催化裂化装置滑阀故障分析

来源:用户上传      作者: 张斌

　　摘要：通过对滑阀工作原理及其典型事故进行剖析，提出了滑阀管理方法和预防事故发生的有效措施。
　　关键词：滑阀；电液执行机构
　　前言
　　塔西南石化厂催化装置反再单元共有7台电液滑阀，在催化生产中起着至关重要的作用。但由于电液滑阀较为复杂，元器件多，密封件多， 在运行过程中难免出现故障。为使电液滑阀的故障率降到最低限度， 减少非计划停工， 本文结合石化厂实际情况，对其近几年运行状况和常见故障进行了分析总结，并提出滑阀管理方法和预防事故发生的有效措施。
　　1.滑阀的构成及工作原理
　　滑阀分为阀体部分和电液自动控制执行机构。
　　1.1.电液滑阀执行机构的构成
　　BDY9-BⅡ电液滑阀执行机构是九江仪表厂为炼油厂滑阀快速自保而专门设计的一种新型电液执行机构。其主要由电气控制系统，电液伺服油缸，油泵以及位移传感器作为反馈元件组成了典型的电液伺服位置自动控制系统。
　　1.2.电液滑阀执行机构的工作原理
　　电气控制系统输入端接受4～20mA 输入主令信号经规格化处理转换成0～10V的电压信号，同时接受位移传感器现场测得的实际阀位，经规格化处理转换成0～10V电压信号，二者在伺服放大器中比较得其差值经电压放大，功率放大后驱动电液射流管阀，控制油缸的运动方向，通过机械联杆，推动蝶阀转动，直到输入主令信号和位移传感器输出的反馈信号之差值为零，这时伺服阀的控制电流也接近于零，伺服阀的阀芯处于中位，无液压油输出，使油缸中的活塞停留在与输入主令信号相对应的位置上，从而达到电液位置自动控制的目的。
　　2.滑阀的典型故障和处理
　　2.1.滑阀内件紧固螺栓断裂及预防
　　滑阀长期处于高温状态下，滑阀内部紧固螺栓的高温蠕变疲劳断裂是最为常见的内件故障问题。
　　在生产过程中，内件螺栓的损坏表现为滑阀功能性故障。常见滑阀内件螺栓松脱和断裂之后的现象主要是内部泄漏、滑阀出现卡涩，甚至卡死的故障。 滑阀内部紧固螺栓在正常使用5-8年之后， 推荐更换一次，如果使用中常有超过设计温度的情况，其螺栓寿命应相应减短。因此周期性更换是减免滑阀螺栓断裂的重要手段。
　　2.2.滑阀杆密封泄漏处理
　　滑阀的阀杆在工作中相对于阀体都作往复运动，长期使用阀杆会出现泄漏问题。主要原因是阀杆的密封系统材料失效或者在使用中维护不当。
　　2.3.滑阀阀道磨损造成滑阀运行卡塞
　　滑阀阀板和阀道之间的间隙是有严格的间隙要求，如果间隙过大就会造成滑阀在运行过程中有卡塞的现象，严重时将会造成卡死，引起严重的事故。2012年，双动滑阀的阀道由于运行年限较长，造成间隙过大，出现过此种故障。解决办法是定期检查和更换阀道。
　　2.4.滑阀阀杆脱落
　　滑阀阀杆是连接阀板和油缸的连接部件，除了承受阀板的轴向推、拉应力外还会承受紧固螺纹的旋转应力，因此严格安装紧固件，防止阀杆脱落避免滑阀失控。2012年，待滑阀的阀杆由于紧固件安装不牢靠导致阀杆脱落滑阀失控，解决办法是定期检查紧固件，并检查螺纹损伤情况。
　　2.5.电液自动控制执行机构的常见故障及预防
　　2.5.1.伺服阀故障
　　伺服阀是保证电液执行机构平稳运行的关键，也是造成系统故障的主要原因。伺服阀的滤芯极易被油污堵住，造成伺服阀不能正常工作，伺服阀故障其现象是输入信号时电液滑阀执行机构往一个方向运行，判断方法是当电液滑阀执行机构往一个方向运行时，如果操作手动换向阀实现液压手动操作能使“阀开”或“阀关”就是伺服阀出现故障。
　　2.5.2.阀位传感器故障
　　阀位传感器的作用是输出阀位反馈信号，当阀位传感器故障反馈中断时，电液执行机构按故障产生时刻就地锁定阀的位置，不会使滑阀运行至极限状态――全开或全关，避免事故扩大。阀位传感器故障现象其现象是输入信号时电液滑阀执行机构动作而没有反馈信号输出。
　　2.5.3.伺服油缸活塞密封环损坏
　　2008年9月催化装置检修期间，发现双动滑阀西侧的那台滑阀液压系统管路和执行机构颤动剧烈，而且声音异常。后来发现在现场通过位置控制器改变给定值的过程中，系统压力急剧下降很快又恢复正常，系统压力低报警指示灯闪烁持续了约4秒左右，这个时间里液压系统管路和执行机构在颤动，当系统压力低报警消失后颤动也随即消失。初步判断问题可能出在伺服油缸，检修油缸发现活塞封环损坏，更换后系统正常。
　　3.电液自动控制系统的维护与保养
　　3.1. 液压控制阀管理
　　液压控制阀作为电液系统组成部分， 安装在液压泵和液压缸之间，在系统中不作功， 只对执行元件起控制作用。在日常运行维护中， 应依据液压控制阀动作的频繁程度设立不同的维护计划。
　　3.1.1.对于频繁动作的液压控制阀，应定期更新。如对于伺服阀，应该依据实际情况定期更新，避免阀芯磨损带来的负面影响。
　　3.1.2.对于偶尔动作的液压控制阀， 应依据生产实际，制订计划在线试验其灵活性。
　　3.1.3.对于外弹簧式控制阀，应定期清洗。
　　3.2.液压油管理
　　液压系统的主要问题常由于液压油的品质问题或是电液控制阀的失效引起。电液控制阀故障的主要原因是液压油的清洁问题。因此， 液压油的更换和管理是保障滑阀安全高精度运行的基础条件。保障液压油质量的稳定及清洁度，有利于提高液压系统的可靠性。
　　3.2.1.滑阀油选择。严格按照使用说明书规定的油品使用液压油。
　　3.2.2.油液清洁度。
　　3.2.3.油温。油温主要影响油的粘度。油温过低会使粘度增大使吸油困难。油温过高会使粘度降低、油质变化、泄漏量增加、油液老化和变质，还会使密封件加速老化、变质和失效。
　　3.2.4.保持足够的油量。输油量由执行装置的速度决定。为此，要求油箱的液面要尽量接近规定范围的上限。
　　4.结束语
　　滑阀作为催化裂化装置的关键设备，其运行情况直接关系到催化裂化装置能否较好的长周期运行。加大日常维护管理、预防性维护必将会促进滑阀设备维护工作。
　　参考文献：
　　[1] 韩二豹，韩小兵.电液执行机构的应用及维护[J].河北工程技术高等专科学校学报，2008/1.
　　[2] 九江仪表厂. BDY9-BⅡ电液滑阀执行机构使用维护说明书[Z].
　　[3] 黄安贻.液压传动[M].西南交通大学出版社，2005/5.
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