上海滬工閥門(mén)廠(chǎng)（集團）有限公司
摘要：介紹尿素裝置中幾個(gè)重點(diǎn)高溫、高壓部位調節閥在應用中經(jīng)常出現的故障現象，對故障原因進(jìn)行分析，通過(guò)技術(shù)改造消除故障。
關(guān)鍵詞：尿素裝置；調節閥；技術(shù)改造
中國石油寧夏石化公司有 2 套大型合成氨裝置和 2 套大型尿素裝置，共有參與控制的自動(dòng)調節閥 1200 余臺。自動(dòng)調節閥運行是否穩定是制約裝置安全穩定運行的重要因素，尤其是尿素裝置高溫、高壓、易結晶等原因，導致調節閥經(jīng)常出現故障，壽命縮短，檢修頻繁，影響裝置穩定運行。為確保裝置安穩運行，消除制約長(cháng)周期運行的瓶頸，結合工藝狀況和調節閥的實(shí)際使用情況進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)改造，收到了較好的效果。
1 一尿素汽提塔液位控制閥
一化肥尿素裝置汽提塔液位控制閥的應用環(huán)境是高溫、大壓差、易結晶，由于環(huán)境的惡劣導致閥桿易斷裂，填料易泄漏，自裝置投產(chǎn)以來(lái)，多次出現故障，引起裝置停車(chē)。通過(guò)對工藝狀況和調節閥結構進(jìn)行分析，認為引起故障的主要原因為：① 閥桿懸空太長(cháng)，當閥芯端受到嚴重的不平衡力時(shí)，閥桿易折斷或彎曲；② 導向套配合過(guò)緊，易從填料底部的閥桿與導向套配合部位斷裂；③ 閥腔內氣蝕現象嚴重，未經(jīng)特殊處理的閥桿、閥芯易被損壞。
為解決存在的問(wèn)題，采用以下技術(shù)改造：① 制作了一個(gè)由 4 根均勻分布的加強筋為支撐的圓柱體，鑲嵌在閥腔體內，讓閥芯活動(dòng)范圍限定在圓柱體內。② 加粗閥桿，將填料底部的導向金屬套內徑擴大并加長(cháng)。③ 要求閥門(mén)供應廠(chǎng)對閥桿、閥芯進(jìn)行滲氮特殊處理。
經(jīng)改造后的汽提塔液位控制閥，解決了閥桿易斷的問(wèn)題，閥門(mén)的壽命也由原來(lái)的 2~3 個(gè)月延長(cháng)到 2a 多未出現任何故障，直至大檢修時(shí)才更換內件，達到了改造預期效果，保證了裝置長(cháng)周期，降低了檢修成本，提高了效益。
2 二尿素三通旋塞閥
二化肥尿素裝置造粒系統有 9 只三通旋塞閥，經(jīng)常因四氟襯套破裂而內漏，需停止造粒、更換三通旋塞閥襯套，并對大顆粒裝置進(jìn)行清床處理。由于介質(zhì)為尿液易結晶，清床處理難度較大，再加上環(huán)境惡劣，清床時(shí)十分辛苦。為延長(cháng)三通旋塞閥使用壽命，減少檢修次數，對三通旋塞閥使用環(huán)境和內部結構進(jìn)行認真分析，認為引起四氟襯套破裂內漏的主要原因為：① 更換襯套時(shí)對工件用力不勻易使安裝后的襯套變形，閥芯與襯套不能很好的密封；② 閥門(mén)動(dòng)作過(guò)程中，由于閥芯開(kāi)窗孔部位過(guò)大，易使襯套被割爛損壞，導致閥門(mén)內漏；③ 閥體出口管線(xiàn)采用 ø10mm 盤(pán)管伴熱效果不佳，尿液易結晶，堵塞管道和閥門(mén)。
針對以上原因，研究決定進(jìn)行以下技術(shù)改造：① 在檢修時(shí)間滿(mǎn)足的情況下，每次檢修三通旋塞閥時(shí)，一定做到將閥門(mén)整體下線(xiàn)，并用 0.4MPa 蒸汽對閥體加熱進(jìn)行襯套更換，在更換襯套時(shí)用自制的龍門(mén)架在閥體上面用千斤頂勻速加壓安裝，保證更換后的襯套均勻完好。② 將閥芯原來(lái)設計的開(kāi)孔窗口改為多孔網(wǎng)眼狀，避免閥芯轉動(dòng)時(shí)襯套被割裂。閥芯改造前后結構形狀如圖 2。③ 將閥體后管線(xiàn)由原來(lái)的 ø10mm 盤(pán)管伴熱改為夾套伴熱，提高伴熱效果。改造后的夾套伴熱結構如圖 3。
圖 2 閥芯改造前后結構形狀示意
圖 3 改造后的夾套伴熱結構示意
3 一尿素二氧化碳壓縮機防喘振閥
一化肥尿素裝置二氧化碳壓縮機防喘振閥是二氧化碳壓縮機四段打回流入一段入口的防喘振調節閥，正常生產(chǎn)過(guò)程中要求此閥處于完全關(guān)閉狀態(tài)才能保證進(jìn)人尿素合成系統的 CO2 量。然而在壓縮機剛沖轉的過(guò)程中，由于機組系統的震動(dòng)和閥體自身由開(kāi)啟狀態(tài)至逐漸關(guān)閉的過(guò)程中所產(chǎn)生的震動(dòng)等原因，該閥經(jīng)常出現故障，調節失控、系統停車(chē)。造成該閥失控的主要原因有：① 原調節閥膜頭彈簧作用力不足，閥門(mén)關(guān)不到位，容易引起內漏；② 閥桿太細，稍加預緊力就容易彎曲；③ 電氣閥門(mén)定位器固定在膜頭上，由于震動(dòng)容易產(chǎn)生漂移，致使閥門(mén)關(guān)不到位。
針對以上原因，經(jīng)過(guò)對工藝情況和該閥的安裝運行環(huán)境進(jìn)行分析，并與二化肥尿素裝置四回一防喘振閥比較，認為與二化肥尿素裝置四回一防喘振閥同類(lèi)型的閥門(mén)能滿(mǎn)足要求，并選購了 1 臺閥門(mén)進(jìn)行安裝試驗，完全克服了原調節閥存在的缺陷，保證了閥門(mén)關(guān)閉時(shí)無(wú)泄漏，又保證了壓縮機跳車(chē)時(shí)閥門(mén)能瞬時(shí)打開(kāi)、不引起壓縮機喘振。該閥自更換以來(lái) 2a 多未出現過(guò)任何故障，徹底解決了此閥失控的問(wèn)題。
4 二尿素汽提塔出料閥
二化肥尿素裝置汽提塔出料閥為雙膜頭控制閥，膜頭彈簧較長(cháng)，彈簧支座剛性較差，易變形，再加上該閥是水平安裝，彈簧易倒俯，膜頭內幾個(gè)彈簧常無(wú)規則地纏繞在一起，將膜片割爛，膜頭漏氣，閥門(mén)失控。為有效地解決這一問(wèn)題，將彈簧支座由普通鋼更換為剛性較好的 45# 鋼材并進(jìn)行熱處理，在彈簧支座部位加工了一支撐工件與支座焊牢，用來(lái)固定彈簧，保證了彈簧在膜頭內水平放置的狀態(tài)不易錯位、纏繞。
5 其他調節閥
近幾年在尿素裝置中還進(jìn)行了其他一些調節閥的技術(shù)改造，其中包括一化肥尿素裝置蒸汽調節閥的結構更換，解決了因閥腔內產(chǎn)生不平衡力使閥桿旋轉易斷的問(wèn)題；一化肥尿素裝置造�？刂崎y襯套的國產(chǎn)化，解決了襯套依賴(lài)進(jìn)口的問(wèn)題；一化肥尿素裝置合成塔出料閥閥桿加粗措施，解決了原來(lái)閥桿易斷的問(wèn)題。