A-FCV-113防喘调节阀的故障分析与改进措施

发布时间:2011-04-25  点击数:2769

    我公司第二化肥厂年产30万t的合成氨装置是我国上世纪70年代中期从国外引进的13套大化肥装置之一。经过近30年的运行,至今仍处于满负荷正常运行状态,为我国的农业生产做出了巨大贡献。

    近年来,由于设备老化,系统的调节阀出现了一些故障,给生产带来了一定的影响,其中,合成系统的103-J压缩机的防喘调节阀A-FCV-113所出现的故障较为典型。该防喘调节阀是世界知名的调节阀生产厂Masoneilan生产的,2O多年来使用情况一直很好。这个调节阀对系统的正常、安全运行非常重要。在正常生产中,如果A-FCV-113突然打开,会造成合成系统大幅度波动,合成塔氨产量突然下降,123-C气量下降,从而直接影响整个合成氨装置的安全运行和尿素的正常生产;当合成氨装置或103-J因故障停车时,如果A-FCV-113不能及时全开,将会造成103-J机组的损坏。2001年底,每逢合成系统开车至103-J时,防喘调节阀A-FCV-113经常出现滞后或不动作;我们曾处理过几次防喘调节阀A-FCV-113在开车过程中出现的卡阻故障,每次所花费的时间大约为8h,这样造成合成氨NG气在A-PIC-4放空,损失大量天然气。为此,须对防喘调节阀A-FCV-113的故障原因进行分析并加以改进。

一、A-FCV-113的工作原理及故障原因分析

    A-FCV-113的控制系统及结构示意如图1所示。

    控制系统中的附件如下:

    ① 减压阀#77-40(设定压力323.73kPa)
    ② 减压阀#77-40(设定压力255.06kPa)
    ③ 自锁阀#77-8(自锁压力323.73kPa)
    ④ 气动三通切换阀VAP-3145-04
    ⑤ 升压器#4514
    ⑥ 截止阀
    ⑦ 手-自动切换阀
    ⑧ 三通电磁阀JE83020A 108
    ⑨ 切换阀#77-8(切换压力147.15kPa)

    A-FCV-113的工作原理为:仪表空气经减压阀,通过升压器进行流量放大,再经过自锁阀、气动切换阀进入气缸活塞左侧;POSITIONER的输出信号,经过升压器的放大,通过自锁阀、气动切换阀再进入气缸活塞的右侧,随着POSITIONER输出压力的变化,推动活塞从而带动阀芯动作。

    这套Masoneilan防喘调节阀系统具有如下优点:①采用∑F执行机构,推力大;②阀芯部分密封性好;③寿命长。但该阀同时又存在以下缺点:①执行机构水平弯曲应力大;②控制系统复杂;③升压器过滤网过大,造成粉尘进入缸内。

    通过检查、分析我们发现:Masoneilan103-J防喘调节阀出现的卡阻现象是由于整个执行机构的材质老化和水平结构应力较大引起缸体变形、轴弯曲以及该控制系统对仪表空气的过滤存在重大漏洞等共同作用所造成的。

二、对策

    由于防喘调节阀A-FCV-113的故障主要是设备老化所致,考虑到更换新阀约需80万元,另一方面,A-FCV-113的阀体部分还很完好,有修复的价值,我们决定对防喘调节阀A-FCV-113进行修复和改进。我们采取了如下措施:

    (1)更换缸内的“O”型环,以克服气缸活塞因气缸变形产生的漏气现象;
    (2)加工更换气缸的推杆;
    (3)升压器前增加过滤器,考虑到粉尘排放及安全,过滤器安装了旁路阀以备急需,见图2。

三、效果

    根据以往情况,在合成氨系统开车期间,每处理一次A-FCV-113故障所需要的时间为8h左右,以35%的负荷计算,整个处理过程将损失原料气约10000m3,损失燃料气约9000m3,损失辅锅用天然气约3200m3,共计损失天然气约222000m3。即每处理一次A-FCV-113故障,所损失的天然气折合人民币约13万元。自采取以上措施后,近两年来,该调节阀一直工作正常。

    通过对Masoneilan防喘调节阀A-FCV-113的修理、改进,延长了它的使用寿命,节省了更换新调节阀的资金,减少了处理其故障带来的损失,为保障生产装置的安全、稳定、长周期运行做出了积极的贡献,同时也为类似进口调节阀的维修作了有益的探索。