高 舜，戴 林

（中海油惠州石化有限公司，廣東惠州 516086）

某煉廠4 000kt/a 渣油加氫裝置反應(yīng)部分有Ⅰ、Ⅱ兩系列運行，原料油密度大、黏度大、雜質(zhì)較多，若不對原料中的雜質(zhì)進(jìn)行濾除會劣化設(shè)備運轉(zhuǎn)的工況縮短壽命，還會增大反應(yīng)器的床層壓降，繼而導(dǎo)致催化劑活性提前失效，對渣油加氫裝置而言，催化劑活性代表了裝置運轉(zhuǎn)的壽命，失效則需停工換劑，這對企業(yè)運營非常不利[1]。為了避免原料中的雜質(zhì)對催化劑活性造成影響，延緩反應(yīng)床層壓降的增速，延長裝置運轉(zhuǎn)周期，該裝置兩系列原料預(yù)處理均采用同樣設(shè)計的ProGuard4000系列自動反沖洗過濾器，濾除大于25μm 的雜質(zhì)。經(jīng)過兩個運轉(zhuǎn)周期的運轉(zhuǎn)，過濾器時有出現(xiàn)壓力更高的反沖洗油及反沖洗污油竄至原料系統(tǒng)、沖洗頻繁、介質(zhì)泄漏和閥門不動作的情況。

1 過濾器工作過程

原料油升壓泵將濾前原料油緩沖罐內(nèi)的原料升壓后，經(jīng)換熱器換熱達(dá)到一定溫度再進(jìn)入反沖洗過濾器進(jìn)行過濾，過濾后的原料再匯聚到濾后原料緩沖罐。正、反向沖洗的介質(zhì)精渣引自產(chǎn)品，反沖洗污油回到產(chǎn)品出裝置。反應(yīng)兩系列各有六組過濾器，SR101A 至F 和SR201A 至F，圖1為其中的A 組過濾器的工藝流程。

圖1 A組過濾器工藝流程

1.1 過濾工況

1號濾前油程控閥、2號濾后油程控閥以及6至20號各濾筒的程控閥均打開，原料油進(jìn)入過濾器，大于25μm 的雜質(zhì)被濾芯攔截下來，濾后油匯集到濾后油緩沖罐中。

1.2 正向置換

過濾器系統(tǒng)壓力差達(dá)到設(shè)定值時，控制程序開始執(zhí)行沖洗工序。程序上設(shè)為“主”的A 組過濾器先關(guān)閉1號濾前油程控閥、開啟3號正沖洗程控閥進(jìn)行正向置換，正沖洗油程控閥前路設(shè)有切斷閥和壓差控制閥，壓力較高的沖洗油由控制閥限制滿足置換的流量，濾筒及管線內(nèi)殘留的性質(zhì)較差的原料被精渣置換進(jìn)原料系統(tǒng)，置換完畢后2號、3號閥關(guān)閉，A 組從正常過濾中切出，B、C、D、E、F 組照常過濾。

1.3 反向沖洗

A 組6～20號濾筒程控閥關(guān)閉，5號反沖洗污油程控閥、4號反沖洗程控閥依次開啟，6號閥開啟反沖洗油進(jìn)入過濾器將濾芯的雜質(zhì)沖洗下來與反沖洗污油返回到產(chǎn)品精渣中，然后6號關(guān)閉7號閥開啟，A 組所有15個濾筒程控閥按程序設(shè)定開啟關(guān)閉后，4、5號程控閥依次關(guān)閉，6～20號程控閥開啟，2、1號程控閥依次開啟，A 組重新上線過濾。控制程序按上述步驟對余下設(shè)為“從”的B、C、D、E、F 組依次進(jìn)行反沖洗。

2 存在的問題及影響

2.1 介質(zhì)泄漏

隨著運轉(zhuǎn)時長的積累，程控閥開始出現(xiàn)填料和閥桿處泄漏介質(zhì)的問題，且無法在線處理。過濾器內(nèi)介質(zhì)溫度高，若泄漏擴(kuò)大則有起火的隱患，嚴(yán)重影響生產(chǎn)安全。

2.2 閥門不動作

程控閥是過濾器實現(xiàn)自動反沖洗的關(guān)鍵，閥門不動作指閥門保持某個開度后不能被執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制，分為常開、未全開及全關(guān)的情況。

2.2.1 濾筒程控閥

保持常開，在過濾器執(zhí)行反沖洗工序的時候，會降低反沖洗油的壓力，影響沖洗的效果；保持常關(guān)則隨著問題濾筒程控閥數(shù)量的上升，過濾器處理能力下降越明顯；未全開的情況既影響沖洗效果又會對過濾器的處理能力產(chǎn)生負(fù)面影響。

2.2.2 正沖洗程控閥

常關(guān)時無法實現(xiàn)正向置換，過濾器反沖洗的時候會把濾筒內(nèi)殘余的未經(jīng)反應(yīng)的原料油沖至成品，對下游裝置原料性質(zhì)造成影響；未全開時會因閥門開度對正向置換的效果和下游原料性質(zhì)造成不同程度影響。

2.2.3 濾前程控閥

保持常開，影響正向置換的效果，過濾器反沖洗時壓力較高的反沖洗油竄至原料中；未全開則限制原料流入過濾器的量，降低過濾器處理能力，正向置換和反沖洗的時候產(chǎn)生的影響與全開狀態(tài)類似；常關(guān)則過濾器無法正常工作。

2.2.4 濾后程控閥

保持常開，反沖洗時會竄量；未全開除了造成竄量之外還會影響正向置換的效果；常關(guān)則過濾器無法正常工作。

2.2.5 反沖洗、反沖洗污油程控閥

這兩個程控閥常開，在過濾器正常過濾和正向置換時造成竄量；未全開則造成竄量之外還會影響反沖洗的效果；全關(guān)則無法實現(xiàn)自動反沖洗。反沖洗污油程控閥造成竄量時還會加劇過濾器的負(fù)荷。

2.3 竄量至原料的影響

竄量對生產(chǎn)的影響較大，該問題一方面是濾前、濾后、反沖洗及反沖洗污油程控閥不動作引起的；另一方面是過濾器在線工作時程控閥不能及時關(guān)閉，即：①正向置換完畢后濾后油程控閥未能及時關(guān)閉，反沖洗油、反沖洗污油程控閥已開啟；②反沖洗完畢后，4號或者5號閥未能及時關(guān)閉，過濾器已按程序設(shè)定上線過濾。

2.3.1 擾亂摻煉比例

原料因后路壓力高，升壓泵打出的量只能通過最小流量線返回濾前緩沖罐，精渣則順著管線進(jìn)入到濾后緩沖罐。裝置目前生產(chǎn)的原料為渣油和蠟油，分別通過冷渣和熱渣線進(jìn)入濾前緩沖罐，精渣竄量導(dǎo)致濾前原料罐液位上漲，串級控制的熱渣調(diào)節(jié)閥逐漸關(guān)小，手動控制的冷渣調(diào)節(jié)閥閥位不變，造成濾前緩沖罐內(nèi)的原料摻渣比紊亂，影響正常生產(chǎn)。

2.3.2 增加過濾器負(fù)荷

反沖洗完畢過濾器執(zhí)行正常沖洗程序，若反沖洗污油程控閥未能及時關(guān)閉，一方面污油中的雜質(zhì)會順著介質(zhì)重新附著到剛沖洗完處在過濾狀態(tài)的過濾器濾芯上而影響濾芯的沖洗效果；另一方面，雜質(zhì)會順著濾前原料線附著到其他連通的在線過濾的過濾器濾芯上，過濾器系統(tǒng)壓差因此上升加速，過濾器沖洗頻次增加，負(fù)荷增加。

2.3.3 降低經(jīng)濟(jì)效益

精渣是經(jīng)反應(yīng)分餾分離得到的產(chǎn)品，當(dāng)它再次進(jìn)入反應(yīng)器會占用裝置生產(chǎn)的能耗，造成能耗浪費；過濾器沖洗間隔縮短，沖洗次數(shù)增加，程控閥控制氣源也會增加消耗，由于程控閥的開關(guān)次數(shù)增加，閥體件磨損加劇，維護(hù)成本相應(yīng)增加。

3 問題的原因分析

對下線的程控閥進(jìn)行檢修發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)的問題都是程控閥故障導(dǎo)致，而導(dǎo)致故障[2]的原因是設(shè)計的不合理。

3.1 填料泄漏

填料泄漏主因是填料函深度設(shè)計較淺（如圖2所示），填料函只能裝三個填料；填料壓蓋設(shè)計不合理，一方面填料壓蓋壓環(huán)太淺無法對填料形成有效擠壓作用，另一方面如圖3所示壓蓋的連接螺栓采用了內(nèi)六角內(nèi)嵌式的螺栓，在線無法緊固。

圖2 填料函及填料壓蓋

圖3 內(nèi)六角內(nèi)嵌式的壓蓋連接螺栓

3.2 閥桿磨損

閥桿為單鍵式（如圖4所示），執(zhí)行機(jī)構(gòu)向轉(zhuǎn)軸傳遞扭矩時僅依靠一側(cè)的平鍵，使轉(zhuǎn)軸受力不均，易與襯套摩擦造成閥桿磨損。閥桿防吹出的結(jié)構(gòu)較薄，長時間高頻開關(guān)后整個防吹出結(jié)構(gòu)磨損失效，導(dǎo)致閥桿在受介質(zhì)壓力后被頂出，與閥芯脫開。閥桿表面磨損后填料密封不嚴(yán)，容易造成介質(zhì)泄漏。

圖4 單鍵式閥桿磨損嚴(yán)重

3.3 閥門不動作

閥門不動作的原因有電磁閥故障、閥桿與閥芯脫開以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障。其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障主要因為執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計不合理導(dǎo)致傳動力不平衡，閥門開關(guān)受限，日積月累引起撥叉磨損斷裂和活塞定位銷斷裂，如圖5所示。

圖5 執(zhí)行機(jī)構(gòu)和斷裂的拔叉、定位銷

4 結(jié)論及應(yīng)對措施

自動反沖洗過濾器是原料預(yù)處理段的關(guān)鍵設(shè)備，它能否正常穩(wěn)定工作直接影響到生產(chǎn)的平穩(wěn)。

填料函及填料壓蓋的壓環(huán)設(shè)計太淺、壓蓋的連接螺栓采用了內(nèi)六角內(nèi)嵌式的螺栓導(dǎo)致填料發(fā)生泄漏時無法在線緊固；程控閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計不合理引發(fā)故障導(dǎo)致閥門關(guān)不嚴(yán)，當(dāng)因為反沖洗污油程控閥未能及時關(guān)閉引發(fā)竄量時，過濾器的濾芯受到污染加劇過濾器負(fù)荷，導(dǎo)致沖洗頻次增加；閥門高頻次動作讓單鍵式閥桿表面磨損嚴(yán)重后填料密封不嚴(yán)導(dǎo)致介質(zhì)泄漏；而閥桿限位凸臺防吹出結(jié)構(gòu)較薄，磨損失效后導(dǎo)致閥桿在受介質(zhì)壓力后被頂出與閥芯脫開、撥叉磨損斷裂和活塞定位銷斷裂導(dǎo)致閥門不能動作。

應(yīng)對措施：①對閥體進(jìn)行改造升級，閥桿頂部傳動部位由平鍵傳動改為四方傳動，使得閥桿在接收執(zhí)行機(jī)構(gòu)所傳遞的扭矩時受力均勻，閥桿與球體采用方頭連接，并帶導(dǎo)向軸設(shè)計，使球體圍繞閥門中心線旋轉(zhuǎn)，運行更加平穩(wěn)，如圖6所示；②將部分有問題的程控閥替換成整體結(jié)構(gòu)布局合理、閥門扭矩直接傳遞到閥體，保持閥門運行平穩(wěn)，雙軸向?qū)蜉S承能長期運行平穩(wěn)的新程控閥。

圖6 閥門改造前后對比

經(jīng)過一個運轉(zhuǎn)周期的觀察，技改后的程控閥和新?lián)Q的閥門運行狀況良好。