摘要：分析延迟焦化装置油汽线电动闸阀故障原因，进行技术升级选用更为适合工况的防结焦闸阀解决传统闸阀阀体内部结焦及阀门填料密封泄漏的问题，实现装置的安，稳、长、满、优运行。
关键词：阀门 填料 泄漏 结焦 可靠性
乌鲁木齐石化公司炼油厂60万吨/年延迟焦化装置，于2000年设计2004年建成，设计生焦周期24小时。焦炭塔顶油汽线阀门采用3台江苏南通阀门厂制造的Z941H-40 DN400型电动闸阀。根据焦化装置生产特定性需要以上阀门每24小时需进行1回合次开关操作[1]。阀门输送介质为焦炭塔顶油气（混合有水汽和焦粉），介质温度在408℃左右，距今为止阀门投入使用均已超过12年之久，阀门的功能性自2010年便开始便需要在每年的窗口检修期间进行大修处理予以保证并投用于生产。
故障表征及原因分析：
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焦炭塔油气线电动闸阀填料泄漏频繁。阀门填料函与阀体之间未设计散热设施、无蒸汽冷却，在正常运行工况下（408℃）电动闸阀在检修后投入使用2个月到3个月便出现填料磨损、介质泄漏的问题，尤其是频繁动作的油气线总线电动闸阀状况更为恶劣。而然填料泄漏问题是能通过对压盖螺栓采取紧固的方法处理，周而往复情况越发恶化，最终将使得填料压盖螺栓无压缩调整余量，泄漏得不到控制造成装置被迫停工，其中在2016年，因此还专门设计安装了这种物的不稳定状态时刻影响着装置安全生产。
阀槽因设计缺陷无吹扫蒸汽，油气在通过阀体内部流道的同时油气中携带的焦粉极易沉积在阀槽内部造成阀板在下落关闭时被无形抬升严重影响阀门的密封效果【2】。自2010年开始油气线阀门更在每次装置停工检修期间均需下线对阀槽内部进行清焦，对密封面进行研磨，以保障阀门的密封性能，由于阀体密封面经过多次研磨，密封面已无法达到切实的密封效果，甚至在2017年3月焦炭塔除焦时，曾一度出现了阀门内漏，塔口油气味挥散的状况。油气中混合的高浓度H2S至人中毒，造成人生伤害事故，同时泄漏的油气混合水汽在焦炭塔内可能发生闪爆，为装置安全生产带来了巨大的风险。
油气总线电动闸阀是通过执行机构中的机械限位调整设定来控制阀门启闭上下限的【3】。由于设计理念陈旧，阀门在机械限位失灵发生故障和阀门阀杆T形台与阀板的T形槽由于腐蚀冲刷等外在因素的作用下易发生脱扣，均会使得阀板在自身重力作用下自行掉落在阀槽阀槽内【4】。总阀关闭会造成油气憋停在焦炭塔内，致使焦炭塔严重超压，产生重大安全事故。
防结焦闸阀优势：
由于延迟焦化工艺的特殊性，该闸阀需要在在20℃～450℃温度区间内（双工作点）交替工作，每天开（关）一次，温度循环变化一次。该处闸阀的填料函直接和阀体体腔相连，填料函处的温度变化几乎和阀门体腔温度变化一致，这种大温差的频繁变化对填料密封极其不利，很快就会造成填料渗漏，甚至引起火灾，需经常更换填料；阀腔内结焦，造成阀门密封失效 导致阀门使用寿命缩短、工作可靠性降低，并直接影响到相关设备的安全性【5】。
防结焦闸阀包括阀体、阀座、阀盖、闸板、阀杆、支架及传动机构，阀盖与阀杆之间设有填料函，在阀盖颈部外壁上设有散热装置；阀盖和阀体上设置通高温蒸气的吹扫阀【6】。所述的闸板和阀杆连接处设有挡板。所述的吹扫阀上设有限流孔板。所述的传动机构为气动或电动机构。所述的阀盖、阀体及闸板采用铬钼钢 ASTM A217 C5 材料。所述的阀座和闸板之间的密封面为钴基硬质合金材料。由于在阀盖颈部外壁上设有散热装置，使填料函 内的温度基本不随阀腔内的温度大幅度变化而变化，当阀门开启或关闭时，阀内的温度大幅度变化，而填料函内的温度仍接近环境温度，保证了填料密封的可靠性，延长了阀门的使用寿命，从而有效地解决了工作温度大幅度变化时填料的密封性能变差这一技术问题。由于在阀盖和阀体上设有吹扫蒸汽，解决了温度下降时焦粉结成固体颗粒而形成的结焦问题。此外，通过在闸板和阀杆连接处设有挡板，当阀门调节流量时，可防止因为流体冲击而造成闸板和阀杆脱离的现象。
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高温防结焦闸阀投用后的效果验证：
彻底消除焦炭塔油气线电动闸阀填料泄漏问题以及旋塞阀内漏问题以及尤其总线闸板阀阀板可能脱落造成的焦炭塔后路截断引发焦炭塔超压的严重隐患，从总体上提升设备的性能，消除了安全隐患。另外新更换的电动阀均设置了阀门在执行开关动作时的力矩显示，可以更清晰的反应阀门在开关过程中所需力矩数值大小，便于对阀门的运行情况掌握。同时阀门的开关显示由过去的指针机械显示变更为了数字屏显，开关量值更为更准确，更有利于操作过程的定量化，并且阀门的开关状态不仅可以通过现场指示灯色变显示，而且在DCS操作系统中也设置了阀门的开关状态量和模拟量，切实改变了改造前的只能通过单方面外操确认状况，实现了现在的内外操双向确认，使得操作过程更受控更安全，最后从实际应用上验证了设备有效性能，整体上提升了装置自动化水平和延迟焦化生产的H.S.E水平，具有很高的运用推广价值。
参考文献：
[1]翟国华.延迟焦化工艺与工程[M].北京：中国石化出版社，2007.
[2]李萌阳，姜伟，焦华民.延迟焦化装置用高温球阀的使用与检修[].阀门，2011（2）：41-43.
[3]陆培文.实用阀门设计手册M].北京：机械工业出版社，2002：28-32
[4]蔡仁良.过程装备密封技术[M].北京：化学工业出版社，2006.5
[5]成大先.机械设计手册第三版M].北京：化学工业出版社，1994：59-62.
[6]胡安铎.高温阀门阀杆填料密封技术探讨.甘肃石油和化工.2010年.第4期.39页.
[作者简介]张国祥（1987-），男，2010年毕业于沈阳化工大学.工程师，从事延迟焦化装置设备管理工作。联系电话：0991-6913914，电邮：zhanggxws@petrochina.com.cn
论文作者:张国祥,陈泉宇,滕飞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/6
标签：阀门论文; 填料论文; 闸阀论文; 结焦论文; 油气论文; 阀体论文; 焦炭论文; 《基层建设》2019年第27期论文;