如何降低化工装置调节阀的故障频次

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)新疆天业集团天能电厂 作者:冯斌

  介绍了化工装置中调节阀的故障原因、处理方法及维护要求等,并针对不同的故障现象及工作条件对调节阀的检查及维护给出了维修建议。

1、常用调节阀种类及应用

  1.1、调节阀基本情况

  随着企业自动化程度的逐步提高,集散控制DCS与PLC控制在自动化领域中应用已越来越普遍,通过计算机的优化控制,取得了好的效益。作为自动化控制关键仪表设施之一的调节阀在石油化工企业中应用极其普遍,与其他辅助仪表配套使用,可实现生产过程中流量、液位、压力、温度等工艺参数与其他介质如液体、气体、蒸汽等的自动化调节和远程控制。在化工生产中,调节阀因其安装的特性,与工艺管线内的高温高压、强腐蚀、高黏度、易结焦结晶、有毒有害等工艺物料直接接触,极易被腐蚀、老化和损坏。调节阀控制的好坏直接影响生产运行,维护不善或故障处理不及时均会影响整个工艺控制回路的正常调节,给连续性生产过程控制造成危害。在生产工艺不断优化的同时,也使控制系统的主要故障集中在调节系统的终端执行装置即调节阀上。因化工生产工艺控制的复杂特性,且每一环节错踪交替,直接影响至下一生产环节,所以,保证调节阀在化工生产装置中稳定运行至关重要,并与工艺运行控制人员及维护人员的操作联系极为密切。

  1.2、现有调节阀的种类及应用

  调节阀的选型与计算是前提,安装与调试维护是关键,最终均为使用于生产。较有代表性的过程控制如流量控制、压力控制、液面控制、温度控制,是高精度部件的集成品。主要由执行机构和阀体2部分组成。执行机构输出推动力,阀体接受推动力后,调节经过阀体的流量,附件为智能定位器系统。按照执行机构的驱动不同,可分为气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀。目前,化工中发公司使用的调节阀多为气动调节阀,有气动V型调节球阀、气动O型切断球阀、气动活塞式直行程调节阀、电磁式隔膜阀、气动直行程隔膜阀,与阀门定位器配套使用,可实现比例调节。按其结构的特殊性、应用特性等,适用于各种调节场合,如用于控制聚合反应温度的冷水调节阀、用于氯氢气压力控制的放空调节阀、用于控制汽提塔液位的液位调节阀及用于控制离心机下料流量的下料调节阀等。

2、调节阀常见故障

  在生产过程中,控制阀与工艺介质直接接触,这些介质的工艺条件比较复杂,控制阀如选择不当,往往给生产控制带来困难,以致于调节质量下降,严重影响正常生产操作,甚至造成严重的生产及安全事故。

  2.1、调节阀的选型不适

  调节阀阀型的选用与工艺参数、调节控制要求、介质的物理及化学特性、流量、压力、温度等都有重要联系,其中,流通能力决定了调节阀的口径,调节控制要求决定了调节阀的控制特性,同时也是最重要的参数,决定了阀芯和阀座的结构形状。因此,在调节阀选型时,需要提供调节阀中所经过的工艺介质、用途、正常及最大阀门开度、管道材质、管道规格、法兰标准及等级、法兰尺寸及密封面、法兰材质操作温度、阀前压力、阀关闭压差、阀后压力、作用形式、流量等工艺参数。

  在调节阀选型时,工艺提出的流量都是根据装置的生产能力、物料平衡、控制对象的极限负荷和常用工艺变化以及可能扩大的生产能力和操作条件的变化等因素综合考虑后确定的,而要使控制阀起调解作用,就必须在阀前阀后有一定的压差,因这2项参数提供不准确造成调节阀故障的情况较多,大流量,小口径阀以及小流量,大口径阀造成工艺控制失调、工艺控制不稳定的情况也很多。因此,合理计算阀前后压差、流量可以使调节阀长期运行在比较稳定的状态,延长控制阀的使用寿命,从而使调节性能得到保证,使各种消耗有所降低。

  2.2、调节阀供给气源故障

  由现场故障来看,气动调节阀的定位器易出问题。究其原因,都是气源的油水泄漏问题。该公司使用过不同厂家的阀门,包括机械和智能的。其间,定位器发生过几种故障现象,因气源问题产生的故障、气源密封件损坏、气源管腐蚀、塑料管老化裂口、接头损坏等原因,均可使定位器工作异常。此时,大多需要检查供气管线现场使用情况,检查减压阀、汽缸连接处及气源管接头是否泄漏等,由专门的检查人员核对所有调节阀供气阀门,逐一打开,测量供气压力,增加压力以满足工作使用;在各密封端连接处或膜片处听漏气声,加垫片处理泄漏点,查看仪表气管线,更换塑料管,检查减压阀气源压力是否正常,有无泄漏等情况。

  2.3、调节阀设备附件故障

  调节阀设备附件故障主要表现在法兰外漏介质,阀杆弯曲或折断、腐蚀,阀内件损坏。此时,需要检查执行机构、附件及填料,检查石棉垫圈并将阀门整体解体,检查阀杆、阀体内部件,从而发现因介质泄漏而造成的异常故障。在检查中,如发现填料干燥,石棉垫圈有腐蚀现象,需更换石棉垫圈,并坚固填料箱盖螺母。将解体的阀杆抽出,如发现腐蚀的阀杆出现点状坑槽,需打磨阀杆,使其表面光洁后将阀杆装回阀体,打压试漏后,如无任何泄漏即可判定处理合格。

  2.4、调节阀阀体故障

  调节阀中常见的故障现象还有阀体故障,主要表现在阀座或阀芯损伤以及相关密封损坏。需将阀门解体,打开阀座、阀芯,检查阀门管线,如发现管线内有介质结晶,说明管线中也有结晶介质,需将管线疏通,查看阀芯有无轻微腐蚀。处理方法可采用打磨阀芯,更换零部件,并对阀门再次组装,打压测试其密封性,然后,输入仪电信号,测试行程阀位正常后,方可进行修复后的组装。

3、结语

  通过一系列调节阀性能分析及维修测试,明显降低了调节阀的故障频次,使生产车间的仪表设备持续稳定运行。

  为了巩固相关措施,该公司还制定了调节阀相关工作制度,规定由维护人员定期给填料添加润滑油,以保证调节阀好用灵活;及时更换、补充填料。在日常巡检时,注意调节阀的运行情况,检查阀位指示器和调解器的输出是否吻合;经常检查气源,发现问题及时处理;保持调节阀清洁以及各部件的完整耐用。由专业技术人员逐一落实上述工作细节,同时将解决调节阀故障处理纳入仪表专业技术人员年度培训计划中,并将重要工序的调节阀作为重点巡检点,要求维修技术人员不仅要了解调节阀的理论知识,对现场实际出现的问题也要能及时快捷地处理,提高服务质量和效率。

  通过降低化工装置调节阀的故障频次,使调节阀控制功能得到完善和提升,维修维护比较稳定,提高了生产运行的安全、可靠及稳定性。

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