王浩（新疆風(fēng)城油田作業(yè)區(qū)一號稠油聯(lián)合處理站，新疆克拉瑪依834000）

氣動蝶閥在特稠油污水處理中的應(yīng)用與分析

王浩（新疆風(fēng)城油田作業(yè)區(qū)一號稠油聯(lián)合處理站，新疆克拉瑪依834000）

本文主要針對特稠油污水處理過程，氣動儀表閥件因工作環(huán)境溫度高、水質(zhì)結(jié)垢嚴(yán)重、氣源中夾雜水蒸汽等造成無法正常開關(guān)，通過采取改善自動化儀表氣源系統(tǒng)設(shè)備配置的措施，起到優(yōu)化氣源，解決自動控制系統(tǒng)過程中由于由于氣源設(shè)備配置不合理的原因造成氣動儀表（特別是氣動蝶閥、氣動調(diào)節(jié)閥）經(jīng)常出現(xiàn)故障，以至影響到正常的生產(chǎn)。

稠油污水；氣動儀表；氣源；故障

1.概況

風(fēng)城油田作業(yè)區(qū)一號稠油聯(lián)合處理站于2008年12月建成投產(chǎn)，主要擔(dān)負(fù)著風(fēng)城特超稠油的原油脫水集輸處理、污水處理任務(wù)，其中污水處理系統(tǒng)兩級過濾采用的是GLWA100×10/ 0.8型全自動雙濾料過濾器。

目前，該雙濾料過濾器采用PLC控制系統(tǒng)，其整個工藝流程有：進(jìn)水、過濾、排水、氣沖洗、排氣、水沖冼等，通過81個氣動蝶閥自動開、關(guān)來實現(xiàn)全過程自動運(yùn)行，具有自動化程度高等特點(diǎn)。但在運(yùn)行近兩年來一級過濾器自動控制系統(tǒng)氣動蝶閥故障頻次高，其中53個氣動蝶閥出現(xiàn)過故障，占總量的65.4%，嚴(yán)重影響了污水處理系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

2.污水過濾系統(tǒng)氣動蝶閥故障影響因素分析

通過對故障氣動蝶閥的分析，氣動蝶閥出現(xiàn)故障主要是氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞上的活塞密封（俗稱O型圈）磨損嚴(yán)重，造成漏氣，致使氣動蝶閥因打不開。

2.1 氣動蝶閥結(jié)構(gòu)因素造成故障的分析

氣動蝶閥由氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和蝶閥兩部份組成，其中蝶閥的結(jié)構(gòu)與普通蝶閥結(jié)構(gòu)一樣，氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)則是由內(nèi)部氣路、醇縮醛軸承、活塞導(dǎo)環(huán)、輸出軸承、外殼、端蓋和活塞組成。

由于氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置是全密封的，無體外移動部件，并且它的活塞密封是采用丁腈橡膠制成。因此，從氣動蝶閥的結(jié)構(gòu)上看它的故障率不應(yīng)該這么高。

2.2 氣動蝶閥氣源供給質(zhì)量對蝶閥故障影響因素分析

氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作主要是由空壓機(jī)產(chǎn)生0.5MPa的壓縮空氣，供氣動閥開關(guān)。

經(jīng)過細(xì)致分析發(fā)現(xiàn)，造成氣動蝶閥中氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的活塞密封磨損嚴(yán)重的原因，是活塞在氣缸內(nèi)被儀表風(fēng)推動的過程中，由于儀表風(fēng)含有雜質(zhì)，如灰、塵、細(xì)砂等，這些壓縮空氣里的雜質(zhì)在活塞反復(fù)運(yùn)動的過程中對活塞密封造成了嚴(yán)重磨損，使活塞密封起不到密封作用。就造成氣動蝶閥頻繁的發(fā)生故障。

2.3 氣動控制系統(tǒng)對氣動蝶閥故障的影響

一級過濾器采用了西門子PLC控制系統(tǒng)，技術(shù)先進(jìn)。其整個工藝流程如：加水、過濾、排水、氣沖洗、排氣、水沖冼等都是通過81個氣動蝶閥自動開、關(guān)來實現(xiàn)全過程自動運(yùn)行，自動化程度很高。就其整個自動控制系統(tǒng)來說，它的技術(shù)成熟，故障較少。

3.4 過流介質(zhì)對氣動蝶閥故障的影響

由于過濾器過濾水溫高，85℃，易結(jié)垢，使得橡膠密封圈老化，易變形，造成氣動密封效果差，壓力不足而無法正常開啟氣動蝶閥。

3.采取措施及效果分析

3.1 在空氣壓縮機(jī)進(jìn)氣氣路上加裝了一個過濾板，以盡可能多的過濾掉空氣中的雜質(zhì)，提高氣源質(zhì)量。

3.2 在一級過濾器的空氣壓縮機(jī)儀表風(fēng)出口處加裝一個高效過濾器總成（對壓縮空氣進(jìn)行過濾，起到脫水、脫雜質(zhì)作用），保證進(jìn)入啟動執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)氣源干凈、可靠，以進(jìn)一步減少氣動蝶閥故障的發(fā)生，最大限度的保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

3.3 效果評價：經(jīng)過近兩年來的運(yùn)行，氣動蝶閥故障率大為減少，從2013年81個氣動蝶閥，53個氣動蝶閥出現(xiàn)故障，減少到2014年1-6月中只有21個氣動蝶閥出現(xiàn)故障，目前運(yùn)行半年無故障出現(xiàn)。

表1 氣動蝶閥故障情況分析表

通過以上的分析和實踐都證明了，氣源設(shè)備的合理配置對保證氣動儀表正常工作重要性。因此為了保證系統(tǒng)正常工作，都應(yīng)在氣源設(shè)備配置中采用這一合理配置模式：即空氣壓縮機(jī)到高效過濾器總成再到每個分支上的空氣過濾減壓閥最后再到各個氣動蝶閥或其它氣動儀表。

4.效益分析

通過采取空氣壓縮機(jī)進(jìn)氣氣路管線上加裝一個過濾板及在儀表風(fēng)出口上安裝高效過濾器總成后基本保證了過濾器能夠正常工作。減少了氣動蝶閥的故障率。減少了一定數(shù)量的氣動蝶閥作為備件，節(jié)省了設(shè)備費(fèi)用。減輕了維護(hù)人員的工作量。

5.結(jié)論及認(rèn)識

通過以上我們所做的分析和實踐都證明了，氣源設(shè)備的合理配置對保證氣動儀表正常工作重要性。因為有了經(jīng)過過濾干凈的儀表風(fēng)，就可以保證這些氣動儀表長期穩(wěn)定的正常工作，減小故障率，延長了維護(hù)周期，同時只需要準(zhǔn)備很少的相同型號的氣動蝶閥作為備件，大大降低了配件的消耗，節(jié)省了設(shè)備的費(fèi)用。

王浩，男，1984年6月，漢，河南省西峽縣，本科，助理工程師，主要從事油氣田開發(fā)工作