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尿素裝置中合成塔壓力調節閥在線維護

閱讀:568發布時間:2008-7-29

水溶液全循環法尿素裝置中合成塔壓力調節系統是zui重要的自調系統。合成塔壓力調節閥(P4閥)安裝在合成塔出口。出合成塔的工藝介質都需要通過P4閥流向中壓分解系統。P4閥具有以下特點:(1)尿液易結晶且不設旁路閥;(2)閥前后壓差高,近18MPa;(3)介質流速高,波動影響大;(4)在線維護風險大,閥門可能大幅度開關,會造成合成塔超壓或中壓系統超壓,引起大范圍的工藝波動甚至引發事故。P4閥的上述特點決定了其正確維護及P4閥調節系統的正常穩定運行是尿素裝置穩定運行的前提。筆者將就P4閥日常生產維護中常見的故障及解決方法做一總結。 1 閥門開度不到位 氣源壓力低,導致膜頭壓力不夠,閥門開度不到位,這時應查看各接頭及氣源管線是否有漏氣現象,并對有漏氣處的氣源接頭進行緊固處理。 2 膜頭漏氣 這時可將調節閥打到手輪控制,保持手輪控制閥位,然后拆下到膜頭的氣源管,同時迅速用手堵住管口,再慢慢將手輪打到自由狀態,檢查閥門輸出行程是否變化,若膜頭漏氣,則會看到閥門緩慢關閉,此時則應將閥門打到手輪狀態,更換膜片。 3 閥門不動或動作遲緩 此時,操作人員可以從DCS操作畫面上看到合成塔壓力超壓,P4閥閥位輸出較正常時偏差許多,甚至到全開度位置。這是由于P4閥卡住,閥門不動或動作遲緩導致調節系統測量值遠遠超過設定值,在比例積分微分(PID)調節作用下,輸出達到積分飽和。這一般是由兩種原因造成的:(1)尿液結晶;(2)閥芯偏磨,閥芯與閥座摩擦。尿液結晶在傳統的ZMBS-220K閥門上較為常見,一般發生在填料函處,從而造成閥桿運動不靈活,致使P4閥無法正常運行。處理尿液結晶的一般方法,即蒸汽吹除填料函處,促使結晶的尿液融化,使閥門恢復正常。但如果尿液結晶頻繁,反復用蒸汽吹除填料函處,zui終將導致“V”形聚四氟乙烯填料老化,造成閥桿*性卡澀或填料密封性能變差,影響到正常生產。另外,由于P4閥前后壓差大,流速快,閥芯的導向不穩定,使閥芯和閥座摩擦,影響調節品質。現在,部分尿素生產企業,通過不斷地摸索,對閥芯及閥桿部分作了加工,使結晶問題有所改善。針對P4閥閥芯偏磨閥卡問題,國內一些調節閥生產廠家,對P4閥結構進行了改進,如重慶南坪的HTP型套筒式P4閥做了如下改進:將導向套增長,并將導向套的下部分開孔做成了籠式, 同時,將其與閥座導向連接,使閥芯的導向更加穩定可靠,保證了閥芯與閥座的同軸度,避免了閥芯與閥座的磨損,延長了使用周期。 4 電氣閥門定位器調節滯后 定位器反饋凸輪或反饋桿松動導致閥門行程波動大,調節滯后。定位器問題是P4閥無法正常運行的另一個原因,在開車狀態下,修復調校閥門,存在很大風險。通過幾年的生產實踐,筆者總結出了一套檢修調校閥門定位器的操作方法。 4.1 電氣閥門定位器的檢修調校過程 4.1.1 化工人員用手輪控制P4閥的開度,維持系統穩定。 4.1.2 摘除定位器和膜頭之間的輸出接頭(因手輪機構僅能限制一個特定方向的行程,不能同時限制兩個方向的行程),以免檢修定位器時輸出增大,造成P4閥開度增大,使手輪無法正常控制,造成系統波動。 4.1.3 修復或更換定位器。確保電器部分完好,量程參照閥門行程應作相應調整。然后將零點調整螺釘調至zui低,即保證接好電器部分后,定位器無輸出。 4.1.4 通知總控室將閥門輸出信號調至目前閥門開度對應的信號,然后接好定位器與膜頭之間的輸出接頭及接線部分。此時慢慢調整定位器調零旋鈕,使輸出壓力逐漸升高,同時,另一只手握住手輪向閥門開度方向微微用力,直至手輪有輕松感(即手輪已脫離,膜頭壓力已代替了手輪),停止調整調零旋鈕,這時即可通知總控室實現微機操作,然后將手輪旋至自由位置。zui后一步之所以這么做是有道理可循的。 我們曾嘗試在摘除定位器輸出接頭后,通過堵住輸出接頭,根據定位器輸出壓力表壓力來確定閥門動作位置,結果當然行不通。定位器一個顯著特點:送一個開度信號,若閥門不到位,定位器輸出將繼續增大,直至推動閥門或輸出壓力至氣源壓力,反之亦然。其實,也就是通過反饋機構的作用,以達到力的平衡,zui終保證閥門開度與總控室操作閥位信號一一對應。同理,閥門不動的情況下,送一個開度增大(或減小)的信號,定位器輸出將增至氣源壓力(或減至無輸出壓力),除非隨著信號變化使反饋桿移至相應開度,這顯然難以操作。正確的方法是:根據當前閥門開度送相應信號,通過將調零旋鈕從zui小逐漸增至膜頭的推力,zui終代替手輪,使反饋信號與輸入信號達到平衡,從而實現從手輪操作向自動操作的無擾動切換。 4.2 電氣閥門定位器的在線更換 4.2.1 通知操作工將P4調節系統打到手動狀態,并將P4閥打到手輪控制。 4.2.2 根據目前閥門開度,估計此時反饋桿的角度,裝好定位器。如為同型號的定位器,可參考原來的定位器安裝位置進行安裝。應注意P4閥為反作用氣開閥,反饋凸輪方向一定要檢查好,確保構成負反饋,否則定位器無法正常工作。 4.2.3 將定位器機械連接部分接好后,接入4~20mA的直流(DC)輸入信號。 4.2.4 根據目前手輪控制開度,估計對應輸入信號大小,在DCS監控畫面上給出相應閥位信號。 4.2.5 接好定位器與調節閥連接的氣源接頭,zui后接上定位器輸入氣源,按照上述提到的調校方法進行調校。 綜上所述,重要調節閥在正常生產過程中發生故障,需要維修時,只要方法得當,可進行在線維修,避免閥位波動對系統造成影響。


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