淺談53000Nm?/h空分高壓空氣截止閥故障分析及應(yīng)急處理

劉競爭

摘要：由于大型內(nèi)壓縮空分裝置高壓空氣截止閥的特殊意義，針對本公司出現(xiàn)過的故障情況，進(jìn)行分析總結(jié)，并針對閥門進(jìn)行事故預(yù)想制定措施。

關(guān)鍵詞：高壓空氣截止閥; 故障分析; 應(yīng)急處理措施; 冷損 ;精餾工況

前言：大型內(nèi)壓縮空分裝置中高壓空氣截止閥，是生產(chǎn)的重中之重，精餾塔工況建立時(shí)，初期下塔回流液就是節(jié)流后的高壓空氣液化產(chǎn)生的，是整個(gè)工況的基礎(chǔ)，高壓空氣截止閥是否能正常投用并全開，關(guān)系到整個(gè)裝置能否正常運(yùn)行及運(yùn)行負(fù)荷的大小，閥門開度小，不能全開時(shí)，由于正流空氣氣量小，且節(jié)流后，空氣壓力低、流速快，導(dǎo)致板式換熱器換熱效果變差，高壓板式換熱器復(fù)熱不完全，使反流氣體溫度過低、冷損變大，裝置負(fù)荷提不起來，整個(gè)裝置能耗增大，后系統(tǒng)也會由于氣氧負(fù)荷低，裝置只能維持低負(fù)荷運(yùn)行，使全公司的經(jīng)濟(jì)效益受到影響;如果開度過小，則由于精餾工況無法建立，分離裝置無法運(yùn)行;因此，該閥門是否完好，對于空分裝置有著非同尋常的意義。

1 空分裝置簡介

本套空分裝置主要由壓縮系統(tǒng)、分離系統(tǒng)組成，生產(chǎn)能力為53000m/h氧、81000m3/h氮。

壓縮系統(tǒng)空氣壓縮機(jī)為離心式：主空壓縮機(jī)RIKT125-4 （MAC）和空氣增壓機(jī)RG50- 5（BAC），由德國曼透公司設(shè)計(jì)制造，共用一臺德國西門子公司設(shè)計(jì)制造透平汽輪機(jī)（SST600-HNK50/71）驅(qū)動，節(jié)省投資并提高蒸汽轉(zhuǎn)換效率。

分離系統(tǒng)是一套采用填料塔、雙泵內(nèi)壓縮和前段預(yù)凈化流程的制氧裝置，即采用常溫分子篩預(yù)凈化、空氣增壓透平膨脹機(jī)提供裝置所需冷量，空氣增壓膨脹，雙塔精餾、液氧、液氮泵內(nèi)壓縮流程，且全精餾無氫制氬。主要機(jī)泵等動設(shè)備和高壓板式換熱器及關(guān)鍵閥門均由國外配套。同時(shí)采用DCS進(jìn)行操作和控制，使空分裝置始終在最佳經(jīng)濟(jì)點(diǎn)運(yùn)行。

因此，本套裝置具有流程簡單、操作簡便、運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠等特點(diǎn)，大大延長裝置的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期。

2 事情經(jīng)過一

2011年9月29日11：10，該公司空分車間加溫結(jié)束，分離裝置準(zhǔn)備開車。中控操作過程中主操發(fā)現(xiàn)高板正流高壓空氣氣量與日常操作有偏差。現(xiàn)場人員立即到現(xiàn)場檢查高壓空氣截止閥和高壓空氣節(jié)流閥的閥位狀態(tài)。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)高壓空氣截止閥在開、關(guān)的過程中，閥桿不隨手輪的啟動而轉(zhuǎn)動，初步判斷高壓空氣截止閥閥門傳動故障。立即通知檢修人員進(jìn)行拆檢。

拆檢閥門后發(fā)現(xiàn)閥桿上少裝一個(gè)鍵，閥門在開關(guān)過程中剪切力過大，發(fā)生滾鍵現(xiàn)象，最終導(dǎo)致閥門渦輪蝸桿傳動結(jié)構(gòu)傳動失效。傳動結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動但是閥桿實(shí)際不動作，致使閥門實(shí)際開度與指示開度有30°的偏差。檢修人員立即加工鍵，重新將傳動結(jié)構(gòu)復(fù)位。13：50，閥門修復(fù)完畢，可以正常操作。

2.1事故原因

（一）直接原因

1、閥門出廠時(shí)少裝一個(gè)鍵，開關(guān)閥門時(shí)鍵所承受剪切力過大導(dǎo)致滾鍵，使閥門卡塞開度有誤。

（二）間接原因

1、此球閥只有開、停車時(shí)操作一次，平時(shí)不進(jìn)行操作，日常維護(hù)不到位，導(dǎo)致閥門有卡澀現(xiàn)象。

2、該閥門為高壓閥門，其密封壓制較緊，開關(guān)過程中用力較大。

2.2 防范措施

1、空分車間制定閥門操作手冊，對各類閥門的操作及維護(hù)進(jìn)行指導(dǎo)。

2、加強(qiáng)閥門潤滑管理，確保各類閥門靈活好用。

3、加強(qiáng)設(shè)備驗(yàn)收管理，避免設(shè)備本身存在故障。

3 事故經(jīng)過二

2012年5月3日下年15：00，該公司空分車間系統(tǒng)開車，5月4日凌晨1：00向下塔引氣過程中，控制室操作人員發(fā)現(xiàn)高壓空氣進(jìn)下塔流量無指示，污氮?dú)獬龈甙鍦囟冗^低且無法控制，立即通知現(xiàn)場人員檢查高壓空氣截止閥和高壓空氣節(jié)流閥閥門的開度，現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)高壓空氣截止閥閥門前后振動異常，轉(zhuǎn)動其手輪，流量和壓力無變化。經(jīng)設(shè)備部和公司領(lǐng)導(dǎo)再次確認(rèn)后，于5月4日中午進(jìn)行停車處理。停車檢查發(fā)現(xiàn)高壓空氣截止閥閥頭仍處于關(guān)閉狀態(tài)，閥桿發(fā)生形變。

3.1事故原因

（一）直接原因

高壓空氣節(jié)流閥閥門關(guān)不嚴(yán)，閥門前、后壓差大，并且受溫度影響，閥門熱脹冷縮而卡住，且高壓空氣截止閥閥門在操作過程中，開關(guān)非常吃力，需要兩個(gè)人同時(shí)操作，反復(fù)的開關(guān)，閥桿強(qiáng)度下降，受力發(fā)生形變，造成閥門無法打開。

（二）間接原因

高壓空氣截止閥該閥門屬于手動球閥，曾發(fā)生過一次開關(guān)過程中閥桿鍵銷脫落而不能打開到位的現(xiàn)象，后經(jīng)現(xiàn)場處理后認(rèn)為恢復(fù)正常，放松管理，重視不到位。

3.2 防范措施

1、抓好備品備件和備機(jī)管理，以便對異常設(shè)備在機(jī)會檢修中及時(shí)更換。

2、對有故設(shè)備各廠給予重視，不要把異常當(dāng)作正常，采取正確的措施加以控制。

3、開車前認(rèn)真做好閥門確認(rèn)，確保開車過程中閥門能開關(guān)到位靈活好用。

高壓空氣截止閥如何操作，無法全開時(shí)的危害，以及如何應(yīng)急處理？

操作：（1）確認(rèn)高壓空氣節(jié)流閥關(guān)閉，高壓空氣露點(diǎn)置換合格。

（2）打開高壓空氣截止閥旁通充壓。

（3）均壓結(jié)束后，手動全開高壓空氣截止閥，關(guān)閉其旁通閥。

（4）打開高壓空氣截止閥后，再提高壓空氣壓力。

危害：（1）若高壓空氣截止閥開度較小，因氣量不足，無法維持正常生產(chǎn)。

（2）若高壓空氣截止閥開度較大但未全開，則能夠滿足正常生產(chǎn)。但因閥后壓力降低、流速增大，導(dǎo)致板式換熱效果變差，節(jié)流效果變差，副產(chǎn)品產(chǎn)量減少，消耗增大。

措施：（1）因高壓空氣截止閥故障無法全開時(shí)，全開其旁通閥。

（2）在線檢查更換閥桿鍵銷。

（3）必要時(shí)裝置降負(fù)荷，關(guān)閉高壓空氣節(jié)流閥，開高壓空氣截止閥旁通均壓后，再開高壓空氣截止閥。

（4）若仍無法打開，則停車后拆檢。

總結(jié)：自第一次事故后，對高壓空氣截止閥加強(qiáng)了潤滑管理，但是未引起足夠的重視，所以才會有第二次事故的發(fā)生，目前該閥門嚴(yán)格按照事故總結(jié)方案進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，確保閥門處于正常狀態(tài)，并制定應(yīng)急預(yù)案組織學(xué)習(xí)，截止到現(xiàn)在，該閥門未再出現(xiàn)故障情況。