尿素装置蒸汽调节阀误动分析与预防措施

尿素装置蒸汽调节阀误动分析及预防措施 目录 1 蒸汽调节阀PV3203在工艺中的作用 2 蒸汽调节阀PV3203的动作原理 3 蒸汽调节阀锁定阀故障 4 仪器仪表误动的防范措施 5 总结 3 引言 随着石油化工工业的迅猛发展 装置规模越来越大型化 连续化 加之化工生产过程具有易燃 易爆 高温 高压 有毒 有腐蚀的特点 在化工生产中调节阀的供气系统难免会出现故障 如气源管线堵塞 管道漏气和元器件损坏等 我公司80万吨尿素生产装置曾出现几起阀门执行机构元件 过滤减压阀 锁定阀 气动放大器 滑阀等 泄漏问题 一旦泄漏或者误动 将影响阀门的正常调节 如果泄漏量增大 更是会改变阀门的开关状态 4 引言 调节阀是现场化工生产系统的重要的最终执行器 调节阀的性能直接关系着化工生产系统的完整性 本文重点分析了蒸汽调节阀PV3203的执行机构气路 在不同情况下阀门的最终开关状态 并由锁定阀老化引发对今后工作中仪器仪表误动预防措施的思考 5 1 蒸汽调节阀PV3203在工艺中的作用 PV3023是尿素装置关键的阀门之一 105T HR的主蒸汽经过二氧化碳压缩机的做功后 约95T HR作为抽汽出来 经过PV3023进入汽包319D 为高压汽提塔302C提供热源 使得高压系统未反应的氨和二氧化碳大部分在高压圈循环 只有少量的到后系统 从工艺流程上看 该调节阀正常运行对工艺有极其重要的作用 6 1 蒸汽调节阀PV3203在工艺中的作用 在正常生产中 如果PV3023突然关闭 有两大危害 一是蒸汽系统抽汽管网必然超压 对管道造成威胁 对压缩机的稳定运行造成威胁 甚至可能影响合成装置的蒸汽系统的稳定 二是对工艺系统的影响 PV3023关闭 高压汽提塔无蒸汽加热 甲铵分解率骤降 处理不及时 低压会严重超压蒸发真空维持不住 造粒会被迫退出 水解解析也会波动 最终工艺冷凝液不合格 全系统都会波动紊乱 甚至最终被迫全系统停车 7 2 蒸汽调节阀PV3203的动作原理 2 1蒸汽调节阀PV3203结构和动作从阀门执行机构上看 该阀为双作用气缸阀 正常调节时 主控工艺人员设定一定的阀门开度 在DCS内部转换为相应的电流值 4 20mA对应0 100 阀门开度 再通过现场阀门上的双作用定位器转换为2路不同的输出气路到阀门的上气缸和下气缸 因上下气缸的仪表空气压力不同 从而实现不同阀位的准确调节 8 2 蒸汽调节阀PV3203的动作原理 2 2PV3203执行机构气路组成根据该阀特性 定位器入口仪表风压力为400Kpa 阀门执行机构的气路见图1 单向阀 单方向流通 防止气源倒流 储气罐 气源故障时代替气源工作一段时间或提供阀门保位用 过滤器减压阀 保证气源质量和调压 锁定阀 故障时保证阀门处于安全位置 气动放大器 与定位器配合实现小气控制大气的气路提高调节速度 两位三通滑阀 实现气路自动切换 阀门定位器 改变调节阀的工作特性实现正确定位 9 2 3正常生产时 阀门气路的动作原理 单向阀 储气罐 过滤器减压阀 锁止阀 气动放大器 两位三通滑阀 阀门定位器 10 3 蒸汽调节阀锁定阀故障 3 1 误动事故发现2013年12月8日20 30 化工仪表维护人员在进行正常巡检时发现尿素装置蒸汽调节阀PV3203执行机构上气路中的锁定阀膜片大量漏气 化工仪表人员迅速报告主控让其做好事故预案 同时快速地分析该阀门气路 11 3 PV3203锁定阀故障时气路控制图 单向阀 储气罐 过滤器减压阀 锁止阀 气动放大器 两位三通滑阀 阀门定位器 12 3 蒸汽调节阀锁定阀故障 3 2PV3203锁定阀故障的工艺后果从以上气路分析可以得知 锁止阀膜片漏气量若进一步扩大 将导致锁止阀断气 蒸汽调节阀PV3203将会突然全关 处于事故状态 若旁路阀打开不及时将会瞬间引起二氧化碳压缩系统抽汽压力突涨 导致抽汽安全阀瞬间起跳 95T HR中压蒸汽回流 若此次故障发现不及时 不仅会引起尿素装置跳车 更有可能因蒸汽大幅度波动 造成合成装置停车 13 3 蒸汽调节阀锁定阀故障 3 3PV3203锁定阀故障的处理当晚21 00 在仪表人员监控下 工艺人员渐渐打开旁路阀 欲切出PV3203 在其过程中PV3203突然迅速全关 所幸旁路阀已打开 才避免了大幅度中压蒸汽波动带来的恐怖后果 随后 仪表人员更换气动保位阀调试阀门正常后投运 装置运行正常 14 4 仪器仪表误动的防范措施 通过上面事故 不难发现 之所以会出现阀门突然全关是由于仪器仪表元器件老化引起的 从故障的低频率和事故的严重性来看 阀门的元器件老化及操作人员的业务素质占主导因素 为此 中海石油化学股份有限公司化肥二部作出以下工作措施 15 4 仪器仪表误动的防范措施 4 1开展五防检查 防雷 防台风 防高温 防火 防鼠 把能引起仪器仪表误动的各个自然因素影响降到最低 4 2 加强对化工仪表维护人员的技术培训 不断提高仪表人员的工作能力和工作素质 严格执行工作票和关键性操作票制度 从而将人为因素造成的误动性降到零 16 四 仪器仪表误动的防范措施 4 3 针对每一次化工停车事故进行彻底分析 系统地排查出问题的所在 并制定相应的反事故措施或相应的检修应急预案 举一反三排查及处理相关隐患 17 四 仪器仪表误动的防范措施 4 4隐患排查 特别是对重大阀门阀体和气路附件的检查 对各种大小隐患按照小隐患不过班 大隐患不过天 重大隐患连轴转的要求开展隐患排查和管理工作 通过强化消缺从而消除导致检测仪表和阀门误动的各种因素 做到尽早检测 发现故障 然后预防 软化 控制和排除故障 避免误动事故的进一步扩大 18 4 仪器仪表误动的防范措施 通过检查排除了诸如FT2810一次检测元件堵塞 FV2810定位器膜片老化 LV1001A滑阀微漏 FT1002电阻偏大等一系列重大隐患 从而为化工装置的 长 安 稳 运行提供了强有力的护航保障 为公司避免了多次重大经济损失 创造了良好的公司效益 19 5 总结 在仪器仪表日常的维护和装置检修中 必须将可能发生的所有异常情况都考虑到 实现调节阀的故障安全型和可靠控制调节 在仪器仪表技术日趋高度自动化 智能化 精细化的情况下 不放过各种隐藏的大