催化裂化裝置滑閥故障分析

摘要：通過對滑閥工作原理及其典型事故進(jìn)行剖析，提出了滑閥管理方法和預(yù)防事故發(fā)生的有效措施。

關(guān)鍵詞：滑閥；電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)

前言

塔西南石化廠催化裝置反再單元共有7臺電液滑閥，在催化生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用。但由于電液滑閥較為復(fù)雜，元器件多，密封件多， 在運(yùn)行過程中難免出現(xiàn)故障。為使電液滑閥的故障率降到最低限度， 減少非計劃停工， 本文結(jié)合石化廠實(shí)際情況，對其近幾年運(yùn)行狀況和常見故障進(jìn)行了分析總結(jié)，并提出滑閥管理方法和預(yù)防事故發(fā)生的有效措施。

1.滑閥的構(gòu)成及工作原理

滑閥分為閥體部分和電液自動控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

1.1.電液滑閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的構(gòu)成

BDY9-BⅡ電液滑閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)是九江儀表廠為煉油廠滑閥快速自保而專門設(shè)計的一種新型電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其主要由電氣控制系統(tǒng)，電液伺服油缸，油泵以及位移傳感器作為反饋元件組成了典型的電液伺服位置自動控制系統(tǒng)。

1.2.電液滑閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理

電氣控制系統(tǒng)輸入端接受4～20mA 輸入主令信號經(jīng)規(guī)格化處理轉(zhuǎn)換成0～10V的電壓信號，同時接受位移傳感器現(xiàn)場測得的實(shí)際閥位，經(jīng)規(guī)格化處理轉(zhuǎn)換成0～10V電壓信號，二者在伺服放大器中比較得其差值經(jīng)電壓放大，功率放大后驅(qū)動電液射流管閥，控制油缸的運(yùn)動方向，通過機(jī)械聯(lián)桿，推動蝶閥轉(zhuǎn)動，直到輸入主令信號和位移傳感器輸出的反饋信號之差值為零，這時伺服閥的控制電流也接近于零，伺服閥的閥芯處于中位，無液壓油輸出，使油缸中的活塞停留在與輸入主令信號相對應(yīng)的位置上，從而達(dá)到電液位置自動控制的目的。

2.滑閥的典型故障和處理

2.1.滑閥內(nèi)件緊固螺栓斷裂及預(yù)防

滑閥長期處于高溫狀態(tài)下，滑閥內(nèi)部緊固螺栓的高溫蠕變疲勞斷裂是最為常見的內(nèi)件故障問題。

在生產(chǎn)過程中，內(nèi)件螺栓的損壞表現(xiàn)為滑閥功能性故障。常見滑閥內(nèi)件螺栓松脫和斷裂之后的現(xiàn)象主要是內(nèi)部泄漏、滑閥出現(xiàn)卡澀，甚至卡死的故障。 滑閥內(nèi)部緊固螺栓在正常使用5-8年之后， 推薦更換一次，如果使用中常有超過設(shè)計溫度的情況，其螺栓壽命應(yīng)相應(yīng)減短。因此周期性更換是減免滑閥螺栓斷裂的重要手段。

2.2.滑閥桿密封泄漏處理

滑閥的閥桿在工作中相對于閥體都作往復(fù)運(yùn)動，長期使用閥桿會出現(xiàn)泄漏問題。主要原因是閥桿的密封系統(tǒng)材料失效或者在使用中維護(hù)不當(dāng)。

2.3.滑閥閥道磨損造成滑閥運(yùn)行卡塞

滑閥閥板和閥道之間的間隙是有嚴(yán)格的間隙要求，如果間隙過大就會造成滑閥在運(yùn)行過程中有卡塞的現(xiàn)象，嚴(yán)重時將會造成卡死，引起嚴(yán)重的事故。2012年，雙動滑閥的閥道由于運(yùn)行年限較長，造成間隙過大，出現(xiàn)過此種故障。解決辦法是定期檢查和更換閥道。

2.4.滑閥閥桿脫落

滑閥閥桿是連接閥板和油缸的連接部件，除了承受閥板的軸向推、拉應(yīng)力外還會承受緊固螺紋的旋轉(zhuǎn)應(yīng)力，因此嚴(yán)格安裝緊固件，防止閥桿脫落避免滑閥失控。2012年，待滑閥的閥桿由于緊固件安裝不牢靠導(dǎo)致閥桿脫落滑閥失控，解決辦法是定期檢查緊固件，并檢查螺紋損傷情況。

2.5.電液自動控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的常見故障及預(yù)防

2.5.1.伺服閥故障

伺服閥是保證電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵，也是造成系統(tǒng)故障的主要原因。伺服閥的濾芯極易被油污堵住，造成伺服閥不能正常工作，伺服閥故障其現(xiàn)象是輸入信號時電液滑閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)往一個方向運(yùn)行，判斷方法是當(dāng)電液滑閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)往一個方向運(yùn)行時，如果操作手動換向閥實(shí)現(xiàn)液壓手動操作能使“閥開”或“閥關(guān)”就是伺服閥出現(xiàn)故障。

2.5.2.閥位傳感器故障

閥位傳感器的作用是輸出閥位反饋信號，當(dāng)閥位傳感器故障反饋中斷時，電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)按故障產(chǎn)生時刻就地鎖定閥的位置，不會使滑閥運(yùn)行至極限狀態(tài)——全開或全關(guān)，避免事故擴(kuò)大。閥位傳感器故障現(xiàn)象其現(xiàn)象是輸入信號時電液滑閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作而沒有反饋信號輸出。

2.5.3.伺服油缸活塞密封環(huán)損壞

2008年9月催化裝置檢修期間，發(fā)現(xiàn)雙動滑閥西側(cè)的那臺滑閥液壓系統(tǒng)管路和執(zhí)行機(jī)構(gòu)顫動劇烈，而且聲音異常。后來發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)場通過位置控制器改變給定值的過程中，系統(tǒng)壓力急劇下降很快又恢復(fù)正常，系統(tǒng)壓力低報警指示燈閃爍持續(xù)了約4秒左右，這個時間里液壓系統(tǒng)管路和執(zhí)行機(jī)構(gòu)在顫動，當(dāng)系統(tǒng)壓力低報警消失后顫動也隨即消失。初步判斷問題可能出在伺服油缸，檢修油缸發(fā)現(xiàn)活塞封環(huán)損壞，更換后系統(tǒng)正常。

3.電液自動控制系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)

3.1. 液壓控制閥管理

液壓控制閥作為電液系統(tǒng)組成部分， 安裝在液壓泵和液壓缸之間，在系統(tǒng)中不作功， 只對執(zhí)行元件起控制作用。在日常運(yùn)行維護(hù)中， 應(yīng)依據(jù)液壓控制閥動作的頻繁程度設(shè)立不同的維護(hù)計劃。

3.1.1.對于頻繁動作的液壓控制閥，應(yīng)定期更新。如對于伺服閥，應(yīng)該依據(jù)實(shí)際情況定期更新，避免閥芯磨損帶來的負(fù)面影響。

3.1.2.對于偶爾動作的液壓控制閥， 應(yīng)依據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，制訂計劃在線試驗(yàn)其靈活性。

3.1.3.對于外彈簧式控制閥，應(yīng)定期清洗。

3.2.液壓油管理

液壓系統(tǒng)的主要問題常由于液壓油的品質(zhì)問題或是電液控制閥的失效引起。電液控制閥故障的主要原因是液壓油的清潔問題。因此， 液壓油的更換和管理是保障滑閥安全高精度運(yùn)行的基礎(chǔ)條件。保障液壓油質(zhì)量的穩(wěn)定及清潔度，有利于提高液壓系統(tǒng)的可靠性。

3.2.1.滑閥油選擇。嚴(yán)格按照使用說明書規(guī)定的油品使用液壓油。

3.2.2.油液清潔度。

3.2.3.油溫。油溫主要影響油的粘度。油溫過低會使粘度增大使吸油困難。油溫過高會使粘度降低、油質(zhì)變化、泄漏量增加、油液老化和變質(zhì)，還會使密封件加速老化、變質(zhì)和失效。

3.2.4.保持足夠的油量。輸油量由執(zhí)行裝置的速度決定。為此，要求油箱的液面要盡量接近規(guī)定范圍的上限。

4.結(jié)束語

滑閥作為催化裂化裝置的關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行情況直接關(guān)系到催化裂化裝置能否較好的長周期運(yùn)行。加大日常維護(hù)管理、預(yù)防性維護(hù)必將會促進(jìn)滑閥設(shè)備維護(hù)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1] 韓二豹，韓小兵.電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及維護(hù)[J].河北工程技術(shù)高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2008/1.

[2] 九江儀表廠. BDY9-BⅡ電液滑閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用維護(hù)說明書[Z].

[3] 黃安貽.液壓傳動[M].西南交通大學(xué)出版社，2005/5.