催化裂化裝置滑閥故障分析

摘要：通過對滑閥工作原理及其典型事故進行剖析，提出了滑閥管理方法和預防事故發生的有效措施。

關鍵詞：滑閥；電液執行機構

前言

塔西南石化廠催化裝置反再單元共有7臺電液滑閥，在催化生產中起著至關重要的作用。但由于電液滑閥較為復雜，元器件多，密封件多， 在運行過程中難免出現故障。為使電液滑閥的故障率降到最低限度， 減少非計劃停工， 本文結合石化廠實際情況，對其近幾年運行狀況和常見故障進行了分析總結，并提出滑閥管理方法和預防事故發生的有效措施。

1.滑閥的構成及工作原理

滑閥分為閥體部分和電液自動控制執行機構。

1.1.電液滑閥執行機構的構成

BDY9-BⅡ電液滑閥執行機構是九江儀表廠為煉油廠滑閥快速自保而專門設計的一種新型電液執行機構。其主要由電氣控制系統，電液伺服油缸，油泵以及位移傳感器作為反饋元件組成了典型的電液伺服位置自動控制系統。

1.2.電液滑閥執行機構的工作原理

電氣控制系統輸入端接受4～20mA 輸入主令信號經規格化處理轉換成0～10V的電壓信號，同時接受位移傳感器現場測得的實際閥位，經規格化處理轉換成0～10V電壓信號，二者在伺服放大器中比較得其差值經電壓放大，功率放大后驅動電液射流管閥，控制油缸的運動方向，通過機械聯桿，推動蝶閥轉動，直到輸入主令信號和位移傳感器輸出的反饋信號之差值為零，這時伺服閥的控制電流也接近于零，伺服閥的閥芯處于中位，無液壓油輸出，使油缸中的活塞停留在與輸入主令信號相對應的位置上，從而達到電液位置自動控制的目的。

2.滑閥的典型故障和處理

2.1.滑閥內件緊固螺栓斷裂及預防

滑閥長期處于高溫狀態下，滑閥內部緊固螺栓的高溫蠕變疲勞斷裂是最為常見的內件故障問題。

在生產過程中，內件螺栓的損壞表現為滑閥功能性故障。常見滑閥內件螺栓松脫和斷裂之后的現象主要是內部泄漏、滑閥出現卡澀，甚至卡死的故障。 滑閥內部緊固螺栓在正常使用5-8年之后， 推薦更換一次，如果使用中常有超過設計溫度的情況，其螺栓壽命應相應減短。因此周期性更換是減免滑閥螺栓斷裂的重要手段。

2.2.滑閥桿密封泄漏處理

滑閥的閥桿在工作中相對于閥體都作往復運動，長期使用閥桿會出現泄漏問題。主要原因是閥桿的密封系統材料失效或者在使用中維護不當。

2.3.滑閥閥道磨損造成滑閥運行卡塞

滑閥閥板和閥道之間的間隙是有嚴格的間隙要求，如果間隙過大就會造成滑閥在運行過程中有卡塞的現象，嚴重時將會造成卡死，引起嚴重的事故。2012年，雙動滑閥的閥道由于運行年限較長，造成間隙過大，出現過此種故障。解決辦法是定期檢查和更換閥道。

2.4.滑閥閥桿脫落

滑閥閥桿是連接閥板和油缸的連接部件，除了承受閥板的軸向推、拉應力外還會承受緊固螺紋的旋轉應力，因此嚴格安裝緊固件，防止閥桿脫落避免滑閥失控。2012年，待滑閥的閥桿由于緊固件安裝不牢靠導致閥桿脫落滑閥失控，解決辦法是定期檢查緊固件，并檢查螺紋損傷情況。

2.5.電液自動控制執行機構的常見故障及預防

2.5.1.伺服閥故障

伺服閥是保證電液執行機構平穩運行的關鍵，也是造成系統故障的主要原因。伺服閥的濾芯極易被油污堵住，造成伺服閥不能正常工作，伺服閥故障其現象是輸入信號時電液滑閥執行機構往一個方向運行，判斷方法是當電液滑閥執行機構往一個方向運行時，如果操作手動換向閥實現液壓手動操作能使“閥開”或“閥關”就是伺服閥出現故障。

2.5.2.閥位傳感器故障

閥位傳感器的作用是輸出閥位反饋信號，當閥位傳感器故障反饋中斷時，電液執行機構按故障產生時刻就地鎖定閥的位置，不會使滑閥運行至極限狀態——全開或全關，避免事故擴大。閥位傳感器故障現象其現象是輸入信號時電液滑閥執行機構動作而沒有反饋信號輸出。

2.5.3.伺服油缸活塞密封環損壞

2008年9月催化裝置檢修期間，發現雙動滑閥西側的那臺滑閥液壓系統管路和執行機構顫動劇烈，而且聲音異常。后來發現在現場通過位置控制器改變給定值的過程中，系統壓力急劇下降很快又恢復正常，系統壓力低報警指示燈閃爍持續了約4秒左右，這個時間里液壓系統管路和執行機構在顫動，當系統壓力低報警消失后顫動也隨即消失。初步判斷問題可能出在伺服油缸，檢修油缸發現活塞封環損壞，更換后系統正常。

3.電液自動控制系統的維護與保養

3.1. 液壓控制閥管理

液壓控制閥作為電液系統組成部分， 安裝在液壓泵和液壓缸之間，在系統中不作功， 只對執行元件起控制作用。在日常運行維護中， 應依據液壓控制閥動作的頻繁程度設立不同的維護計劃。

3.1.1.對于頻繁動作的液壓控制閥，應定期更新。如對于伺服閥，應該依據實際情況定期更新，避免閥芯磨損帶來的負面影響。

3.1.2.對于偶爾動作的液壓控制閥， 應依據生產實際，制訂計劃在線試驗其靈活性。

3.1.3.對于外彈簧式控制閥，應定期清洗。

3.2.液壓油管理

液壓系統的主要問題常由于液壓油的品質問題或是電液控制閥的失效引起。電液控制閥故障的主要原因是液壓油的清潔問題。因此， 液壓油的更換和管理是保障滑閥安全高精度運行的基礎條件。保障液壓油質量的穩定及清潔度，有利于提高液壓系統的可靠性。

3.2.1.滑閥油選擇。嚴格按照使用說明書規定的油品使用液壓油。

3.2.2.油液清潔度。

3.2.3.油溫。油溫主要影響油的粘度。油溫過低會使粘度增大使吸油困難。油溫過高會使粘度降低、油質變化、泄漏量增加、油液老化和變質，還會使密封件加速老化、變質和失效。

3.2.4.保持足夠的油量。輸油量由執行裝置的速度決定。為此，要求油箱的液面要盡量接近規定范圍的上限。

4.結束語

滑閥作為催化裂化裝置的關鍵設備，其運行情況直接關系到催化裂化裝置能否較好的長周期運行。加大日常維護管理、預防性維護必將會促進滑閥設備維護工作。

參考文獻：

[1] 韓二豹，韓小兵.電液執行機構的應用及維護[J].河北工程技術高等專科學校學報，2008/1.

[2] 九江儀表廠. BDY9-BⅡ電液滑閥執行機構使用維護說明書[Z].

[3] 黃安貽.液壓傳動[M].西南交通大學出版社，2005/5.