尿素合成塔出口调节阀技术改造实例

发布时间:2010-11-17  点击数:2041
    河南省息县化肥厂目前是拥有三个分厂的集团型化工企业。我厂于1997年实施了碳铵改产尿素项目工程,并逐步完善了“8-13”改造,实现了单一产品向复合型产品的转变。使我厂在市场竞争中获得了一定的成绩占据了一方市场,从一个小厂跨进了中氮的行列。
    我厂自尿素投产以来生产一直稳定,产品质量很快达到国家标准。但有点不理想,尿素合成塔出口调节阀ZMBS/220K(DN25)(以下简称P4阀),经常在运行中出现一个问题:阀芯卡死或调节阀开关不灵活等现象,严重时可能造成合成塔超压的不良后果。我们以经常更换阀芯的方法来解决这个问题,但一套阀芯的价格又很高,两个月换一套阀芯太浪费,同时也增加了维修费用。对此.我们成立了攻关小组,力争在三个月内攻破这一技术难关。
    经过多方考查与实验总结出阀门卡的原因是:阀门前后压差大,阀芯单向受力过火,造成阀芯上下位移偏离中心轴,受压小的一侧就和导向套产生摩擦,且尿液结晶造成摩擦力更大,使阀芯偏磨,时间一长阀芯磨损严重而造成卡死等现象。原因找到了事情就有了解决的办法:第一,要解决的是阀芯偏离中心轴的问题;其次要解决尿液结晶的问题。这两个问题说起来比较容易,但要真正的得到解决,特别是要解决第一个问题就很难了。下面对这两个问题的解决的经验向同行作以简单的介绍,望能给同行提供一点参考。 
一、阀芯结构及造成破坏的原因
    1、阀芯结构示意图(见图1)
  
    2、造成阀芯上下运动时偏离中心轴的原因
    阀门前后压差大,阀前压力为20.00MPa,通过阀门后的压力,经阀门减压后为1.67MPa,阀芯单面受力过大,阀芯与阀体之间有一定的间隙,在较大的压差下。阀芯发生倾斜,阀芯位移偏离中心轴。由于阀芯与阀体之间有空隙,尿液被阀芯上带滞留而结晶,造成摩擦力增大,阀芯磨损。
    P4阀在工艺上就是起减压的作用,通过它20.0MPa的高压被减为1.67MPa的中压,所以大压差问题必然存在,无法克服,要解决阀芯偏磨的问题只有从别处入手。
二、解决阀芯上下运动偏离轴中心的方法
    1)为了不使阀芯运动时滞带的尿液结晶,必须使阀体内的温度高于尿液的结晶点,这就要求对阀门进行供热并保温。这只要在阀体上绕几周蒸汽管,并在热管外面加保温层就行了。
    2)要解决阀芯与阀体间的间隙问题。也不是难事,但关键的是要进行尝试,并且找准位置才能想办法。通过我们攻关组的反复论证、设计、实验,最后敲定方案:在阀芯的适当位置加一段外套,并对外套的长短和厚度进行了精心的设计和反复实验,最后一次性试运成功。
    3)改造的位置:在阀芯示意图的阴影部分加一段外套(见图1)。外套的长度:根据实物中阀芯阴影部分的长度为78mm,而设计的外套长度最好在30~70mm之间(视情况而定)。外套的厚度:视阀芯与阀体的间隙大小而定,但不能紧配合,要使阀芯在阀体内运动自如。外套的材质:采用Mo2Ti钢加工而成。
三、改造后阀门的通行情况及使用寿命
    我们攻关组是2000年10月攻破这项技改任务的,改造后通过试验、试压、校验,到2001年12月趁尿素系统停车的机会,把改好的这套阀门换到系统上使用。直到2001年7月30日全厂停车检修时,运行一直很稳定,趁此机会我们把它拆下检查使用情况:基本上没有什么磨损,并认定还可再使用2~3个月。当时我们义把改好的第二套换上使用,直到现在仍然运行良好,且再没有卡或开关不灵的现象发生。从此,我们的仪表工基本上甩掉了一大负担,无论是当班还是值班的仪表工再也不用担心维护它的问题了,更不用担心P1阀卡死而造成的合成塔超压或停车事故发生了。到目前为止,第二套阀芯的使用时间已经超过7个月,从我们的现察情况看,再用两个月是没有问题的。
四、改造投入与经济效益分析
    改造时我们对P1阀进行了供热和保温,利用排出的废蒸汽在此过-趟,并在其外面加厚保温层。所加的外套是采用Mo2Ti钢在我厂机修车间加工而成的。以上改造的全部投资也不足500元人民币(不计投入的人力)。
    在改造前通常我们是三个月换一套阀芯,且在这之间不时的有卡或开关不灵活的现象,有一次阀芯死造成尿素合成塔超压,险些造成屎索停车事故。按目前我厂库存阀芯的价格3200元/套计算,8个月要更换两套阀芯就达6400元,且每次更换阀芯时尿素合成塔就要进行相应的泄压处理,尿素合成塔每泄一次压就要损失近10万元。这两年我们厂没有因为P1阀的问题停过一次车,那么这个效益就可想而知了。
    因此,对于P4阀的使用己不再是我厂的难题,这种改造同行们可以试着做一下,但也可能这种情况对你们不适用仅供参考。