浅析气动阀门分体式执行机构在化工的应用_陶云先.pdf

氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月作者简介：陶云先（），男，助理工程师，主要从事仪表维护技术管理工作；浅析气动阀门分体式执行机构在化工的应用陶云先，李广杰（湖北云华安化工有限公司，湖北武穴；湖北云安化工有限公司，湖北武穴）摘 要：在高能量、振动大、多灰尘、湿度大等恶劣环境，以及悬空、狭窄、密闭等维护不便场所使用常规一体式执行机构会对执行机构寿命、维护难度、维护成本都产生一定影响，而应用分体式执行机构将使这些问题得到很好的改善。将智能定位器与执行机构进行分体，给于智能定位器良好的工作环境，会延长其使用寿命，并为安全生产提供保障。关键词：气动阀门；执行机构；分体式 中图分类号：文献标志码：文章编号：（）：湖北云华安化工有限公司合成氨项目于 年 月投产，其间陆续发现不少关键处阀门出现问题，例如：外管网减温减压器阀门定位器温度过高甚至失效；空分增压机第五段放空阀及回流阀，第三段放空阀及回流阀定位器由于管道振动导致失效。尽管在这些关键处使用了较为可靠的 品牌的阀门定位器，但在开车过程中依然出现故障；一旦这些关键处的阀门定位器出现故障，基本都会引发停车事故。因此，保障阀门定位器在恶劣环境中的优质运行至关重要。常规一体式定位器在恶劣环境区域应用存在的问题.在高温环境下应用存在的问题该合成氨项目位于湖北省长江中下游区域，夏天太阳直射定位器使其外壳温度高达，加上蒸汽的高温环境，尤其是在保温作业不严密的情况下，定位器温度可达。另外，当蒸汽管道法兰等位置发生蒸汽泄漏，环境温度达到 ，智能定位器受高温影响失灵，甚至气缸内部活塞或膜片都会烧毁，关键时刻甚至无法关闭阀门以排除险情。电子设备在高温环境中的寿命是有限的，智能定位器如果长期处在高温环境下，定位器电子元器件易老化，从而使电路板损坏；同时，电子设备工作温度也有极限，例如 定位器的工作温度上限为，如果环境温度超过其工作温度上限，可能会造成死机。.在振动大处应用存在的问题该合成氨项目的空分装置配置了 套 级增压机，其回流及放空管线在防喘阀有开度时振动较大，导致定位器失效。经分析发现是 转换器（将电流信号转换成气流信号）失灵，导致定位器不能正常工作。空分装置作为公用系统和上游专业，其跳车导致的后果极其严重，下游工段全部跟着重新开车，损失巨大。恶劣条件对执行机构稳定性的影响.高振动环境增压机 级出口回流阀（）、增压机 级出口回流阀（）位于 层，增压机 级出口放空阀（）、增压机 级出口放空阀（）位于 楼（标高.），前两者用于回流，后两者用于放空。及 所在管线并行布置，及 所在管线并行布置，放空阀的支管由回流管线引出到 楼。分析导致阀门振动的原因为：（）阀门所在直管段比较长，管道支架的现有布置无法消除气体高流速产生的径向振荡力；（）管道在其内气体高流速、大压强下产生剧烈振动；（）一定程度上管道本身具有一定应力；（）空分装置具有同氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月时运转的大型设备（如空压机、增压机、发电机、膨胀机），对基础或结构造成一定程度振动影响。上述的振动因素对定位器长期造成影响，累积造成了 台定位器失效。.高能量区域外蒸汽管网的减温减压器附带的减温阀和减压阀位于外管廊上设置的平台上，同时该平台上还设有自动切断阀、手动切断阀、放空阀、气源缓冲罐等，整体布置比较密集。外蒸汽管网设有 套.减至.的减温减压器，套.减至.的减温减压器，以及 套.减至.的减温减压器。分析导致阀门定位器温度高的原因为：管道设备布置密集，发热量集中，以及夏天阳光照射的影响。高温对电子设备影响巨大，长期高温会加速电子元器件老化，日积月累，导致定位器失效；也有可能发生泄漏对定位器进行冲击，导致发生不可逆转的伤害，在进行切断紧急处理时满足不了需求。虽然耗费巨大的人力、物力对执行机构进行监测和防护，但还是发生了一次阀门法兰泄漏，造成周围 台阀门定位器失效。另外，减温减压器的阀门通常都是小开度工作，也会导致流体高流速、高压力的工作状况，极易导致高振幅低频振动和低振幅高频振动，长期来看，其对执行机构的造成影响也不容忽略。执行机构的优化修改针对上述的恶劣条件对执行机构稳定性影响分析，寻找解决途径。借鉴防爆场合应用的分体式执行机构理念，将其应用到条件恶劣的环境。应用于防爆场合的分体式执行机构阀位检测元件安装在阀门上，过滤减压阀等伴随定位器移至远离高能、高温、大振动、大湿度等区域，隔离阀门与定位器，为定位器创造较好的工作环境（见图），这可以很大程度上避免定位器受上述环境影响，提高使用寿命，减少维护工作量，降低备件损耗，为安全生产创造条件。图 分体式执行机构原理图 过滤器、减压阀、定位器与阀门分离，阀位检测元件保持在阀门上，即将执行机构的气缸和阀位检测元件保持在管道上，过滤减压和定位部分单独隔离到非高温、无振动、湿度低等环境区域中。优化修改后，阀位检测元件的信号送回到定位器，定位器连接系统侧，实现百分比开度反馈，即 或者全开 全关的，同时系统侧的 信号通过定位器的 转换控制气缸进出气以实现阀门开关动作，定位器工作完全不受恶劣环境影响。即使阀位检测元件受损，可通过现场观察或者远程监控等手段判断阀位反馈，再通过将控制打手动、远程输出指令对阀门进行控制，不会出现极端情况下阀门不受控的情况。氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月 结语该合成氨项目空分装置的 台阀门经过修改后投运，没有再出现定位器失效情况，很好地避免了由其引起全场停车导致巨大损失。目前分体式执行机构在空分装置氧气阀隔间等处应用广泛，充分证明分体式执行机构在高能量、防爆场所、振动大、多灰尘、湿度大等恶劣环境，以及悬空、狭窄或密闭等维护不便场所都可以灵活运用，同时具有可靠性，既能延长阀门高质量运行周期，节省维护的人力和物力成本，还能保证维护人员的作业安全。参考文献 杨立平 分体式智能定位器在高温区域的应用 机电信息，（）：张辉 分体式位置反馈在火电厂执行机构改造中的应用 中国仪器仪表，（）：苏文龙 减温减压器故障分析及解决措施 技术与市场，（）：杨利兵 浅析分体式执行机构 云南电力技术，（）：（收稿日期）（上接第 页）（）提高真空闪蒸汽负压。真空系统真空喷射器切为真空泵运行，负压由 提高至，使闪蒸效果更佳。真空凝液泵出水经导淋排入地沟根据加样分析三级闪蒸分离器凝液，真闪分离器凝液成酸性，为 ，因此将真空凝液泵的凝液经导淋排入地沟，最终汇入沉渣池。真空闪蒸分离器出口自调阀（）开度由降低至，以减少凝液对系统水质的影响。加大外排水流量加大灰水系统外排的废水体积流量，稳定在 （平时为 ），对灰水系统进行置换，以提高水质。加入低温变换凝液低温变换凝液 为 左右，澄清槽内补加低温变换凝液，即增加碱性离子，可以与系统内酸性离子进行中和。但变换凝液量过多会造成灰水浊度升高，因此低温变换凝液的加入量不宜过大。此外，每班次额外增加样品分析工序，分析三级闪蒸分离器的，实时监测水质变化。效果验证采取上述所有措施后，灰水 分析数据见图。由图 可以看出，采取措施后，灰水 整体呈上升趋势。同时，其他各项灰水质量指标仍在要求范围内，并未受到影响，说明所采取的措施有效且可行，值得推广。图 年 月 日 日灰水 分析 结语通过采取各项措施后，有效地提高了灰水，同时延长了各运转设备的运行周期，减少管线腐蚀冲刷出现漏点的概率，减轻岗位人员的工作量。下一步计划提升灰水系统管线材质，优化攻关 大型气化炉的相关设备参数，以延长气化炉运行周期，实现气化炉安稳长满优运行。参考文献 徐超 多喷嘴气化装置灰水 偏低的研究 氮肥与合成气，（）：，苟桂民 气化灰水 值异常原因分析及措施探讨 氮肥技术，（）：，张蒙恩，曹真真，孟雪，等 四喷嘴对置式水煤浆气化灰水除硬产水回用分析 氮肥与合成气，（）：，李玉成，栾运加 多喷嘴气化装置运行初期灰水 偏低问题探究 中氮肥，（）：，（收稿日期）