陕西延长石油(集团)有限责任公司延安石油化工厂 陕西洛川 727406
摘要:S-Zorb装置运行初期,闭锁料斗程控球阀故障成为影响装置正常运行的瓶颈问题,本文总结归纳了程控球阀故障原因及解决方法。
关键词:程控球阀;故障;卡涩
一、前言
延安石油化工厂于2013年12月建成了180万吨/年S-Zorb装置。装置采用美国ConocoPhillips公司的第二代S-Zorb技术【1】(中国石化2007年整体收购了该技术),以催化裂化汽油为原料,生产硫含量低于10ppm的低硫清洁汽油产品。
闭锁料斗是S-Zorb装置的核心,是装置安全长周期运行的关键;闭锁料斗系统程控球阀共31台,均为两位式切断球阀;操作介质有高温油气、氢气、氮气、吸附剂(0-150um),操作工况具有前后压差打和开关频繁(20-30min/次)等特点。装置运行初期,闭锁料斗程控球阀故障成为影响装置正常运行的瓶颈问题,本文总结归纳了程控球阀故障原因及解决方法。
二、装置工艺
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图1 闭锁料斗流程图
该装置采用流化床形式,吸附剂循环系统是通过闭锁料斗(D-106)的操作,将反应器内的待生吸附剂送往再生器,再将再生器内的再生吸附剂送往反应器,完成吸附剂的反应 — 再生循环;闭锁料斗(D-106)通过程控阀开关,实现高低压分离、氢氧环境隔离、输送吸附剂。
程控阀主要由阀体、执行机构、回讯盘、电磁阀等组成。闭锁料斗流程图如图1:
各程控阀阀间吹扫、放空至ME-110A/B(一开一备)、ME-111A/B(一开一备),ME-110A/B、ME-111 A/B滤出的吸附剂回收至吸附剂回收罐D-108,D-108吸附剂回收至系统内。
三、存在的问题及原因分析
闭锁料斗程控阀故障频次高,主要有安装调试问题、电磁阀故障、回讯器故障、阀芯内漏故障、执行机构故障、阀芯卡涩故障等。
1.安装调试问题
(1)程控球阀有方向性,分高压端和低压端,如安装方向错误,程控球阀短时间就会发生故障。
(2)程控球阀阀芯安装前转动不良、阀芯错位。
2.电磁阀故障、回讯器故障
经分析,电磁阀故障,主要为电磁阀进雨水、接触不良等原因造成;回讯器故障主要原因是回讯罩密封圈不严、杂物进入回讯轴、回讯盘和执行结构使用过程磨损。
3.阀芯内漏故障
(1)高温高速气流携带吸附剂流通,对阀芯造成冲刷,密封面破损。
(2)过滤器失效,造成气流携带吸附剂连续冲刷球阀,造成故障;如闭锁料斗过滤器失效,造成闭锁料斗顶XV2416、XV2417、XV2418、XV2419内漏。
(3)密封面划痕冲刷内漏。
4.阀芯卡涩故障
阀球和阀座之间夹杂吸附剂,在阀球与阀座的挤压下形成硬质不易脱落的粘附物和结焦物,不但无法刮除清洁,其间隙影响阀球与阀体的精密配合,形成卡涩;而刮痕的形成阀关闭的流动通道,最终导致球阀内漏失效【2】。
造成阀球和阀座之间夹杂吸附剂的原因:
(1)吸附剂回收罐D-108料位高,造成ME-110A/B、ME-111 A/B差压高,造成程控球阀阀间吹扫、放空不畅,吸附剂堆积(容易忽视,且造成球阀卡涩的主要原因)。
(2)吸附剂带油,粘贴在阀球密封面。
5.执行机构故障
执行机构故障,实质是球阀卡涩,造成执行机构负荷增加,进而发生故障。
四、应对措施及效果
1.安装前,仔细检查阀门,把控安装过程。
2.与仪表工对接,加强电磁阀防水,回讯器密封管理。
3.阀芯内漏故障
(1)故障阀门维修时,球面需要重新喷涂碳化铬;储存、搬运、安装球阀过程中,要注意保护好密封面。
(2)严格控制闭锁料斗廖伟,避免因料位高,挤压滤芯,造成闭锁料斗滤芯断裂泄漏;定期检查管道过滤器。
4.阀芯卡涩故障
(1)定期排空吸附剂回收罐D-108料位,每周切换、吹扫ME-110、ME-111,杜绝ME-110、ME-111差压高报警。
(2)反应器接收器D-105,提高料位、保证提升氢气温度及流量,避免吸附剂带油至闭锁料斗;保证闭锁料斗提升氢气流量、提升时间,以防进一步带油至下游程控球阀。
5.执行机构故障
(1)避免阀芯卡涩。
(2)适当调高程控阀驱动风压,增强驱动力。
6.效果
延安石油化工厂180万吨/年S-Zorb装置自2016年下半年起,程控球阀故障率大幅度降低,2018年至今未更换程控球阀。
五、结束语
闭锁料斗程控阀故障为S-Zorb装置存在的主要问题,解决程控阀的故障问题可以保障装置安全平稳长周期运行。通过以上原因分析及所采取的措施,效果较好,特别是提出了容易忽视的ME110、ME111压差高,是造成程控球阀卡涩的主要原因。
参考文献:
【1】侯晓明,庄剑.SZorb催化汽油吸附脱硫装置技术手册.北京:中国石化出版社,2013
【2】张昆,毛文华,沈安伟.程控球阀在SZorb装置上的应用[J].张昆,毛文华,沈安伟.炼油技术与工程.2013(10)