于世恒

(上海石油化工股份公司 煉油事業(yè)部，上海 200540)

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S-ZORB 裝置程控閥故障分析與對策

于世恒

(上海石油化工股份公司 煉油事業(yè)部，上海 200540)

摘要：為解決S-ZORB裝置生產(chǎn)過程中程控閥的故障問題，詳細(xì)統(tǒng)計(jì)了該裝置開車兩年以來的程控閥故障，并對其進(jìn)行分類、歸納、分析。根據(jù)程控閥結(jié)構(gòu)及其回訊機(jī)構(gòu)可動部件多、動作頻繁的特點(diǎn)，對其氣路及回訊機(jī)構(gòu)連桿等薄弱部位進(jìn)行改進(jìn)，并通過加強(qiáng)巡檢制訂了針對性的解決方案，強(qiáng)化了潤滑、緊固等預(yù)防性維護(hù)措施，大幅降低了程控閥回訊機(jī)構(gòu)的故障率，減少了非計(jì)劃停車,為裝置的長周期運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：程控閥故障統(tǒng)計(jì)分析解決方案

汽油脫硫醇裝置S-ZORB能生產(chǎn)出質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1×10-5以下的低硫汽油[1]，已成為生產(chǎn)高端環(huán)保汽油的主要裝置。上海石化公司煉油事業(yè)部1.5Mt/a S-ZORB裝置于2012年10月底建成投產(chǎn)，該裝置核心設(shè)備是通過程控閥來控制吸附劑的正常循環(huán)，程控閥的可靠運(yùn)行決定了吸附劑的正常循環(huán)和再生，一旦程控閥故障，吸附劑的循環(huán)就被中斷，裝置就要停車[1]。開車以來該裝置閉鎖料斗關(guān)鍵程控閥故障情況統(tǒng)計(jì)分析及應(yīng)對方案介紹如下。

1試車階段程控閥故障及處理

1) 部分程控閥的關(guān)閥回訊不到位。經(jīng)現(xiàn)場分析認(rèn)為閥門復(fù)位彈簧力度不夠。該閥是通過1個(gè)“兩位三通”電磁閥，將儀表動力風(fēng)送入閥門氣缸，將閥門打開，關(guān)閥是通過電磁閥切斷儀表動力風(fēng)，靠彈簧的回彈力來關(guān)閉閥門[2]。如彈簧的回彈力度不夠，會造成閥門關(guān)閉時(shí)回訊不到位。根據(jù)該閥門的結(jié)構(gòu)，彈簧與氣缸是分離設(shè)置且為雙氣缸結(jié)構(gòu)[2]，將“兩位三通”電磁閥全部改為“五位三通”電磁閥，分別向開閥氣缸和關(guān)閥氣缸送氣，開閥和關(guān)閥都通過電磁閥控制儀表動力風(fēng)來實(shí)現(xiàn)，很好地克服了彈簧回彈力不足的缺陷。

2) 部分閥門發(fā)生卡滯現(xiàn)象。試車階段共有4臺閥門發(fā)生閥門卡滯現(xiàn)象，通過解體檢查后確認(rèn)閥內(nèi)存在雜質(zhì)[3]，判斷是吹掃管線不干凈所致，經(jīng)修復(fù)后重新投入使用。

3) 部分程控閥回訊機(jī)構(gòu)聯(lián)桿強(qiáng)度不夠，不能可靠連接。該閥為旋轉(zhuǎn)球閥，關(guān)閉或打開時(shí)，閥桿通過1個(gè)四方體的聯(lián)接桿帶動回訊機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，漸進(jìn)式回訊開關(guān)固定在回訊機(jī)構(gòu)內(nèi)，回訊機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)盤上固定回訊開關(guān)的感應(yīng)片，轉(zhuǎn)盤帶動回訊開關(guān)感應(yīng)片轉(zhuǎn)動，來定位開閥位和關(guān)閥位。該閥出廠時(shí)聯(lián)接桿為硬塑材質(zhì)的，強(qiáng)度不夠，不能夠可靠連接，后重新加工了一批不銹鋼聯(lián)接桿進(jìn)行了替換，很好地解決了該問題。

2裝置開車后程控閥故障及處理

2.1程控閥回訊機(jī)構(gòu)卡滯

故障現(xiàn)象為程控閥回訊機(jī)構(gòu)卡滯不動作，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)程控閥回訊機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)軸與回訊機(jī)構(gòu)鋁制殼體咬死，拆開脫離后鋁合金殼體碎裂，旋轉(zhuǎn)軸有銹蝕現(xiàn)象。主要原因分析：

1) 經(jīng)測量回訊機(jī)構(gòu)配合尺寸是直徑24mm×長度32mm，相比其他同類型回訊機(jī)構(gòu)摩擦面積大了很多。

2) 經(jīng)檢查回訊機(jī)構(gòu)備件發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)軸與殼體的配合尺寸間隙比較小，在0.02～0.04mm，徒手基本擰不動，且潤滑油脂基本上儲存不住或者很少，大都揮發(fā)了。

3) 回訊機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)軸的材料是碳鋼，殼體是鑄鋁，現(xiàn)場工況條件及潤滑油脂的缺失造成氧化銹蝕現(xiàn)象(鋁合金氧化為主要原因)。

4) 巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)回訊機(jī)構(gòu)內(nèi)有細(xì)小的催化劑顆粒，催化劑顆粒堆積在轉(zhuǎn)動軸的縫隙中，會引起回訊機(jī)構(gòu)卡滯。

故障處理： 更換回訊機(jī)構(gòu)的密封墊；對轉(zhuǎn)動連桿活動部件定期涂抹潤滑脂；定期緊固活動部件。

2.2程控閥內(nèi)件卡滯

主要表現(xiàn)為程控閥動作卡滯、緩慢，不能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)打開或關(guān)閉，或內(nèi)漏關(guān)不嚴(yán)。對于卡滯現(xiàn)象及內(nèi)漏嚴(yán)重的閥門，只有及時(shí)在線更換備用閥門。

3程控閥故障綜合分析

綜合分析開車兩年來S-ZORB裝置程控閥故障情況，總共發(fā)生程控閥故障維修36臺次，其中閥內(nèi)件維修15臺次，回訊機(jī)構(gòu)問題維修21臺次。故障類型主要有回訊機(jī)構(gòu)故障和閥內(nèi)件故障。開車初期回訊機(jī)構(gòu)故障率高，一年以后閥內(nèi)件故障率高。對于回訊機(jī)構(gòu)的故障，可以在線解決；對于閥內(nèi)件的故障，必須解體閥門修復(fù)閥內(nèi)件。

3.1開車初期問題

該閥為6級密封，對工藝的環(huán)境及介質(zhì)的潔凈度有極高的要求，由于球體與閥座為鏡面加工，所以按照設(shè)計(jì)，閥門的彈簧回彈力不是很大，依靠彈簧完全可以關(guān)閉閥門。開工初期，裝置急于開車，管道沒有吹掃干凈，是造成閥門卡滯的主要原因。據(jù)了解其他石化企業(yè)S-ZORB裝置在開工時(shí)也遇到過閥體動作不靈活等類似情況，部分廠在前期經(jīng)過吹掃、沖洗、擦拭等常規(guī)做法后，甚至用磁鐵清理焊渣，確保管道潔凈。

3.2回訊不到位問題

程控閥回訊不到位，除了與彈簧回彈力不夠有關(guān)外，還與回訊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)有關(guān)。程控閥動作頻繁，回訊機(jī)構(gòu)多是機(jī)械轉(zhuǎn)動連接部件，加上現(xiàn)場有催化劑粉塵，轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)易出現(xiàn)卡滯、松動、移位現(xiàn)象。

把執(zhí)行機(jī)構(gòu)動力系統(tǒng)的“兩位三通”電磁閥改為“五位三通”電磁閥，增加了閥門回訊的可靠性，但如果閥內(nèi)存在異物，強(qiáng)行關(guān)閥也會損傷閥內(nèi)件。回訊機(jī)構(gòu)最好能設(shè)計(jì)成柔性連接，以減少閥門轉(zhuǎn)動對回訊機(jī)構(gòu)的機(jī)械沖擊力，采用連接桿直接硬性連接對回訊機(jī)構(gòu)的沖擊力太大。

閥門回訊不到位的另一個(gè)原因是閥門安裝時(shí)球閥所受的內(nèi)應(yīng)力不均，由于裝置空間狹小，程控閥閥體巨大，現(xiàn)場閥門安裝不統(tǒng)一，巨大的閥體缺少支撐，會對球閥產(chǎn)生不平衡應(yīng)力。

3.3閥門卡滯影響回訊不到位問題

對閥門影響最大的是閥內(nèi)件發(fā)生卡滯問題，閥內(nèi)件因?yàn)橛须s質(zhì)等發(fā)生卡滯或內(nèi)漏時(shí)只能是更換閥門。除此之外，還需要修復(fù)更換球面或閥座，但是經(jīng)過噴涂、研磨修復(fù)后的閥內(nèi)件很難達(dá)到原配的閥內(nèi)件精度，會導(dǎo)致閥體動作有時(shí)間上的延遲，約5s[6]。

4程控閥故障總體應(yīng)對措施

根據(jù)S-ZORB裝置開車以來程控閥的故障統(tǒng)計(jì)，問題集中在閥門回訊上，針對該故障的應(yīng)對措施總結(jié)如下：

1) 定期對回訊機(jī)構(gòu)開蓋檢查。對于回訊機(jī)構(gòu)本身的問題，可以通過加強(qiáng)巡檢，定期對回訊機(jī)構(gòu)進(jìn)行緊固潤滑來減少故障的發(fā)生。每月兩次開蓋檢查程控閥回訊機(jī)構(gòu)，進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)。2014年回訊機(jī)構(gòu)的故障已明顯較少。

2) 優(yōu)化操作。對于程控閥內(nèi)部的問題，依靠工藝精心操作來控制。

3) 隨時(shí)準(zhǔn)備更換備件。根據(jù)開車以來的故障統(tǒng)計(jì)，閥內(nèi)件損壞最多的為第一工藝包中的GOSCO開關(guān)球閥，需隨時(shí)準(zhǔn)備更換閥內(nèi)件故障的閥門。

5結(jié)束語

從S-ZORB裝置程控閥兩年來的運(yùn)行情況來看，僅2014年4月短時(shí)間停車檢修一次，整體應(yīng)用良好。S-ZORB是新建裝置，程控閥動作頻率高，在實(shí)踐中需不斷總結(jié)使用維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，提高維護(hù)管理水平，確保裝置長周期運(yùn)行。

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中圖分類號：TH138.52

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1007-7324(2015)03-0074-02

作者簡介：于世恒(1962—)，男,遼寧大連人，1984年畢業(yè)于撫順石油學(xué)院石油生產(chǎn)及加工過程自動化專業(yè)，現(xiàn)就職于上海石油化工股份公司煉油部設(shè)備處，從事煉油化工自動化工作，任高級工程師。

稿件收到日期： 2014-12-02，修改稿收到日期： 2015-02-28。