變壓吸附裝置液壓程控閥長周期運行總結(jié)

杜福兵

(安陽永金化工有限公司，河南 安陽 455000)

0 前言

安陽永金化工有限公司乙二醇變壓吸附提氫裝置是乙二醇生產(chǎn)的重要化工單元之一，它的主要任務(wù)是：反應(yīng)區(qū)加氫系統(tǒng)的氫氣經(jīng)過C301機組壓縮后，大部分氫氣進入加氫系統(tǒng)進行循環(huán)，一部分氫氣進入變壓吸附提氫裝置，脫除循環(huán)氫氣中的CH4、CO、CO2、N2，保證加氫系統(tǒng)的循環(huán)氫氣的純度在99.9%以上，滿足加氫系統(tǒng)生產(chǎn)需要，同時將解吸氣送至界外氣柜進行回收利用。

整個工藝過程通過152臺液壓程控閥來實現(xiàn)，一旦某個程控閥出現(xiàn)故障，PSA系統(tǒng)將聯(lián)鎖停車，然后實施切塔操作保持程序運行。當程控閥檢修處理結(jié)束后，再按程序并塔，如果是公用程控閥故障，PSA系統(tǒng)需要整體停車工藝處理后進行檢修。但PSA停車、切塔、并塔時造成加氫系統(tǒng)壓力大幅度波動，對加氫系統(tǒng)的催化劑使用壽命以及C301機組的安全運行造成非常大的影響，尤其是加氫系統(tǒng)催化劑使用到后期以后，影響更大，同時循環(huán)氫氣的純度無法保證。為了保證循環(huán)氫氣的純度，必須進行部分放空，造成大量氫氣浪費，如果檢修時間較長，會造成系統(tǒng)減量，產(chǎn)量減少，嚴重影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，152臺液壓程控閥長周期穩(wěn)定運行，對PSA裝置、大機組、催化劑以及整個乙二醇裝置穩(wěn)定、長周期運行都起著重要作用。

從工藝運行模式、檢修方面、工藝處理等方面進行優(yōu)化，確保了152臺液壓程控閥的長周期運行。

1 液壓程控閥結(jié)構(gòu)

液壓程控閥系統(tǒng)主要由程控閥本體、儀表部分(閥檢線、傳送線、保險等)、電磁閥、溢流閥、蓄能器、油泵及其管路組成。

程控閥本體：由檢測螺栓、磁鐵、卡簧、卡套、半月環(huán)、活塞、活塞密封件、活塞桿、導(dǎo)向套、導(dǎo)向套密封件、平衡缸、平衡缸活塞、平衡缸密封件、閥桿、閥體、密封墊構(gòu)成。

2 液壓程控閥工作原理

液壓程控閥工作原理如圖1所示。

圖1 液壓程控閥工作原理圖

液壓程控閥的工作原理是液壓油通過液壓油泵升壓后，在電磁閥的作用下，對程控閥執(zhí)行機構(gòu)進行充壓或卸壓，利用驅(qū)動頭控制程控閥門啟閉。信號傳輸靠程控閥閥頭上的磁鐵與傳感器距離來監(jiān)控程控閥的開關(guān)。

3 液壓程控閥常見故障及處理

從2012年12月開始開車至今，經(jīng)過近10年的運行，變壓吸附提氫裝置的152臺液壓程控閥在運行中，經(jīng)常出現(xiàn)的常見故障及處理如下：

3.1 液壓程控閥支油管活接頭漏油

①程控閥支油管活接頭漏油。原因：O形圈老化、安裝不規(guī)范、長期振動導(dǎo)致活接頭松脫；處理：緊固、更換O形圈。②檢測螺栓密封處漏油。原因：O形圈老化、安裝不規(guī)范；處理：緊固、更換O形圈。

3.2 DCS畫面顯示程控閥閥撿報警

3.2.1閥檢故障

在系統(tǒng)運行過程中，如果閥檢故障報警，PSA聯(lián)鎖停車，主操應(yīng)及時聯(lián)系現(xiàn)場進行工藝處理，進行工藝處理后，盡快查明原因，查看吸附塔壓力曲線變化是否正常，如果各塔壓力趨勢變化正常，說明程控閥能夠動作，可以判斷為信號傳輸故障。信號傳輸故障有以下幾個原因：①閥檢線損壞。更換閥檢線。②閥檢保險損壞。更換保險。③磁鐵損壞。主要是由于安裝不規(guī)范、磁鐵上吸附機械雜質(zhì)，使檢測螺栓與磁鐵間隙減小，磁鐵與檢測螺栓發(fā)生撞擊，磁鐵損壞，導(dǎo)致信號無法傳輸。此時需更換磁鐵。

3.2.2液壓程控閥開關(guān)故障

在系統(tǒng)運行過程中，如果閥檢報警，吸附塔壓力曲線變化異常，則判斷程控閥開關(guān)異常。程控閥開關(guān)異常的原因和處理：①電磁閥卡。原因：油系統(tǒng)內(nèi)油雜質(zhì)，在通過電磁閥內(nèi)時卡在里面。處理：更換電磁閥、吹掃油路。②電磁閥保險損壞。處理：更換保險。③程控閥本體內(nèi)部損壞(如O形圈、活塞等)。處理：檢修更換內(nèi)件。④電磁閥線圈故障。處理：更改電磁閥線圈。⑤電磁閥電路故障。處理：檢查電路排查隱患。

3.3 液壓程控閥內(nèi)漏

①原始開車時，由于管線內(nèi)未吹掃干凈，密封面上有焊渣、鐵屑等雜質(zhì)留下的痕跡，損壞了密封面，導(dǎo)致程控閥內(nèi)漏。處理：更換密封環(huán)，在開車前或更換吸附劑后，對管道進行吹掃，保證管道及塔內(nèi)的清潔度，同時在吸附劑裝填后進行爆破吹掃，清除吸附劑中的粉塵。②吸附塔鼠籠的濾網(wǎng)設(shè)計不合理，使吸附劑進入密封面，導(dǎo)致程控閥內(nèi)漏。處理：更換密封環(huán)，鼠籠的濾網(wǎng)改型。③逆放管線閥前的過濾器設(shè)計厚度較薄，只有1 mm，在長時間運行后，濾網(wǎng)變形損壞，然后進入密封面，導(dǎo)致程控閥內(nèi)漏。處理：更換成厚度為2 mm的濾網(wǎng)。④密封環(huán)老化，導(dǎo)致程控閥內(nèi)漏。處理：定期檢查、更換密封環(huán)。⑤油壓低，造成程控閥關(guān)閉不嚴產(chǎn)生泄漏。處理：應(yīng)嚴格控制油壓在指標范圍內(nèi)。

4 工藝處理

4.1 程控閥支油管活接頭漏油

4.1.1程控閥上支油管漏油

發(fā)現(xiàn)程控閥上支油管活接頭漏油增大，需要更換O形圈時，此塔切除，通過塔底倒淋控制吸附塔壓力和程控閥管線壓力的壓差達到最小，然后打開漏油程控閥，此時，上支油管變成回油管，將上支油管的根部閥關(guān)閉，更換O形圈。

4.1.2程控閥下支油管活接頭漏油

發(fā)現(xiàn)程控閥下支油管活接頭漏油增大，需要更換O形圈時，將此塔切除，確認程控閥在關(guān)閉狀態(tài)，此時下支油管變成回油管，將下支油管的根部閥關(guān)死，然后更換O形圈。

4.1.3公共閥支油管活接頭漏油

發(fā)現(xiàn)公共閥的上支油管漏油，需要短停程序后，打開公用閥，關(guān)閉上支油管的根部閥，然后更換O形圈。發(fā)現(xiàn)公共閥的下支油管漏油，需要短停程序后，關(guān)閉公用閥，關(guān)閉上支油管的根部閥，然后更換O形圈。

4.1.4電磁閥漏油

發(fā)現(xiàn)某個電磁漏油，將此塔切除，通過塔底倒淋控制吸附塔壓力和程控閥管線壓力的壓差達到最小，先關(guān)閉進分油站箱的上回油閥和分油站箱內(nèi)的所有閥門，然后打開泄壓閥泄壓，再關(guān)閉泄壓閥，處理完后更換O形圈。檢測螺栓密封處漏油的處理同程控閥上支油管漏油一樣。

4.2 更換電磁閥的工藝處理

①先將均壓壓差切除，切除該塔。②調(diào)整吸附時間及限流閥開度。③將吸附塔的壓力控制至合適的壓力。④將該吸附塔分油站箱的1～11閥的所有閥門關(guān)閉，然后關(guān)閉分油站箱外的上回油閥門。⑤緩慢打開泄壓閥進行泄壓，然后再關(guān)閉泄壓閥。同時，現(xiàn)場要與控制室及時溝通吸附塔壓力變化情況。⑥儀表操作人員緩慢將電磁閥拆下，更換電磁閥。(注意油噴濺傷人)。⑦更換電磁閥完成后，把分油站箱內(nèi)該程控閥的閥門和分油站箱外的上回油閥門打開，檢查無漏油情況，通知主操電磁閥更換完畢。⑧等到該閥均壓時，主操對程控閥進行調(diào)試，確認開關(guān)正常。⑨將塔壓泄至50 kPa以下，并塔，恢復(fù)十三塔運行。⑩系統(tǒng)正常后，將均壓壓差聯(lián)鎖恢復(fù)。

注意事項：①進行工藝處理時，要及時和主操進行溝通，隨時掌握吸附塔的壓力變化情況。②在更換電磁閥、O形圈時要緩慢，加強監(jiān)護，防止油噴濺傷人。③更換電磁閥時間要控制在30 min以內(nèi)，防止其他程控閥支油管閥門內(nèi)漏，造成系統(tǒng)串壓。④更換下來的電磁閥，要對電磁閥內(nèi)是否有雜物進行檢查，要注意里面雜質(zhì)。如果是黑色密封圈碎塊或鑄鐵顆粒，要及時匯報車間對程控閥內(nèi)部進行檢查處理。⑤出現(xiàn)電磁閥卡時，必須對程控閥內(nèi)部進行檢查，檢查磁鐵、卡簧是否損壞、磁鐵上是否有活塞的碎沫。如果有要及時匯報車間對程控閥內(nèi)部進行檢查處理。⑥加強日常巡檢，發(fā)現(xiàn)程控閥油管漏油要及時處理，防止泄油量過大造成油壓低引起串壓。

5 總結(jié)

通過對程控閥故障的原因進行分析研究，為了保障PSA長周期的安全連續(xù)運行，減少停車、切塔、并塔操作，從而延長催化劑的使用周期和保障C301機組的安全運行，公司制定了以下措施：

5.1 程控閥支油管活接頭、電磁閥密封處漏油導(dǎo)致的切塔停車處理措施

①加強巡檢，發(fā)現(xiàn)漏油及時處理，更換密封件。②液壓系統(tǒng)油壓高，程控閥在開關(guān)時各支油管會出現(xiàn)振動，從而導(dǎo)致漏油，每月定期對所有支油管的管卡、支油管的活接頭、電磁閥進行檢查并緊固。③每兩年定期對所有支油管的活接頭密封件、電磁閥密封件進行更換，防止長期使用老化導(dǎo)致泄漏。

5.2 電磁閥卡導(dǎo)致的切塔停車處理措施

電磁閥故障主要是內(nèi)部通道間隙小，微小的雜質(zhì)會造成電磁閥卡，使程控閥開關(guān)異常，造成PSA聯(lián)鎖停車。公司主要采取的措施有：定期對電磁閥進行清洗，保證潤滑油分清潔度，按時進行油成分分析。從近幾年來的經(jīng)驗看，出現(xiàn)電磁閥卡的原因除了潤滑油內(nèi)有雜質(zhì)外，主要原因是由于程控閥內(nèi)部零件和密封件損壞(比如O形圈、油封損壞碎塊，活塞、磁鐵碎裂)隨油進入到電磁閥內(nèi)部。如果不及時進行檢修處理，會造成整個油系統(tǒng)被污染，從而導(dǎo)致其他程控閥出現(xiàn)卡閥現(xiàn)象。根據(jù)以往經(jīng)驗，對于電磁閥卡閥，及時對電磁閥進行拆檢，檢查內(nèi)部進入的雜質(zhì)，判斷程控閥內(nèi)部零件和密封件是否損壞，然后對程控閥進行檢修，消除隱患，從而避免程控閥內(nèi)部零件和密封件損壞嚴重，造成污染整個油系統(tǒng)，導(dǎo)致大面積電磁閥出現(xiàn)卡閥的嚴重后果；檢修后，也要對程控閥的個支油管進行氮氣吹掃清理，避免油管線里的機械雜質(zhì)進入油系統(tǒng)。

5.3 程控閥內(nèi)部各部件損壞導(dǎo)致停車處理措施

程控閥內(nèi)部損壞的檢查，主要是檢測螺栓、磁鐵、卡簧、半月環(huán)，上卡套、活塞等。這些部件損壞的主要原因：①機械雜質(zhì)吸附在磁鐵上使檢測螺栓與磁鐵螺栓間隙不符合規(guī)范；②安裝間隙不符合規(guī)定，由于液壓油壓力為5.5 MPa，壓力高，閥門開關(guān)動作快，經(jīng)過多次開關(guān)，造成檢測螺栓與磁鐵的撞擊，使檢測螺栓、磁鐵、卡簧、半月環(huán)、上卡套、活塞這些部件損壞，造成程控閥故障，內(nèi)部損壞頻次較多的還有油封、O形圈，這些材質(zhì)是丁腈橡膠，密封件經(jīng)過長期運行會出現(xiàn)碎裂小塊，進入油系統(tǒng)，導(dǎo)致電磁閥出現(xiàn)卡閥現(xiàn)象。造成密封件損壞的原因主要有：①在安裝時，密封件有缺陷；②密封件質(zhì)量差；③密封件型號不合適。針對這三方面原因，要使用合適、質(zhì)量好的密封件，在安裝時要嚴格控制安裝過程，安裝完成后，對有缺陷的必須重新更換安裝，確保安裝質(zhì)量。

通過以上措施，152臺液壓程控閥實現(xiàn)了長周期連續(xù)穩(wěn)定運行，對PSA裝置、大機組、催化劑以及整個乙二醇裝置穩(wěn)定、長周期運行都起到了重要作用。