乙烯装置调节阀故障探讨.doc

乙烯装置调节阀故障探讨摘要：调节阀作为控制回路的执行机构，对工况的调节起着至关重要的作用。本文从分析总结乙烯装置开工至今各类调节阀故障入手，指出调节阀本体及其安装以及各附件发生故障的现象以及相应处理方法。关键词：波动、定位器、附件、安装方式1引言调节阀的故障可分三类，即由调节阀附件损坏、安装方式不当、调节阀本体损坏引起的故障。调节阀的附件有：气动放大器、气动切换器、电磁阀、过滤减压阀、储气罐等，由于附件多且调节阀本体直接与工艺介质接触，安装方式多，因此故障众多，但某些故障现象较为常见，熟悉这些现象对调节阀故障处理极有裨益。调节阀故障部分主要有几点：调节阀附件在气源不净时发生堵塞等故障，导致阀门动作不到位，不及时或阀位震荡。调节阀的活动部件由于阀门的长期运行动作，容易发生 “跑”、“冒”、“滴”、“漏”，导致物料或是气源泄漏从而影响阀门的动作。调节阀的阀内件与过程介质直接接触，阀芯、阀座受到介质腐蚀以及冲刷导致表面发生变形或缺损，从而导致故障。管线内工艺介质不洁净导致阀芯挂料，或管道内有焊渣等杂物导致阀卡。2调节阀附件故障及解决办法2.1 液压油路故障 重要回路的调节阀或没有旁路的调节阀都设置有手动机构。压力不高的调节阀手动机构为手轮带动执行机构动作，而当调节阀通径较大或压力较高时一般由手轮机构带动液压油路以控制执行机构动作。当液压油路发生故障，必将导致调节阀无法手动控制，甚至影响其自动控制。某蝶阀DN600，工艺反映职能在030%内动作，30100%范围内不能动作。该阀的美索米兰定位器显示故障信息为：1.Reset 2.Acuter Fail。该蝶阀带有液压手轮，出现故障时现场手自动切换开关处于Remote即自动位置，如图2-1所示。图2-1 手自动切换开关DCS信号输出小于，定位器输出风压正常，阀门动作正常，但当信号输出大于时，定位器输出风压变化至气源压力但阀门不动作。由于阀杆不动作，定位器反馈信号认为实际阀位小于设定阀位，因而进一步增大输出风压直至实际阀位等于设定阀位，当输出风压等于气源压力时，定位器显示Acuter Fail（执行机构故障）。如图2-2所示，当手自动切换开关位于ManualOpen或ManualClose位置时，通过调节液压手轮可调节阀门开度。阀处于自动时，应将V1，V2打开，保证液压油路部分通畅，不影响阀动作。当前V1被关闭，阀在30%行程以下可以正常动作，当阀位在30%以上时，由于液压油路不通，液压部分压迫阀杆不动作。打开V1后，阀可正常控制。图2-2 液压阀局部示意图2.2供气量不足或排气不畅导致的故障 某给水流量控制阀（气关阀），配备MOORE启动放大器，和Fisher定位器在下关时存在震荡现象，开度在50%80%时震荡现象明显。用Fisher专用软件采集阀门动作曲线如图2-3所示。图2-3 关阀震荡曲线图图注：红线为实际阀位随时间变化曲线，蓝线为总控设定信号，绿色线为定位器气源压力由图2-3可得，阀门在下关过程中，阀位曲线有毛刺，阀位动作震荡，并且在下关时气源压力波动较大而开阀过程中气源并未发生波动，且开阀时阀门动作正常。由此可见实际气源压力并未发生波动，且阀本体无故障，问题出在阀附件。该阀为气关阀，在下关过程中需要定位器输出风压经气动放大器向气缸供气。从图中可以得出，阀位在80%下关至50%时需要大量气，此时气源供气不足。减压阀至定位器和气动放大器气源管线，以及定位器至气动放大器的管线均为6，这导致在关阀时供气量不足。将减压阀至气动放大器和定位器的气源管线更换为10后，阀门动作正常。当气动放大器增益调整不当时也会发生上述故障，某加氢反应器进料阀（气开阀）在开阀过程中有震荡但关阀时阀动作正常，类似于图2-3所示故障。气动放大器本体上有增益调整旋钮，故障时该阀的气动放大器增益较小，导致开阀时进气量不足，引起震荡。当阀门开关都有震荡时，说明进气、排气都有问题，图2-4为某燃料气调节阀阀位响应曲线图。由图2-4可知，该阀在开关都有震荡，因而排除了供气不足导致的故障。同时阀位最终能到位，也排除了阀芯卡的故障。图2-4 开关阀震荡阀位曲线图进而可以判断出，该故障为调节阀某附件故障导致导致气缸供气不足，同时导致排气不畅。经检查发现气动发达器损坏，更换后该阀动作正常。当膜片或是进出气装置如放大器、气动滑块等发生泄漏时，也可能导致图2-4所示故障。在发生图2-4故障时，可逐个排除器件故障。2.2气源风压不足导致的故障某蝶阀（配备美索米兰定位器），送全开信号后，该阀全开后又回到60%处阀位，其余阀位处有震荡，不能稳定控制。用375对定位器进行调校，在校验Find value stops（寻找停止位时），定位器输出信号跑最大后又返回到零，375显示定位器进入Fail Safe模式，无法进行下一步校验。进入设置诀窍，核对每项参数，风压上限菜单中显示风压为400Kpa而此时过滤器减压阀小风表指示300Kpa，与设定值不符。由此可见吗，气源风压不足导致在全开信号下风压不够，阀全开瞬间回到气源风压对应的阀位。将风压调至400Kpa后自动校验，阀工作正常。新装置开工时，过滤器加压阀风压设定值与阀工作风压设置不一致，导致阀门不能正常工作。因而在新阀投入使用时，首先因检查风压设定值是否符合调节阀工作风压，然后检查供电电压，气源纯净度等。3调节阀本体故障3.1弹簧预紧力不当导致的故障某减温水阀不能全关，DCS输出信号为0时实际阀位在30%左右。经检查定位器等调节阀附件以及阀芯未发生卡等故障。该阀为阀作用气关阀，由弹簧弹性力关阀。在输出信号为0时，仍有30%开度，说明弹簧预紧力不足导致无法关阀。该阀位高压差阀，阀前后压差达1.30bar，技术附件中规定该阀弹簧弹性力范围为1.352.84bar，即阀门起步风压为1.35bar。DCS输出100%信号，将减压阀输出从零逐步增大至阀门开始动作，测得该阀起步风压为0.8bar，小于技术规定中1.30bar。可见预紧力过小，导致输出全关信号时弹簧压力不足。调整弹簧预紧力后，该阀正常全关。对于一般调节阀（风压范围在0.21.0,0.82.4kgf/cm2）而言，起步风压一般为0.2bar或0.8bar。高压差阀的起步风压较大，在新阀投用前要做好单校，调整好弹簧预紧力。3.2阀芯卡导致的故障某燃料气调节阀(气开阀)，安装有山武定位器。阀位在40%左右震荡（输出信号为40%）导致燃料气流量波动影响了工况稳定。现场定位器风压输出及阀位如图3-1所示。Pressure/KpaT/s40%45%TravelT/s150图3-1 风压变化记录曲线图3-2 实际阀位110由图3-1所示定位器风压输出连续变化，而图3-2所示阀位成阶跃状。总控阀位信号为42%，,但现场实际阀位在40%与 45%之间阶跃跳动。用375读取定位器数据，该定位器有积分作用，当阀位（通过反馈杆反馈给定位器）未到给定值，风压输出一直增大（当设有防积分饱和时只能增大到一定值）。该阀初始阀位为40%，当输出信号为42%时，由于阀芯卡住，阀位达不到42%，于是定位器在积分作用下继续增大风压输出至150Kpa，此时风压大于阀内阻力阀突然跳动至该风压对应阀位，此时实际阀位大于设定阀位，风压输出减小阀位又跳至40%，周而复始，阀位阶跃动作。3.3 阀体安装导致的故障某急冷水调节阀（蝶阀），在全开信号下阀位为90%，将定位器改为手动，输入该阀全开风压，该阀仍然不能全开。将阀打至手动状态，用手轮控制该阀可正常全开，可见阀芯未卡。该阀为三偏心流开型蝶阀，碟面应正对介质，而实际安装时将该阀安装为流闭型，造成开阀时扭力矩不足而无法全开。一般调节阀流开、流闭装反，对调节阀使用影响不大，但对于某些蝶阀而言，如若装反会导致阀不能全开或全关。流开阀与流闭阀抄仪表工试题集由上可见调节阀安装不当将导致故障，调节阀在安装时应注意以下几点：1、调节阀在安装之前，必须仔细地清除阀门在储存期间所累积的灰尘，在安装过程中也要保持清洁。因为灰尘杂质会使阀座和内件损坏。为了保护清洁，通常可在当天未焊的开口法兰端部装上盖板。2、调节阀安装时，阀体上的箭头应与介质流向一致。3、调节阀是精密构件，如果它们受到管道变形的应力，将破坏正常的工作。因此，法兰与管道安装应垂直并且位置准确以避免管道的变形。井且，管道要适当支撑，以防止它在阀门重量作用下发生弯曲变形。4、调节阀在与管道焊接时必须特别小心。若调节阀与管道焊接时注意不够，未能消除应力，则会产生变形。焊接时，必须严格避免焊渣飞溅入阀门内，焊渣的存在有损阀门的性能，如果飞溅直接溅在阀芯上，轻则直接影响调节阀的动作，重则损坏阀芯和阀座。5、管道在试压和吹扫时，调节阀应拆下，用相应的直管段相连以防止焊渣、铁削等杂物卡在阀芯与阀座之间。拆下的调节阀开口法兰端部应用塑料布包扎牢固。4结论由上诉分析可知，在新阀投入使用时因先对调节阀进行单校，从而排除风压设定值与调节阀工作风压不符，弹簧预紧力即起步风压不符合等引起的故障。在施工阶段因做好监理，对调节阀安装方式，尤其是流向进行检查，以防安装错误。在新阀安装时，做好吹扫工作，尽量将工艺管线吹扫干净，防止管