4)重量秤

在试验程序中用来称量冷凝液重量的重量秤，其指示部件的最小刻度值应小于或等于预期载荷的0.25％。用于本标准试验的重量秤应在每次或一系列试验之前按国家有关规程在足够的点位上进行校准，以保证其在预期使用范围内的精度。

5)蒸汽热量计

蒸汽热量计应分别在其安装之时和在不超过6个月的规定周期内用蒸汽进行校准。当测量结果显示其读数有明显错误时或在重新安装后，应再进行校准。

6)流量计组合

对任何类型流量计的校准应包括流量计上游和下游侧的实际管道和所有附件，附件包括控制阀、试验容器以及容器同阀门的连接件。这种校准应通过比较的方法在执行正式试验之前完成，即把流量测定值同由预先校准的流量计装置测得的值进行比较，而后者的校准系借助原始的装置或机构来完成。有关预先校准的流量计装置的协议应使最终总体试验结果的偏差在±2.0％以内。校准应在相应于对比装置的最小、中间和最大流量下进行。对于具有不同进口连接形式的阀门，其连接件应在制造或采购时由试验室人员进行校准。此外，流量计装置应如上述每5年至少进行一次再校准。这种再校准应包括使用至少两种尺寸的连接件。应保存校准记录并提供有关方面审核。若对设备作改变，应评估这种改变可能对系统校准产生的影响，当认为必要时应进行新的校准。

(3)试验中的调整

当在采集数据时，不应对压力释放装置作任何调整。在试验条件发生任何改变或偏离后，应给予足够的时间使流量、温度和压力达到稳定后再采集数据。

(4)试验记录和试验结果

试验记录应包括对试验对象的所有观察、测量、仪表读数和仪表校准记录(当需要时)。原始试验记录应由进行试验的机构保管，其保管期限不少于5年。所有试验记录的副本应提交试验各方。修正及修正值应分别载人试验记录。

(5)测量误差

应进行预备试验来确定，使用规定的仪表和程序能够满足对最终排量测量所规定的误差极限。还应进行试验后的误差分析，除非试验各方同意并证实，规定的仪表和程序包括数据的离散性是按试验规范来使用和执行的，从而确认预备试验确定的误差在试验后仍然有效。误差确定应由试验室形成文件以供审核。

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1)整定压力

安全阀在运行条件下开始开启的预定压力，在该压力下，在规定的运行条件下由介质压力产生的使阀门开启的力同使阀瓣保持在阀座上的力相互平衡。

2)超过压力

超过安全阀整定压力的压力增量，通常用整定压力的百分数表示。

3)回座压力

安全阀排放后阀瓣重新与阀座接触，即开启高度变为零时的压力。

4)启闭压差

整定压力同回座压力之差，以整定压力的百分数或以压力单位表示。

5)排放压力

整定压力加超过压力。

6)额定排放压力

标准或规范规定的排放压力上限值，是测量压力释放装置排量时的进口静压力。

7)背压力

由于在排放系统中存在压力而在压力释放装置出口产生的静压力。

8)排放背压力

由于介质流经压力释放装置进入排放系统而在该装置出口处产生的压力。

9)附加背压力

压力释放装置即将动作前在其出口处存在的压力，是由其他压力源在排放系统中引起的。

10)冷态试验差压力

安全阀在试验台上调整到开始开启时的进口静压力，该压力包含了对背压力和／或温度等运行条件所作的修正。

11)密封试验压力

进行密封试验时的进口静压力，在该压力下测量通过关闭件密封面的泄漏率。

12)爆破压力

当爆破片装置动作时，其进口静压力。

13)爆破片装置的规定爆破压力

爆破片装置升高的进口静压力，在规定的温度下爆破片设计在该压力爆破。

14)折断压力

当折断销装置、弯折销装置或剪切销装置动作时，其进口静压力。

15)一次压力

压力释放装置进口压力。

16)二次压力

在安全阀的实际排放截面与出口间的通道中存在的压力。

17)前泄压力

一个低于安全阀整定压力的进口静压力，在该压力下，安全阀关闭件密封面间发生可由听觉或视觉感知的介质泄出，但没有可测量的排量。前泄压力仅适用于可压缩介质用的安全阀。

18)理论排量

其流道最小截面积等于安全阀流道面积或等于非重闭式压力释放装置净流通面积的理想喷管的计算排量，以重量单位或容积单位表示。

19)实测排量

在额定排放压力下测量的压力释放装置排量，以重量单位或容积单位表示。

20)额定排量

实测排量中由适用的规范或标准允许用作压力释放装置应用基准的部分。

21)当量计算排量

当压力、温度或介质等使用条件与额定排量的适用条件不同时，压力释放装置的计算排量。

22)排量系数

实测排量同理论排量的比值。

23)额定排量系数

额定排量同理论排量的比值。

24)频跳

安全阀阀瓣快速异常地来回运动，运动中阀瓣接触阀座。

25)颤振

安全阀阀瓣快速异常地来回运动，运动中阀瓣不接触阀座。

26)基准状况

由适用的标准或由试验各方间的协议规定的试验介质状况，可用来统一排量试验的结果。

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1)排放面积

阀门排放时流体通道的最小截面积。

2)流道面积

阀进口端至关闭件密封面间流道的最小横截面积。

3)流道直径

对应于流道面积的直径。

4)帘面积

当阀瓣在阀座上方升启时，在其密封面之间形成的圆柱面形或圆锥面形排放通道面积。见图2-1。

5)开启高度

L=开启高度

D=阀座阀瓣接触面最小直径

D_B=锥面通道另一直径

B=锥面通道斜高

θ=密封面斜角

R=半径

注：帘面积系排放面积，除非阀瓣达到足够开高使流道面积成为通道最小截面积。

阀瓣离开关闭位置的实际行程。

6)额定开高

使阀门达到其额定排量的设计开高。

7)密封面斜角

阀门轴线与密封面间的夹角。平面密封阀门的密封面斜角为90°

8)密封面积

由密封面平均直径确定的面积。

9)密封面平均直径

阀瓣与阀座接触面的平均直径。

非重闭式压力释放装置的特性尺寸

净流通面积

非重闭式压力释放装置动作之后决定流量的面积。一个爆破片的(最小)净流通面积是其完全破裂后的计算净面积，它带有适当的允差，因为爆破片的某些结构件可能减小其净流通面积。

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阀门安装应按照阀门使用说明书和有关规定执行。

1．安装前，应检查核对阀门规格型号是否相符，阀门是否试压。核实无误后，作好阀门内外的清洁；检查阀门各部件是否齐全；没有装填料的，应按介质的工作条件选好填料并装好；开启阀门，检查转动是否灵活，密封面有无碰伤。确认无疑后，方可安装。

2．安装阀门的管道和设备，应进行吹扫和冲洗，清除管道和设备中油污、焊碴和其他杂物，以防擦伤阀门密封面，堵塞阀门。

3．阀门公称直径超过DN100mm的，应有起吊工具和设备，起吊的绳索应系在阀门的法兰处或支架上，轻吊轻放。不允许把绳索系在阀杆和手轮上，以免损坏阀件。

4．安装法兰连接的阀门时，阀门法兰与管道法兰必须平行，法兰间隙适当，不应出现错口、张口等缺陷。法兰间的垫片应放置正中，不能偏斜。螺栓应对称紧固，不可过紧或过松，螺栓拧紧后，用塞尺检查法兰间各方位的预留间隙，间隙应合适一致。

5．安装螺纹阀门时，最好在阀门两端设置活接头，螺纹密封材料，视情况用铅油麻纤维(油品用阀门不得使用)、聚四氯乙烯生胶带或密封胶，注意不要把密封材料弄到阀门内腔里。对铸铁和非金属阀门，螺纹不要拧得过紧，以免胀破阀门。

6．安装焊接连接阀门时，阀门与管道接口要对准，管道应能够微量移动，避免阀门受到管道制约，防止阀门发生变形。阀门与管道对准后点焊好，然后全开启闭件，按照焊接规范施焊，整体焊牢，不能有气孔、夹碴、咬肉、裂纹等缺陷。焊接完毕后，应对焊缝进行检查，对一些重要部位的阀门焊接处还应进行x射线检查，然后对管道和阀门进行吹扫、冲洗。

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阀门的安装与其他机械设备安装一样，有一个安装姿态问题。阀门安装的正确姿态是内部结构符合介质的流向，符合阀门结构型式的特定要求和操作要求。另外，正确姿态还含有整齐划一，美观大方之意。

1．阀门安装方向。不少阀门对介质的流向都有具体规定，安装时应使介质的流向与阀体上箭头的指向一致。

(1)方向识别。阀门上没有注明箭头时，应按阀门的结构原理正确识别，切勿装反。否则，将会影响使用效果，甚至引发故障，造成事故。

(2)闸阀。闸阀一般没有规定介质流向。为了防止阀门关闭后阀腔内介质因温度升高而膨胀，造成危险，应在介质进口侧的阀板上有一个卸压孔。

(3)截止阀。除特殊截止阀外，介质的流向应从阀瓣下方流经密封面。安装时，应按阀体箭头指向识别方向。如果介质流向从密封面流向阀座下，截止阀关闭填料仍然受压，不利于填料更换，开启时费力，开启后介质阻力增大，密封面会受到冲蚀。因此，截止阀的方向不能装反。

(4)止回阀。止回阀的介质流向是从阀瓣下面冲开阀瓣。旋启式止回阀的阀体上有箭头指示，其介质是从阀瓣密封面流向出口端的。如果安装反了，容易造成事故。

(5)蝶阀。蝶阀一般是有方向性的，安装时，介质流向与阀体上所示箭头方向一致，即介质应从阀门的旋转轴(或阀杆)向密封面的方向流过。中心垂直板式蝶阀的安装无方向性。

(6)节流阀。节流阀的介质流向有方向性，阀体上有箭头指示。介质流向应是自下而上，装反了会影响节流阀的使用效果和寿命。

(7)安全阀。安全阀的介质流向是从阀瓣下方向上流动。如果反向安装，会酿成重大事故。

(8)减压阀。减压阀的介质流向应与阀体上箭头指向一致。如果反向安装，将根本不起减压作用。

2．阀门安装姿态

(1)闸阀。双闸板结构的应直立安装，即阀杆处于垂直位置，手轮在上面；单闸板结构的可在任意角度上安装，但不允许倒装；对带有传动装置的闸阀，如齿轮、蜗轮、电动、气动、液动阀门，按产品说明书安装，一般阀杆铅垂安装为好。

(2)截止阀、节流阀。这两种阀门可安装在设备或管道的任意位置，带传动装置的应按产品说明书规定安装。截止阀阀杆水平安装会有位移现象，使阀瓣与阀座不同轴线，密封面会掉线，发生泄漏。因此，截止阀阀杆应尽量铅垂安装。节流阀需经常操作、调节流量，应安装在较宽敞的位置。

(3)止回阀。升降式止回阀，只能水平安装在管道上，阀瓣的轴线呈铅垂状；弹簧升降止回阀、旋启式止回阀可安装在水平管道上，也可在介质自下向上流动的竖管上；旋启式止回阀摇杆销轴安装时，应保持水平位置。

(4)球阀、蝶阀。这两种阀门可安装在设备和管道上的任意位置，但带有传动装置的，应垂直安装，传动装置处于铅垂位置。三通球阀垂直安装，安装时应注意有利操作和检修。

(5)旋塞阀。可在任意位置安装，但应有利观看沟槽、方便操作。对三通或四通旋塞阀，宜直立或小于90°安装。

(6)安全阀。不管是杠杆式或弹簧式都应直立安装，阀杆与水平面应保持良好的垂直度。安全阀的出口应避免出现背压现象，如出口有排泄管，应不小于阀门的出口通径。

(7)减压阀。为了方便操作、调整、维修，减压阀一般安装在水平管道上。安装的方法和要求应按产品说明书规定。波纹管式减压阀用于蒸汽管道时，波纹管向下安装，用于空气管道时，反向安装。

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在油库中，阀门安装是其配套于管道和设备的重要步骤，其安装质量的好坏，直接影响投产后的操作使用、检查维修、安全运行。

这里系指一般阀门的安装，对特殊阀门的安装应按有关说明进行。

1．无论哪类阀门，其安装应确保安全，有利于操作、维修、拆装。

2．维修工和管道工应学会识别管线安装图及各类阀门表示符号，应按图施工。对一般阀门安装位置和走向的改进，应有自行处理的能力。

3．为方便操作，保证安全，安装阀门时应考虑阀门的操作。其操作机构和操作地点相对位置应符合操作要求，即两点应在1.2m以内。当阀门中心和手轮距离操作地面超过1.8m时，对操作频繁的阀门应设置操作平台；对高度超过1.8m，不经常操作的单个阀门，可采用链轮、延伸杆、活动平台，以及活动梯子等设施。当阀门安装在操作地面以下时，应设置伸长杆或阀门井，阀门井应有盖板。

4．水平管道上的阀门，其阀杆最好垂直向上，不应将阀杆朝下安装。阀杆朝下安装不仅操作、维修不便，而且阀门还容易腐蚀。落地阀门倾斜安装，会使操作不便。

5．并排安装在管道上的阀门，应有操作、维修、拆装的空间，其手轮之间的净距离不得小于100mm。如间距较窄，应将阀门交错排列。

6．对开启力矩大、强度较低、脆性和重量较大的阀门，应设置阀门支架，支承阀门重量。阀门应尽量安装在靠近总管道的位置上，减少支管道上的阀门。

7．减压阀不应安装在靠近容易受冲击的地方，应考虑其所在位置振动较小、环境宽敞、便于维修。

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阀门是流体管路的控制装置。其基本功能是接通或切断管路介质的流通，改变介质的流动方向，调节介质的压力和流量，保护管路和设备的正常运行。

随着现代科学技术的发展，阀门在工业、建筑、农业、国防、科研以及人们日常生活等方面使用日益广泛，已成为人类生产和生活各个领域中不可缺少的通用机械产品。

工业用阀门诞生在蒸汽机发明之后，由于现代石油、化工、电站、冶金、船舶、核能、宇航等方面发展的需要，对阀门提出了更高的要求，促进了高参数阀门的研究和生产，其工作温度从超低温-269℃到高温1200℃，甚至高达3430℃；工作压力从超真空1.33×10^-8Pa到超高压1460MPa；阀门的直径从1mm到6000mm，甚至达到9750mm。阀门的材料从铸铁、碳素钢，发展到钛、钛合金钢等，还有高强耐腐蚀钢阀门、低温钢和耐热钢阀门；阀门的驱动方式从手动发展到电动、气动、液动、程控、数控、遥控等；阀门的加工工艺从普通机床到流水线、自动线。为便于生产、安装、更换，阀门的品种规格正向标准化、通用化、系列化方向发展。

随着现代工业的不断发展，阀门的需求量不断增长，一座现代化的石油化工装置需要各式各样的阀门成千上万只；一座现代住宅楼也需要上千只阀门；一座普通油库阀门的要求量，少则几百，多则几千。

在油库中，阀门是用量最大，开闭频繁的一种配套机械产品，但由于使用维修不当，常常发生“跑冒滴漏”现象。由此引起火灾、爆炸、中毒事故，或者造成油品变质、能源浪费、设备腐蚀、环境污染等。事故教育了人们，希望获得高质量阀门，同时也要求提高阀门的使用维修水平。这对从事阀门操作、维修人员，以及工程技术人员提出了新的、更高的严格要求。除了要精心设计、合理选用、正确操作阀门外，还必须及时维护、修理阀门，使阀门的“跑冒滴漏”现象降低到最低限度。

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1．概述

壳牌粉煤气化工艺[1]是通过高压粉煤给料罐将粉煤由N2加压后密相送入气化炉。粉煤给料罐的原料粉煤由一锁斗系统注入，即通过粉煤放料罐与粉煤给料罐之间的锁斗阀和平衡阀周期性的隔离、连通实现粉煤的放料；壳牌气化炉采用膜式水冷壁结构，多烧嘴(通常是4～8个)进料，进入气化炉的粉煤流量由粉煤流量调节阀控制，粉煤在进气化炉或循环回至低压粉煤储罐之间的切换由粉煤给料三通阀控制。

粉煤气化生成的粗煤气携带煤灰总量的20％～30％沿气化炉上行，在气化炉顶部出口处通过冷的无尘循环气激冷降温至900℃，熔融的飞渣粒子凝固成细小的飞灰，夹带着飞灰的粗煤气沿激冷管、导管、反向室最终进入废热锅炉。煤灰总量的70％～80％以熔融态流入气化炉底部，通过下渣口进入灰渣激冷罐，被水激冷淬化成密实的玻璃状粒子，并通过一个锁斗系统从系统中清除出去。

出自废热锅炉的约350℃的粗煤气先经过高温高压陶瓷过滤器干法除灰，再进入湿洗单元水洗，以清除卤化物和最后的少量粉尘。陶瓷过滤器的滤芯由24组反吹阀控制的高压氮气进行反吹清洁。飞灰的收集及排放由飞灰收集罐底部的飞灰阀控制，激冷后的灰渣收集及排放由炉渣收集罐底部的锁斗阀控制。

2．锁斗阀

壳牌干煤粉气化装置采用发送罐工艺进行煤粉的输送以及炉渣和飞灰的排放。锁斗阀、飞灰阀和平衡阀的程控动作，主要是为了料仓之间的均压和粉煤(炉渣或飞灰)的排放。上述阀门结构类似，DN200～300mm，PNl0.0MPa，介质为N₂+粉煤(飞灰)，或水+炉渣，密封等级VI级，阀门每20～30分钟启闭一次，工程设计要求选用全通径硬密封球阀，本文仅对锁斗阀进行介绍。目前国内壳牌粉煤气化装置上使用的锁斗阀主要有2种结构形式，一是固定球阀，二是浮动球阀。

2．1 固定球锁斗阀

固定球锁斗阀的结构见图1。其阀体为两块式，材质WCB，流道内衬双相钢耐磨套，阀体设吹扫口。球体侧装，上下转轴的凸轮状头部插入球体，转轴由阀盖中的轴套定位。密封副由碟簧预紧的阀前密封型阀座和球体组成，球体和阀座的基材为双相钢2205，密封面喷焊镍基合金，硬度HRC60；阀座带刮扫刃，防止固体颗粒进入密封面。阀门配双作用气动执行器。

固定球锁斗阀的启闭扭矩受压差影响小，阀杆因受侧推力而易偏磨。实际使用时，在频繁启闭过程中，固定球锁斗阀的支架出现了开裂和扭曲变形，造成气动执行器因输出轴和阀杆不同心而严重磨损，且其阀杆与轴套之间的间隙容易进粉而卡死。

2．2 浮动球锁斗阀

浮动球锁斗阀为浮动球球阀，其密封副的原理见图2。阀门采用流道带耐磨衬套的对分式阀体，球体和阀座表面喷焊ARGULOY合金，硬度HRC60，球体可沿压差方向浮动，阀座有自洁功能，一阀座由弹簧预紧，另一阀座固定。浮动球锁斗阀的进口阀座在浮动套筒上，因而可实现进出口双阀座密封，阀门密封性能好，但启闭扭矩大。

浮动球锁斗阀的球体因压差产生的轴向推力并不作用于阀杆，阀杆不易卡死，但其密封副摩擦扭矩受压差影响大，实际使用时，因阀门压差不稳引起的球体抱死现象时有发生。

3．粉煤流量调节阀

进入气化炉的粉煤流量由粉煤流量调节阀控制，阀门公称直径65，公称压力600LB，密封等级为IV级，介质为N₂(CO₂)+粉煤，阀芯由气动直行程执行器驱动，阀门Cv值70，流量特性为近似等百分比。

壳牌粉煤气化装置上使用的粉煤流量调节阀分别由SchuF和Fisher提供，结构示意见图3。阀门为角式调节阀，阀门进口垂直向下，出口与进口夹120°角斜向下，气动直行程执行器倒置。杯状阀芯的杯口向上，其侧壁开槽，进口流入的粉煤垂直落入阀芯杯口，通过阀芯侧壁的开槽，斜向下流出阀门。阀芯上下移动，通过改变开槽的遮挡面积，从而改变粉煤流量。阀芯由阀杆拖动，阀杆防转，用波纹管密封，阀盖加吹气，防止因粉煤沉积而引起的波纹管卡涩。阀体内衬和阀芯均采用碳化钨防止磨损。

粉煤流量调节阀的调节性能满足工艺要求，碳化钨内件的耐磨性能良好，但需注意上盖吹气应该在阀门动作前就应开始，在阀门停止工作后才能结束，且通气需保持一定气量，否则煤粉会大量沉积在阀盖处，造成波纹管伸缩困难。

4．粉煤给料三通阀

粉煤在进气化炉或循环回至低压粉煤储罐之间的切换由粉煤给料三通阀完成。三通阀公称通径40～65，公称压力600LB，介质为N₂(CO₂)+粉煤，气开弹簧复位，换向时间2～3秒。

壳牌粉煤气化装置上使用了BCH粉煤给料三通阀，其工作原理见图4。阀体一进两出，材料为WCB；转子设平行双通道，材料为双相钢2205。阀体和转子精密配合，配合表面硬化处理。转子逆时针转动30°，煤线接通，循环线关闭；转子顺时针转动30°，循环线接通，煤线关闭。转子驱动系统由90°标准气动头和齿数比为1：3的内啮合齿轮组合而成，内啮合齿轮可将标准气缸的90°输出角转化为30°，并放大气缸扭矩。

粉煤给料三通阀在使用过程中出现了卡涩现象，分析认为转子偏磨和阀体与转子之间的间隙进粉是阀门卡涩的主要原因。

5．反吹阀

壳牌工艺中，粗煤气须经高温高压陶瓷过滤器干法除灰，而陶瓷过滤器的滤芯由24组反吹阀控制的高压氮气进行反吹清洁。24组反吹阀每隔20～30秒交替开启，每台阀门启闭时间0.1～0.3秒。阀门DN80／PN900LB，操作温度350℃。

壳牌粉煤气化装置上使用了coax反吹阀，其结构如图5所示。阀门为两位截止型，气开弹簧关。角式阀体，上进下出，软密封。阀杆波纹管密封，无填料。

coax反吹阀满足工艺要求。实际使用时，有用户出于工艺上的原因，用干净的合成气反吹陶瓷过滤器，但如其反吹阀阀体材料为碳钢，则会造成阀门的严重腐蚀。

6．特种阀的国产化

最初的工程设计中，壳牌粉煤气化工艺指定欧洲厂家为其气化装置提供特种阀。但随着装置的投产，作为消耗品的特种阀，由于价格、性能、服务和供货周期等方面的原因，业主对其国产化的需求越来越强烈。根据进口特种阀的使用情况，对特种阀国产化需注意的问题归纳如下。

6．1 锁斗阀国产化需注意的问题

(1)球体和阀座密封面一般喷焊镍基合金，要求加工后的厚度不低于O.5mm，硬度HRC58—60。对于超音速喷涂工艺，由于喷涂层和基体为机械结合，应慎用。

(2)阀座应设刮扫刃，防止附着在球面上的粉体嵌入密封面。

(3)阀体流道应做耐磨处理。

(4)阀杆与轴套之间应防止煤粉进入；阀座与阀体之间的弹簧腔应防止固体进入。

(5)气动头的输出扭矩应该是理论值的1.5—2倍。

6．2 粉煤流量调节阀国产化需注意的问题

(1)介质流向应无突变，无流动死区。

(2)碳化钨内件的制备工艺。

(3)阀杆密封用波纹管的耐压、抗疲劳设计。

(4)波纹管活动区域补气流量的计算。

(5)杯状阀芯侧壁开槽形状对气固两相流的流量的影响。

6．3 粉煤给料三适阀国产化需注意的问题

(1)转子的定位，及其与阀体的配合精度。

(2)气动装置输出扭矩值的确定。

(3)快速换向的实现。

(4)阀门内件的防火、防静电、耐磨设计。

6．4 反吹阀国产化需注意的问题

(1)启闭速度的确保。

(2)软密封的结构形式，及其材料的选用。

(3)阀杆密封用波纹管的选材和抗疲劳设计。

7．结语

壳牌粉煤气化装置中特种阀种类很多，本文仅对上述典型特种阀的选型和应用进行了介绍。国产化过程中，在确定阀门材料和结构形式时，应充分考虑阀门介质的特殊性、长周期运行的需要、维护的便利性，以及消耗部件的容易获得。

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1．概述

阀门主要应用于石油、化工、市政、燃气、水务、电力、长输管线、造船、医药、食品、军工、核工业、航天等领域的流体控制。由于国民经济的发展需要，推动了阀门电动执行器工业的发展。近年来，在满足各方面高参数新要求的同时，对阀门电动执行器的结构、材料和生产工艺等方面，就如何更好的提高性能、增强可靠性及降低成本等受到更多的关注。智能型阀门电动执行器和传统阀门电动执行器比较，具有使用方便、性能可靠、操作简便灵活、控制精度高、结构紧凑、有可靠的故障自我诊断处理机制和及时的报警机制、人机界面等优点得到广泛的应用，满足了日益高速发展的自动化系统需求。

通过对国内外同类产品的分析研究发现，国内正在使用的各种电动执行装置普遍存在设备庞大，结构匹配不合理，控制精度较低．安全性不好，缺乏完善的故障处理和报警装置，人机对话接口很不方便，难于现场标定和维修等缺陷，已跟不上工业发展的需要。管道系统中的电动阀门在生产中发挥着重要作用，因而对阀门电动执行器的功能和使用要求也不断提高，迫切需要智能化的新一代产品替代目前使用的产品，以提高生产效率。

随着微电子技术、电力电子技术、微机控制技术及通讯技术等现代科学技术的发展，国外许多相关厂家相继开发了新一代智能型阀门电动执行器。但国外生产的阀门电动执行器及其控制器价格昂贵，而且很难和国内目前使用的电动执行器相兼容，售后服务不完善，零部件配套困难。因此．运用数字技术、单片机技术、电力电子技术等先进技术，开发研制性能先进、功能完善的新型智能电动阀门执行器，对阀门实现远距离控制、现场操作、集中控制，以满足国内外广大用户生产使用的要求，适合我国工业生产和发展需要，具有十分重要的现实意义。

新型智能电动执行器利用微机和现场总线通信技术将伺服放大器与执行机构合为一体，不仅实现了双向通信、PID调节、在线自动标定、自校正与自诊断等多种控制技术要求的功能，还增设了行程保护、过力矩保护、电动机过热保护、断电信号保护、输出现场阀位显示和故障报警等功能。它可进行现场或远程操作，完成手动操作及手动／自动之问无扰动切换。

新型智能阀门电动执行器的成功开发，有助于提高国内阀门电动执行执行器的产品水平，也有利于提高生产控制的自动化水平，最终实现生产过程的智能化。我公司开发的EXC电动执行器是在采用原有的合理技术基础上，进行大量可靠的技术创新开发形成的，是与国内外同类产品相比具有很多创新的新型高科技光机电一体化产品。

2．开发背景

电动执行器在现代生产过程自动化中起着十分重要的作用，常被称为实现生产过程自动化的“手足”。电动执行器以电能为动力，接受调节器来的标准信号(模拟量或数字量)，通过将这信号变成相对应的机械位移(转角、直线或多转)来自动改变操作变量(调节阀、风门、挡板开度等)，以达到对被调参数(温度、压力、流量、液位等)进行自动调节的目的，使生产过程按预定要求进行。所以电动执行器对自动调节系统的安全运行、可靠性及调节品质的优劣都有很大影响。

2．1 计算机控制

在过程控制中，需要通过调整阀门的开度来调节流量和压力。通常电动执行器，按照外部发来的控制信号驱动阀门，这些控制信号来自控制系统的微处理器。在电动执行机构中，增加带有智能控制的伺服放大器，其后是增加给定值控制功能。先进的阀门电动执行器具有更完善的智能控制，可按给定值自动进行PID调节，控制流量和压力等过程变量。智能化阀门电动执行器能响应外部4—2W模拟信号或经由RS—485通讯口发来的数字信号或按自身程序设定的参数进行PID控制。

2．2 安全措施

智能化阀门电动执行器：具有高度的自身保护及系统保护功能，如装有三相电机的执行机构有可能因为相线接错而反转，导致执行机构和阀门损坏，而智能型的电动执行机构则可以通过监视电源的相序以及输入控制信号的情况确保电机正确起动。此外，在阀门卡死的情况下，保护功能还可以避免电动机被损坏。在电动机通电期间不断检测阀门的动作，若发现一定的时间内不动作，就认为是卡住，控制器就发出命令，切断电动机电源并发出警报。除了有自身保护功能外，智能化阀门电动执行器还具有系统保护功能，即当某些部件出现故障或系统出现其他问题时，会自动采取应急措施以免发生事故。

2．3 通讯功能

智能化阀门电动执行器采用数字通讯的方法与主控制室相连，主控制室送出的可寻址数字信号通过电缆被电动执行器接收，电动执行器的微处理器根据收到的信号对电动执行器进行相应的控制。系统就是采用数字通讯技术将各种设备连接成一个局部网络(LAN)，一个典型的系统可以包括电动执行器、计算机阀门控制器(CVC)、网络连线、网络接口部件(NIU)以及主计算机。NIU与主计算机之间采用标准的ASC工工字符码通过串行口进行通讯。此外，智能阀门电动执行器允许工程师在远地对其进行监测、整定和修改参数或算法等。

2．4 智能诊断

在阀门电动执行器上装有一些附加的传感器，专门用于故障诊断，而在电路方面也设置了各种监测功能，如电源相序和后备电池的电压检测。微处理器在运行中连续对整个系统进行监测，一旦发现问题立即执行预定的程序，自动采取应急措施并报警。而微处理器和传感器本身的运行也同时受到监测。当出现故障需要专家协助解决时，有的智能化阀门电动执行器还可以通过调制解调器与专家实时联网，以便及时地诊断和排除故障。

2．5 一体化结构

一体化的结构把整个控制回路装在一个现场仪表之中，使控制系统的设计、安装、操作和维护等工作大为简化，且减少因信号的传输中的泄漏和干扰等因素对系统的影响，提高可靠性。

此外，智能化阀门电动装置在结构设计上充分考虑到抗恶劣工作环境的因素，其组件多带有保护涂层以防腐蚀，外壳采用密封式，经得起温度、湿度的大范围变化和振动冲击的考验，保证工作可靠。智能型电动装置带有防水保护和双层密封外壳，工作温度在—30℃～+70℃之间。还可根据实际需要另行设计。

从上述产品特点中，可以看到智能电动执行机构的发展趋势：机电一体化结构逐步取代组合式结构，智能化控制技术逐步取代纯电子控制技术，运用红外遥控的非接触式调试技术逐步取代接触式手动调试技术，带通信的逐步取代不带通信的，数字控制逐步取代模拟控制。智能电动执行器根据控制电信号，直接操作改变阀的位移，利用微机技术和现场通信技术扩大功能，实现双向通信、PID调节、在线自动标定、自校正与自诊断等多种控制技术要求的功能，有效提高控制水平，是现代电动执行器的发展方向。

3．总体结构

EXC智能型电装从设计到开发以及生产都遵循着面向实际工业应用的目标，因此系统的总体设计也自始至终贯彻“简单实用、操作灵活、技术先进”的原则。

以电动执行器作为最终执行器的自动控制系统中，传统的方法的以调节仪表输出的模拟信号去控制电动执行机构动作。而传统的电动执行机构比较笨重，伺服驱动器和执行器两大部分分成两块，实际应用中很不方便。新型电动执行器则是将位置反馈信号输入计算机，在计算机内与控制中心信号(数字信号)比较，比较后输出开关信号，驱动执行器动作。

EXC阀门电动执行装置主要由控制器和执行器以及人机对话和远程通讯接口组成，是以380V三相交流电源作为驱动电源，接受来自控制中心的数字控制信号，并将其转换为相应的输出轴角位移，去操纵阀门本体。工作原理如图1—1所示，由示意图可看出，阀门电动执行机构的控制过程是一闭环控制，通过设定信号和反馈信号的比较控制电机运转，驱动阀门动作。借鉴现阶段己有的技术，控制器采用专门用于电机控制的PLC控制器为核心、配以相应的外围电路；执行器的驱动电机采用三相交流异步电动机、涡轮蜗杆采用锌铝合金制作，明显简化了系统的结构，降低成本，提高了控制精度。

该型电动执行器是在控制器的控制下完成设定动作的机械执行部分。主要由电动机、主传动机构、手／自切换机构等部分组成，它是用于直接驱动阀门的。

控制器，传感器以及人机对话和远程通讯接口部分，其具体的工作原理和系统结构图如图2所示。从图中可以看见，系统主要包括以下几部分：四种信号的检测模块，系统供电电源，核心控制模块，电机开关控制模块(即接触器、灭弧器)，人机对话接口模块，远程监控通讯接口模块系统的详细构成，硬件设计和软件设计。

本智能型非侵入式电动执行器，是集绝对式光电旋转编码技术、压电传感技术、微控制器技术、总线控制技术、红外遥控技术、高清晰宽屏液晶显示、磁控开关等多种新型技术和先进制造工艺为一体的光机电一体化产品。本产品包括了电机及机械驱动部分、系统电源部分、信号检测部分、控制模块、远程通讯部分以及人机对话接口部分。检测部分利用四种专门设计的传感器检测电机和机械驱动部分的运行状态和故障信息，为控制部分和人机对话部分提供详细的电动执行器运行数据；控制模块根据用户的指令以及电动执行器的运行状况对电机进行相应的控制；远程通讯部分完成电动执行器向DCS的远程中控室提供电动执行器的运行和故障数据，同时接受来自中控室的控制命令，完成相应动作，同时我们的电动执行器可向远程中控室提供阀位和力矩的4—20mA模拟量信号；人机对话接口部分，是操作者与电装之间的桥梁，操作者可以通过红外遥控器和磁控旋钮对电动执行器进行各种相应的操作，同时通过液晶显示模块监视电装的运行状况，并可以完成对电动执行器的调试和参数设定，我们设计了具有很强亲和力的和谐人机对话接口。

为了满足不同的控制需求，我们为电动执行器提供了以下几种控制方式：远程控制具有双线开、双线关、点动、自保持等四种控制方式，现场控制具有点动和自保持两种控制方式。同时我们的智能型电动执行器还具有如下一些功能：自动相序保护和纠正功能；电机过热保护；掉电信息记忆保护、掉电动作信息储存、电机瞬时逆转保护；过力矩保护；阀门卡塞保护；双速关阀功能；行程、力矩精确测量；不同控制方式下电机的正、反转控制；故障情况处理(电源故障、电机过热、电机过力矩等等)。

4．技术概要

高度光机电一体化的电动执行器的开发涉及从硬件到软件，从PLC到单片机，从传感器到控制器，从红外遥控到磁控技术，从模拟技术到数字技术等各方面先进技术，充分体现了现代控制的发展趋势。

传感检测部分技术概要，对于电动执行器而言，力矩和行程是两个重要的检测参数，EXC电动执行器使用了专门设汁的力矩检测机构，以确保对电动装置输出扭矩的控制。在吸收了目前的力矩测量方法基础上，改进了以往产品不注重数据处理的缺点，采用曲线拟合、量程拟合等方法，能根据各台电装的细微不同之处，拟合出适合该电装特性的量程曲线，因此在力矩测量的精度、线性度和重复性上有很大的提高，能达到控制转矩重复误差小于1％的精度。

在行程测量的方法上，EXC系列电动执行器采用了绝对式光电旋转编码的方法采集行程和转速信号，并由电机控制器进行行程控制。绝对式光电旋转编码测量行程的方法属于非接触的绝对式测量方法，掉电仍能记忆位置，是目前最为先进的，精度和可靠性都最高的行程和位置测量方法。目前世界上还没有在电动执行器上使用如此先进的行程测量方法的先例。EXC系列电动执行器在行程测量上可达到30位的绝对测量精度。

系统电源部分技术慨要，电源是系统正常工作所必须具备的基本条件。电动执行器采用的供电方式是三相交流380V或者单相220V。通过专用变压器转换为直流24V电源供内部控制系统使用，在系统内部使用7818和LM336分别提供所需的18V和2.5V直流，使用LM4960提供系统的5V电源。

在主控制模块设计上，首次采用了双控制核心设计，使用了PLC控制器来负责完成电动执行器的控制功能；同时使用了独立的微控制器专门负责完成强大的人机对话接口功能。这样的双核心控制系统不仅保证了电动装置动作的实时性、稳定性，以及故障响应的快速性，而且允许我们在人机对话接口上采用更多新的设计，创造出操作简便的中英文可选操作菜单。

在与中央控制室的信息交换中，不仅提供了数字量和模拟量的数据交换方式，还提供了Profilbus和Modbus两种总线通讯方式，为电动装置接入DCS系统提供了最大的方便。同时系统内部还十分注意与外部的隔离，系统采用了继电器隔离和光耦隔离两种方式。

现代化电动执行器技术的不断发展，对其智能化提出了更高要求。人机对话接口是电动执行器智能化很重要的一部分．这部分担负着操作人员与电动执行器的信息交流，是操作人员实现对电动执行器操控过程的主要环节。简便实用的人机对话接口不仅能提供设备的实用性，更重要的是能节约用户的调试和维护成本。

目前，国内先进的电装大多是直接进口或者在引进国外技术基础上开发的，因此菜单显示内容均是以英文、字符及符号为主，使用起来就相当繁琐，如果能采用图形点阵式液晶屏，通过合理的菜单结构设计和实现，就能实现在小型液晶屏上显示大量的信息，同时可以让设备的最终用户使用最简便的操作方式完成对设备的调试和运行管理，实现国内电动执行器真正的智能化和实用化，因此在国内生产的电动执行器人机接口上采用中文结构化菜单已经成为国内电装生产厂商的当务之急。

EXC智能型电动执行器的设计正是针对目前电动执行器人机对话接口简单、便捷的要求，基于图形点阵式液晶显示技术设计并实现了信息齐全、结构合理、操作简便的中文结构化菜单。使用了串行数据传输方式的宽屏幕液晶模块，利用图形点阵式液晶显示模块显示汉字、图片及滚动闪烁等功能实现菜单的基本要素，采用树状结构的方法使菜单清晰易懂，并且实现了用简单的确认和取消两个按钮来完成复杂菜单的所有操作功能。

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1．前言

自1929年LIMITORQUE制造出了世界上第一台阀门电动装置以来，阀门电动装置获得了较快的发展．国外是将电动执行机构与电动装置视为同一类产品，分别应用于闭环控制系统和开环控制系统。国外的电动执行机构品牌有里米托克(Limitorque)、罗托克(Rotork)、西门子(SIEMENS，电动执行机构部门已被auma收购，改名为S1POS)、奥马(auma)、BlFI、伯纳德(Bernard)、凯士通(Keystone)等，现已分别在国内电力、冶金、石油化工、污水处理及市政等各个行业得到应用。

2．阀门电动装置的发展方向

用户的需求是多种多样的，有希望带控制的、带无线遥控的、带状态显示的、带总线通讯等。现场的工况条件千差万别，如长期潜水、抗辐射、抗震动、耐高温、耐腐蚀、防爆等。总体上阀门电动装置的发展正按照用户需求、工况条件朝着高智能型、高可靠性两个方向发展：

一是随着电力电子技术、计算机技术及通讯技术的快速发展，单片机和新型高速微处理器代替以模拟电子器件为主的阀门电动装置控制单元，阀门电动装置正朝着高智能型方向快速发展，功能越来越强大。适合一般现场工况环境，操作和控制越来越方便。

二是为适应特殊行业的恶劣工况环境，这些场合往往对阀门电动装置自身控制的要求不高，但特别强调高可靠性，通过特殊的机械结构设计和材料选用，经过严酷的试验测试．使阀门电动装置正朝着高可靠性方向发展。

3．高智能型的发展方向

3．1 智能型电动装置的含义

智能型电动装嚣是指配有功率控制部分、微处理器及可加装数字通信接口，具有闭环控制功能，并能够进行故障诊断的电动装置。

在功率控制方面，分为有触点控制和无触点控制，采用接触器为有触点控制，采用固态继电器和变频器为无触点控制，应用于开环控制系统的多采用接触器控制，智能型电动装置一般采用固态继电器控制，高端智能型电动装置采用变频器控制。采用变频控制的有SIPOS和H&B以及扬州电力设备修造厂的2SA8智能型阀门电动装置等，在控制性能、功能方面要比采用固态继电器的产品更丰富。

智能型阀门电动装置控制功能相当丰富，采用了计算机控制技术，使阀门电动装置智能化，如可进行故障自诊断、现场组态、状态显示、具有多种控制模式，具备多种现场总线接口，能与各种自动化设备相匹配，适应控制系统完全数字通信的需求。采用非接触式控制元件，具备红外遥控功能，现场调试与操作时无需打开阀门电动装置，保证了防护性能。

3．2 智能型电动装置的关键技术

智能型电动装置的关键技术是计算机控制技术、电机变频调速技术及数字通信技术在电动装置中的应用。由于采用先进的变频技术，使电动装置能按要求进行各种变速调节，实现特定的操作运行方式及PID调节，改善阀门特性，减少阀门及挡板所受的冲击，提高调节质量。

在智能型电动装置中矢量控制高性能专用变频器得以广泛应用，矢量控制的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。矢量控制的基本控制思想是根据输入的电动机的铭牌参数，按照一定的关系式分别对作为基本控制量的励磁电流和转矩电流进行检测，并通过控制电动机定子绕组上的电压和频率使励磁电流(或者磁通)和转矩电流的指令值和检测值达到一致，并输出转矩，从而实现矢量控制。

3．3 智能型电动装置的抗电磁干扰能力

抗电磁干扰能力是电动装置不可忽视的问题。各种运行的电力设备之间以电磁传导、电磁感应和电磁辐射三种方式彼此关联并相互影响，在一定的条件下会对运行的设备和人员造成干扰、影响和危害。阀门电动装置工作在工业现场，电磁环境比较恶劣，带一体化控制的电动装置都会有电磁干扰，其电子线路要承受严峻的考验，智能型变频电动装置由于壳体内变频器的大电流高频开关动作，其引起的电磁辐射更加突出，必须具有较强的抗电磁辐射干扰能力，需通过电磁兼容试验。

3．4 采用变频控制的智能型变频阀门电动装置的技术特点

智能控制。电动装置控制模块是整个装置的核心，它协调和控制电动装置的各个部件运行。电动装置具备了变频调速功能以后，使得电动装置内部需要检查、管理和组态的参数增多。

故障自诊断。采用全面的故障诊断及保护技术，使电动装置的运行更加安全，维护更加方便。故障诊断内容包括对控制模块的电源部分、变频器工作状态、内部关键器件、电机、阀门以及用户接线等多项内容进行在线检查和智能判断，发现故障后给出提示和报警，并记录在存储器中，便于用户分析故障原因。对影响到电动装置正常运行的严重故障可以立即进入紧急状态。电动装置提供了多种紧急状态下的处理方式由用户组态设定。故障自诊断和保护技术涉及电路硬件分析设计、软件的智能判断和故障冗余等多项技术。同时，对于电动装置电机工作时间、控制模块工作时间、电机起停次数、转矩动作次数、全开全关次数等基本运行情况都进行实时记录，记录亦保存于存储器中。

矢量控制、变频调速。变频器采用矢量控制方式，不仅可使电动装置调速范围宽，而且可以准确控制电动装置的转矩。在现场可按工况要求对电动装置的开、关向速度进行设定。电动装置使用的变频器技术源于通用变频器技术，但又有自己的特点。电动装置要求变频器在整个工频段内保持恒定的输出转矩，在最大额定转矩范围内保证输出转矩的线性和一致性。采用一体化设计的变频器是密封在电动装置内部的。

任意位置缓开、缓闭。电动装置可以在任意位置缓开、缓闭，实现柔性起停和精确的动态定位，在接近设定或极限位置时，变频器自动调整电机供电的频率和电压，降低电机转速，以最低速度慢慢到达位置，避免因惯性对阀门造成的过调和冲撞，有效防止了冲击载荷对阀门及电动装置本体、电机可能造成的损伤，延长使用寿命。

现场总线控制。具备现场总线通信是智能型电动装置所必需的，用户的需求又是多种多样的，因此必须为电动装置配备多种现场总线的接口才能满足市场的需求。目前国际上现场总线标准较多，主要有MODBUS、PROFIBUS、DEVICNET、FF等较流行的现场总线标准。当智能电动装置与现场总线连接时，智能电动装置就成了现场总线控制系统中的一块现场仪表，这时它不仅具有电动装置的功能，还具有控制、运算和通信等功能。

4．高可靠性的发展方向

近年来国内核电发展迅速，需要使用的电动装置数量很可观，大型舰船上也需要使用大量的电动装置，这些特殊应用场合中有其特殊的要求，如抗辐射要求、抗震动要求、耐高温、耐腐蚀的要求等，对电动装置的可靠性提出了苛刻的要求，这些都需要对电动装置所用材料、结构等进行专门的设计和试验方能实现。

由于核级产品的工况要求最为苛刻，下面以核级阀门电动装置为例加以介绍。核级阀门电动装置有开关型和调节型两种形式，分别应用于开环控制系统和闭环控制系统。核级阀门电动装置的标准：EJ/Tl022.11—96主要参照RCC—E标准，而EJ／T531则完全等同IEEE382。

4．1 核级阀门电动装置的安全等级

核级阀门电动装置的安全等级为1E级(1E级：是反应堆和核电厂电气设备和系统的一个安全级别。参照标准EJ／T531的定义)。在GB／T15474核电厂仪表和控制系统及其供电设备安全分级标准中还有安全有关的(SR)设备以及非安全重要(NS)设备，其中安全级(1E)设备的使用条件最为苛刻。典型的安全级(1E)仪表及其供电系统设备如：反应堆保护系统，安全执行系统的仪表和控制设备，专设安全设施(如应急堆芯冷却系统、安全壳喷淋系统、安全壳空气控制系统、蒸汽发生器辅助给水系统和安全壳隔离系统)的某些仪表和装置设备，安全系统辅助设施(如设备冷却水系统、应急厂用水系统)的某些仪表和执行设备，某些辐射检测系统以及逆变装置等。

从设计开始，就应尽可能全面的核实电动装置的实际工况条件，在安全级的系统中，有些设备可能是非安全级的；在安全有关的系统中，有些设备可能是安全级的，应针对具体情况具体对待。

4．2 核级阀门电动装置的产品分类

参照标准EJ/T1022．11，核级阀门电动装置可分为：Kl类、K2类和K3类。

K1类核级阀门电动装置是指安装在核反应堆安全壳以内，在正常的环境条件下和在SL2(安全停堆地震动)载荷下以及在事故期间或事故之后仍能够执行规定的功能。

K2类核级阀门电动装置是指安装在核反应堆安全壳以内，在正常的环境条件下和在SL2(安全停堆地震动)载荷下仍能执行规定的功能。

K3类核级阀门电动装置是指安装在核反应堆安全壳以外，在正常的环境条件下和在SL2(安全停堆地震动)载荷下仍能执行规定的功能。

4．3 核级阀门电动装置的相关试验

热老化试验。热老化模拟试验是证明在加速热老化环境作用下和作用以后被试验驱动装置的可运行性，加速热老化模拟环境相当于设备安装寿命期间预期的正常热老化环境。在EJ/T531中规定加热阀门电动装置至138℃并保持该温度进行正常热老化模拟。在EJ/T1022.11中规定阀门将电动装置在干燥的空气中加热至135℃，试验950h。对于不同于135℃的试验温度和试验时间按公式另行计算。

机械磨损老化试验。阀门电动装置应在加载情况下，经2000次循环动作试验。该试验应在辐照试验前后各进行1000次。

辐照试验。标准对此要求差异比较大，RCC—E要求70℃下辐照老化为250KGy，事故辐照为600KGy。EJ/T1022.11—96中规定：辐照在干燥的空气中进行，温度70±3℃，辐照老化累计辐照剂量250kGy，事故辐照剂量600 KGy，总累计剂量850 kGy，剂量率为O.25±O.14Gy/s。而IEEE382辐照老化是常温下700 KGy，事故辐照为1200KGy。

承压试验。将阀门电动装置置于压力为O.49 MPa的压力容器中进行气体加压试验，每次加压时间为3min，共进行15次。要求电动装置运转正常，壳体及各主要零部件不得损坏。

振动试验。分别在阀门电动装置的三个正交轴向施加幅值为O.75g的正弦扫描激振信号，扫描频率范围从5HZ到200HZ再到5HZ，扫描速度为2倍频程/分，每个方向施加振动时间为90分钟。驱动机构在负荷下每l5分钟开关一次。

动态特性探察试验。分别在阀门电动装置的三个正交轴向输入加速度幅值不大于O.2g的白噪声进行激振，测量机构的自振频率和阻尼比。振动时间不少于120s，试验分别在机构阀门开启和关闭两种状态下进行。

抗震鉴定试验。试验分别在三个正交轴向进行。采用阀门电动装置的上安装面(或相近位置，视安装情况而定)处的加速度信号作为控制信号完成0BE和SSE地震试验。

失水事故(LOCA)环境实验。参照RCC—E标准可分为状态调节阶段、第一阶段LOCA环境试验、第二阶段LOCA环境试验、事故后环境工况试验。

寿命试验。寿命试验是在未经老化和失水事故试验的样机上进行的。参照标准EJ/T1022.11在运行转矩(1/3最大控制转矩)载荷下进行20000次的寿命试验。

4.4 lE级Kl类核级阀门电动装置的技术特点

鉴定寿命长。由于K1类产品的需要经受辐照、腐蚀、高温、高湿度环境，并要满足40年的使用寿命要求．在核级阀门电动装置的设计时需要求零配件、油漆、箱体、控制机构、电气元件、密封件以及所有非金属件选择能够符合要求的材料。

辐照剂量大。由于核级阀门电动装置需要经受辐射和高温等严酷试验、对可靠性要求非常高，所以需对电机、导线、行程开关、力矩开关、接插件包括导线等所有电气器件都采用特殊要求的产品，并进行辐照老化试验。

抗震要求高。能经受5次OBE加1次SSE 地震载荷．OBE 地震加速度在X、Y、z轴线上单方向为4g，SSE地震加速度在X、Y、z轴线上单方向为6g，整机固有振动频率大于33Hz。针对核级产品在抗振和抗震上的要求，产品在保证强度的前提下精确设计每一个零配件，尽量减轻整机重量，同时合理布置．做到重心尽量靠近中心线，同时尽量降低重心的高度。

LOCA环境试验恶劣。LOCA小室由室温预热至50℃，从预热开始计时，在50±10℃rF持续24h。第一阶段LOCA在30秒内温度由50℃快速升至156～160℃，在156℃以上保持12min后在封闭条件下自然降温至50℃。第二阶段LOCA在30s内温度由50℃快速升至156℃以上，在156℃恒温200秒后开始化学喷淋(喷淋液含1.5％硼酸和0.6％氧氧化钠)，时间延续96h。事故后环境工况试验在100±5℃恒温恒压保持240h后，关闭样机电源及试验区热源。

5．总结

高智能型与高可靠性是从实际情况出发。考虑的侧重点有所不同。只有对用户使用需求、工况环境条件有了充分了解．并采取相应的技术措施，才能符合阀门电动装置的发展方向。

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