变压吸附装置液压程控阀长周期运行总结

杜福兵

(安阳永金化工有限公司，河南 安阳 455000)

0 前言

安阳永金化工有限公司乙二醇变压吸附提氢装置是乙二醇生产的重要化工单元之一，它的主要任务是：反应区加氢系统的氢气经过C301机组压缩后，大部分氢气进入加氢系统进行循环，一部分氢气进入变压吸附提氢装置，脱除循环氢气中的CH4、CO、CO2、N2，保证加氢系统的循环氢气的纯度在99.9%以上，满足加氢系统生产需要，同时将解吸气送至界外气柜进行回收利用。

整个工艺过程通过152台液压程控阀来实现，一旦某个程控阀出现故障，PSA系统将联锁停车，然后实施切塔操作保持程序运行。当程控阀检修处理结束后，再按程序并塔，如果是公用程控阀故障，PSA系统需要整体停车工艺处理后进行检修。但PSA停车、切塔、并塔时造成加氢系统压力大幅度波动，对加氢系统的催化剂使用寿命以及C301机组的安全运行造成非常大的影响，尤其是加氢系统催化剂使用到后期以后，影响更大，同时循环氢气的纯度无法保证。为了保证循环氢气的纯度，必须进行部分放空，造成大量氢气浪费，如果检修时间较长，会造成系统减量，产量减少，严重影响企业的经济效益。因此，152台液压程控阀长周期稳定运行，对PSA装置、大机组、催化剂以及整个乙二醇装置稳定、长周期运行都起着重要作用。

从工艺运行模式、检修方面、工艺处理等方面进行优化，确保了152台液压程控阀的长周期运行。

1 液压程控阀结构

液压程控阀系统主要由程控阀本体、仪表部分(阀检线、传送线、保险等)、电磁阀、溢流阀、蓄能器、油泵及其管路组成。

程控阀本体：由检测螺栓、磁铁、卡簧、卡套、半月环、活塞、活塞密封件、活塞杆、导向套、导向套密封件、平衡缸、平衡缸活塞、平衡缸密封件、阀杆、阀体、密封垫构成。

2 液压程控阀工作原理

液压程控阀工作原理如图1所示。

图1 液压程控阀工作原理图

液压程控阀的工作原理是液压油通过液压油泵升压后，在电磁阀的作用下，对程控阀执行机构进行充压或卸压，利用驱动头控制程控阀门启闭。信号传输靠程控阀阀头上的磁铁与传感器距离来监控程控阀的开关。

3 液压程控阀常见故障及处理

从2012年12月开始开车至今，经过近10年的运行，变压吸附提氢装置的152台液压程控阀在运行中，经常出现的常见故障及处理如下：

3.1 液压程控阀支油管活接头漏油

①程控阀支油管活接头漏油。原因：O形圈老化、安装不规范、长期振动导致活接头松脱；处理：紧固、更换O形圈。②检测螺栓密封处漏油。原因：O形圈老化、安装不规范；处理：紧固、更换O形圈。

3.2 DCS画面显示程控阀阀捡报警

3.2.1阀检故障

在系统运行过程中，如果阀检故障报警，PSA联锁停车，主操应及时联系现场进行工艺处理，进行工艺处理后，尽快查明原因，查看吸附塔压力曲线变化是否正常，如果各塔压力趋势变化正常，说明程控阀能够动作，可以判断为信号传输故障。信号传输故障有以下几个原因：①阀检线损坏。更换阀检线。②阀检保险损坏。更换保险。③磁铁损坏。主要是由于安装不规范、磁铁上吸附机械杂质，使检测螺栓与磁铁间隙减小，磁铁与检测螺栓发生撞击，磁铁损坏，导致信号无法传输。此时需更换磁铁。

3.2.2液压程控阀开关故障

在系统运行过程中，如果阀检报警，吸附塔压力曲线变化异常，则判断程控阀开关异常。程控阀开关异常的原因和处理：①电磁阀卡。原因：油系统内油杂质，在通过电磁阀内时卡在里面。处理：更换电磁阀、吹扫油路。②电磁阀保险损坏。处理：更换保险。③程控阀本体内部损坏(如O形圈、活塞等)。处理：检修更换内件。④电磁阀线圈故障。处理：更改电磁阀线圈。⑤电磁阀电路故障。处理：检查电路排查隐患。

3.3 液压程控阀内漏

①原始开车时，由于管线内未吹扫干净，密封面上有焊渣、铁屑等杂质留下的痕迹，损坏了密封面，导致程控阀内漏。处理：更换密封环，在开车前或更换吸附剂后，对管道进行吹扫，保证管道及塔内的清洁度，同时在吸附剂装填后进行爆破吹扫，清除吸附剂中的粉尘。②吸附塔鼠笼的滤网设计不合理，使吸附剂进入密封面，导致程控阀内漏。处理：更换密封环，鼠笼的滤网改型。③逆放管线阀前的过滤器设计厚度较薄，只有1 mm，在长时间运行后，滤网变形损坏，然后进入密封面，导致程控阀内漏。处理：更换成厚度为2 mm的滤网。④密封环老化，导致程控阀内漏。处理：定期检查、更换密封环。⑤油压低，造成程控阀关闭不严产生泄漏。处理：应严格控制油压在指标范围内。

4 工艺处理

4.1 程控阀支油管活接头漏油

4.1.1程控阀上支油管漏油

发现程控阀上支油管活接头漏油增大，需要更换O形圈时，此塔切除，通过塔底倒淋控制吸附塔压力和程控阀管线压力的压差达到最小，然后打开漏油程控阀，此时，上支油管变成回油管，将上支油管的根部阀关闭，更换O形圈。

4.1.2程控阀下支油管活接头漏油

发现程控阀下支油管活接头漏油增大，需要更换O形圈时，将此塔切除，确认程控阀在关闭状态，此时下支油管变成回油管，将下支油管的根部阀关死，然后更换O形圈。

4.1.3公共阀支油管活接头漏油

发现公共阀的上支油管漏油，需要短停程序后，打开公用阀，关闭上支油管的根部阀，然后更换O形圈。发现公共阀的下支油管漏油，需要短停程序后，关闭公用阀，关闭上支油管的根部阀，然后更换O形圈。

4.1.4电磁阀漏油

发现某个电磁漏油，将此塔切除，通过塔底倒淋控制吸附塔压力和程控阀管线压力的压差达到最小，先关闭进分油站箱的上回油阀和分油站箱内的所有阀门，然后打开泄压阀泄压，再关闭泄压阀，处理完后更换O形圈。检测螺栓密封处漏油的处理同程控阀上支油管漏油一样。

4.2 更换电磁阀的工艺处理

①先将均压压差切除，切除该塔。②调整吸附时间及限流阀开度。③将吸附塔的压力控制至合适的压力。④将该吸附塔分油站箱的1～11阀的所有阀门关闭，然后关闭分油站箱外的上回油阀门。⑤缓慢打开泄压阀进行泄压，然后再关闭泄压阀。同时，现场要与控制室及时沟通吸附塔压力变化情况。⑥仪表操作人员缓慢将电磁阀拆下，更换电磁阀。(注意油喷溅伤人)。⑦更换电磁阀完成后，把分油站箱内该程控阀的阀门和分油站箱外的上回油阀门打开，检查无漏油情况，通知主操电磁阀更换完毕。⑧等到该阀均压时，主操对程控阀进行调试，确认开关正常。⑨将塔压泄至50 kPa以下，并塔，恢复十三塔运行。⑩系统正常后，将均压压差联锁恢复。

注意事项：①进行工艺处理时，要及时和主操进行沟通，随时掌握吸附塔的压力变化情况。②在更换电磁阀、O形圈时要缓慢，加强监护，防止油喷溅伤人。③更换电磁阀时间要控制在30 min以内，防止其他程控阀支油管阀门内漏，造成系统串压。④更换下来的电磁阀，要对电磁阀内是否有杂物进行检查，要注意里面杂质。如果是黑色密封圈碎块或铸铁颗粒，要及时汇报车间对程控阀内部进行检查处理。⑤出现电磁阀卡时，必须对程控阀内部进行检查，检查磁铁、卡簧是否损坏、磁铁上是否有活塞的碎沫。如果有要及时汇报车间对程控阀内部进行检查处理。⑥加强日常巡检，发现程控阀油管漏油要及时处理，防止泄油量过大造成油压低引起串压。

5 总结

通过对程控阀故障的原因进行分析研究，为了保障PSA长周期的安全连续运行，减少停车、切塔、并塔操作，从而延长催化剂的使用周期和保障C301机组的安全运行，公司制定了以下措施：

5.1 程控阀支油管活接头、电磁阀密封处漏油导致的切塔停车处理措施

①加强巡检，发现漏油及时处理，更换密封件。②液压系统油压高，程控阀在开关时各支油管会出现振动，从而导致漏油，每月定期对所有支油管的管卡、支油管的活接头、电磁阀进行检查并紧固。③每两年定期对所有支油管的活接头密封件、电磁阀密封件进行更换，防止长期使用老化导致泄漏。

5.2 电磁阀卡导致的切塔停车处理措施

电磁阀故障主要是内部通道间隙小，微小的杂质会造成电磁阀卡，使程控阀开关异常，造成PSA联锁停车。公司主要采取的措施有：定期对电磁阀进行清洗，保证润滑油分清洁度，按时进行油成分分析。从近几年来的经验看，出现电磁阀卡的原因除了润滑油内有杂质外，主要原因是由于程控阀内部零件和密封件损坏(比如O形圈、油封损坏碎块，活塞、磁铁碎裂)随油进入到电磁阀内部。如果不及时进行检修处理，会造成整个油系统被污染，从而导致其他程控阀出现卡阀现象。根据以往经验，对于电磁阀卡阀，及时对电磁阀进行拆检，检查内部进入的杂质，判断程控阀内部零件和密封件是否损坏，然后对程控阀进行检修，消除隐患，从而避免程控阀内部零件和密封件损坏严重，造成污染整个油系统，导致大面积电磁阀出现卡阀的严重后果；检修后，也要对程控阀的个支油管进行氮气吹扫清理，避免油管线里的机械杂质进入油系统。

5.3 程控阀内部各部件损坏导致停车处理措施

程控阀内部损坏的检查，主要是检测螺栓、磁铁、卡簧、半月环，上卡套、活塞等。这些部件损坏的主要原因：①机械杂质吸附在磁铁上使检测螺栓与磁铁螺栓间隙不符合规范；②安装间隙不符合规定，由于液压油压力为5.5 MPa，压力高，阀门开关动作快，经过多次开关，造成检测螺栓与磁铁的撞击，使检测螺栓、磁铁、卡簧、半月环、上卡套、活塞这些部件损坏，造成程控阀故障，内部损坏频次较多的还有油封、O形圈，这些材质是丁腈橡胶，密封件经过长期运行会出现碎裂小块，进入油系统，导致电磁阀出现卡阀现象。造成密封件损坏的原因主要有：①在安装时，密封件有缺陷；②密封件质量差；③密封件型号不合适。针对这三方面原因，要使用合适、质量好的密封件，在安装时要严格控制安装过程，安装完成后，对有缺陷的必须重新更换安装，确保安装质量。

通过以上措施，152台液压程控阀实现了长周期连续稳定运行，对PSA装置、大机组、催化剂以及整个乙二醇装置稳定、长周期运行都起到了重要作用。