1 偏心旋轉閥概述
1.1 偏心旋轉閥的結構
生產聚丙烯的系統(tǒng)的偏心旋轉閥主要是由氣動執(zhí)行機構以及偏心旋轉閥兩個部分組成，氣動執(zhí)行機構主要包括兩種形式。由下圖1可以看出，與其他閥所不同的是，偏心旋轉閥的構造十分新穎，主要在于旋轉閥的閥體接近一個圓筒的形狀，閥芯球面的中心線與閥軸旋轉中心之間設計了一個偏心距，當閥軸帶動閥芯旋轉時，閥芯球面相對于閥體中心做偏心旋轉，其軌跡呈凸輪狀曲線，當閥關閉時，閥芯的柔臂發(fā)生彈性變形，使閥芯球面與閥座緊密貼合，達到可靠的密封。下圖1就是偏心旋轉閥的結構示意圖。
由上圖可以看出，偏心旋轉閥的結構確實比較新穎，在設計上面與其他的旋轉閥不同。其具體的工作原理為：首先，生產聚丙烯的兩種原料——丙烯及氫氣經過最上端的減壓閥1和2，然后上述氣體主要分為兩路：一路是經過減壓閥1給位于反應設備內部的定位器進行供氣，一般將此定位器的壓強設置為27000Pa；另一路通過減壓閥2給左面的汽缸進行供氣，設定為上述壓強的一半，即為13500Pa。在這個過程中，一般將通過恒壓閥對汽缸內的壓力進行控制，控制在一個特定的值，一般通過恒壓閥將其壓力設定在13500Pa。上述定位器主要采用的是單向輸出電氣閥門定位器，其所起的作用為正作用。當定位器的輸入信號逐漸增加時，那么此時需要輸出的氣體的壓強就會增加，右面的汽缸的壓強也會隨之而增加，此時上述所增加的壓強推動了活塞向左進行移動，從而關閉了閥門，氣體就不能通過閥門輸出了。這個時候，左面的汽缸的壓力也逐漸增大。通過恒壓閥的作用，向外排氣使得汽缸的壓力保持在13500Pa。偏心旋轉閥主要就是通過上述的壓力反饋而使得左右兩個汽缸內的壓力達到平衡，最終使得閥位控制在一定的角度。
1.2 偏心旋轉閥的優(yōu)點
與普通的壓力控制閥相比，上述系統(tǒng)的偏心旋轉閥具有如下幾個方面的優(yōu)點：（1）質量較輕，容積較小，而且氣密性非常好；（2）流程較為簡單，阻力小，流通能力非常大；（3）能夠適用范圍較大的溫度，最高可以適應450℃的溫度；（4）可以抗氣體腐蝕，在流程工業(yè)中節(jié)流可引起大量的氣蝕，氣蝕可能損壞管道，產生不可接受的噪音等級，同時還可對計量系統(tǒng)產生擾動而引起不清楚或不可靠的讀數(shù)，旋轉閥具有堅同的設計，大大減少了由于水錘現(xiàn)象造成閥門動作失敗，同時其閥芯可以吸收部分多余的能量，明顯地降低氣蝕及相關的問題；（5）適合于有懸浮顆粒物、大流量、高粘度以及大差壓場合。閥芯球面可以產生偏心運動，這樣可以大大地減少操作過程中而產生的力矩，且具體操作時，能夠保持穩(wěn)定。該閥在施加較小的力矩時，可以獲得高度密封的效果。存在兩種流向，且呈現(xiàn)動態(tài)流動，穩(wěn)定性也非常好，在流開及流關安裝過程中，流量的特性不會發(fā)生改變。
2 偏心旋轉閥應用
2.1 應用過程中需要注意的幾個問題
針對偏心旋轉閥結構特點以及液相雙環(huán)管聚丙烯反應過程中的特殊性，對偏心旋轉閥的使用過程中需要注意如下幾個方面的問題。
2.1.1 閥門Cv值的確定
在對偏心旋轉閥的閥門Cv值進行確定及選擇時，需要考慮兩個方面的限制因素：（1）對下游設備的負荷能力的考慮，偏心旋轉閥的流通能力的大小不能超過事先所設定好的限制；（2）對未來裝置擴大生產能力的考慮，可以選擇較大Cv值的偏心旋轉閥的閥門，并且需要通過的DCS組態(tài)過程中對輸出回路設置輸出上線設置使之不會超過工藝要求的上限。
2.1.2 對流體流動的方向的確定
按照閥體的箭頭方向來對流體流動的方向進行確定。在這里需要特別注意的是，由于從原則上而言，偏心旋轉閥可以選擇雙向流向，除執(zhí)行機構力矩不同外不會影響調節(jié)特性。
2.1.3 閥門定位器的選擇
為實現(xiàn)閥門的精確可靠控制，經過比較，決定選用西門子SIPARTPSI智能型電氣閥門定位器。
2.2 偏心旋轉閥的改進
由上面對偏心旋轉閥的結構進行介紹可知，偏心旋轉閥具有設計上的不合理性，主要表現(xiàn)在：閥的響應能力較差，響應較慢；設定的時間常數(shù)非常之大；閥盤根泄漏較為嚴重；而且裝置在較高溫度，較高壓強的條件下進行，因此存在著極大的安全隱患。在圖1的基礎上，將偏心旋轉閥的結構作如下圖2的改進：
將圖1和圖2作了一下比較，主要是對如下兩個方面進行了調整及改進。
2.2.1 閥門執(zhí)行器氣缸驅動控制方式的改變
由恒壓閥保持恒壓驅動左氣缸，與單輸出電氣閥門定位器驅動右氣缸的組合驅動方式，改為采用高精度的雙輸出定位器驅動方式。取消減壓閥2、恒壓閥氣路組件，將單輸出定位器更換成高精度的雙輸出定位器，所有的氣源控制集成在一臺定位器中實現(xiàn)，從而減少外部的一些性能較差的輔助組件。使現(xiàn)有的控制精度更高，閥門更趨于經濟。
2.2.2 SIPARTPSI定位器的功能特點
該定位器由微控制器（CPU）、A/D（D/A）轉換器、壓電導向控制的氣動閥等組成，其主要特點：用壓電控制閥取代了噴嘴擋板機構，給定值和實際值的比較完全是電信號，不再是力的平衡，大大提高了可靠性，降低了能耗；采用微處理器，實現(xiàn)智能化，通過軟件組態(tài)，可自動修改控制參數(shù)（在線自適應控制算法），補償機械摩擦的變化和填料老化所造成的問題，達到良好的控制效果。
3 結論
綜上所述可知，當前石油化工化以及煉化裝置一體化裝置規(guī)模大大擴大，在生產過程中，對于儀表及其控制系統(tǒng)的要求也越來越嚴格。偏心旋轉閥由于能夠達到上述要求，因此被廣泛地應用。但是在實際的使用過程中，需要注意安全生產的要求，對其生產的工藝特點以及流程進行很好地把握，對裝置進行一定程度的改進，這樣方能提供較為安全可靠的生產。
