再生滑閥在線修復技術在催化裂化裝置的應用

馬亞斌，李新明，趙佳磊

（1.湖南石油化工職業技術學院，湖南岳陽414012；2.中國石化西安石化分公司，陜西西安710086）

再生滑閥在線修復技術在催化裂化裝置的應用

馬亞斌1，李新明2，趙佳磊2

（1.湖南石油化工職業技術學院，湖南岳陽414012；2.中國石化西安石化分公司，陜西西安710086）

催化裂化裝置運行期間再生滑閥閥板與閥桿脫開，催化劑循環量大幅下降，裝置進料量下降到正常進料的50%，分餾及穩定系統無法正常運行。為避免裝置停車，研究再生滑閥的結構特點和電液控制系統，充分考慮修復過程中存在的各種風險，并制定相應措施，在催化裂化工業裝置上首次成功實現再生滑閥閥板與閥桿脫落的在線修復。

石化設備；再生滑閥；電液控制系統；在線修復

0 概述

再生滑閥作為催化劑循環流程中的關鍵設備之一，在反應再生生產中，對催化裂化反應溫度控制、物料調節以及壓力控制起到關鍵作用[1]。在緊急情況下，還起到自保切斷兩器的安全作用。再生滑閥的動作受提升管反應溫度信號和該閥前、后壓差信號控制，反應溫度與再生滑閥壓降組成超馳控制。再生滑閥出現故障將會直接關系到整個裝置的長周期平穩運行[2-4]。

中國石化西安石化分公司80萬噸/年MIP催化裂化裝置再生滑閥為TSLD600型電液單動滑閥，設計溫度750℃，設計壓力0.5 MPa，介質為催化劑。2016年2月，在調整裝置運行負荷時，操作參數與催化劑循環量出現大幅度波動，嚴重影響裝置正常生產和全廠油品質量調和方案。分析原因為催化劑再生滑閥閥板與閥桿脫開所致。為減少因裝置停車帶來的經濟損失，在各項安全技術措施落實的提前下，實施不停車在線開孔頂開閥板處置方案，該滑閥修復后可以實現液動關閉，手動開閥的功能，不影響正常操作。本文主要介紹在不切斷反應進料的情況下催化裂化再生滑閥的在線修復技術方案。

1 故障現象

2016年2月，80萬噸/年MIP-CGP催化裝置（同軸式）正常運行，加工負荷90%，再生滑閥開度40%，反應溫度505℃。09：00接調度指令提高反應進料，操作員將滑閥開度提到45%，發現反應溫度沒有變化，再提到50%，同樣沒有變化。班長命令內操緩慢開大滑閥，外操現場觀察滑閥閥桿活動情況，現場反饋信息閥桿動作與內操指令相符，班長命令內操緩慢關閉滑閥，觀察動作情況。當內操將滑閥關閉到38%時反應溫度突然急劇大幅下降，內操迅速下調反應進料，反應溫度最低降至475℃，再生滑閥壓降從50 kPa升到82 kPa，加工負荷下調到50%后反應溫度回升到480℃，但波動較大，由于負荷太低，分餾和吸收穩定系統無法正常運行。技術人員對故障進行會商，初步判斷為滑閥閥板與閥桿脫開，原因可能是閥桿T形掛鉤90°位移，導致閥桿與閥板脫扣或者閥桿斷裂。

2 修復方案

公司組織人員會商后，計劃實施“在線修復”。即制作手動推動頂桿機構，在單動滑閥背部與閥桿同軸位置帶壓開孔，裝上頂桿機構，用手動推動頂桿推動閥板，實現閥板開啟。由于該方案無經驗借鑒，高溫開孔穿過耐磨襯里層采用何種刀具、推進頂桿能否對準閥板、能否頂開都是未知數。邀請滑閥制造廠家、帶壓開孔廠家以及推進機構制作廠家，對方案進行可行性論證，確定具體實施步驟。

（1）與滑閥廠家及帶壓開孔廠家確定開孔位置及孔徑。開孔位置定在滑閥背部與閥桿同軸位置，開孔直徑38 mm。

（2）開孔廠家根據襯里材料確定開孔刀具材料及開孔工藝。采用高溫合金研磨鉆頭，低速研磨開孔。

（3）推進機構制作廠家根據公司提供的設計圖制作推進機構。推進機構轉動部分、支架及填料函利用舊DN200 mm閘閥改造，頂桿直徑36 mm，材料為316L。

（4）搭設臨時推進機構操作操作平臺、敷設推進機構保護蒸汽管線。

設備開孔位置、推進機構及實物圖見圖1～圖3。

3 修復施工步驟

施工操作要點：開孔位置的確定是在線修復方案成敗的關鍵，接管法蘭的焊接要確保與滑閥閥桿同心，開孔速度要控制平穩，以免傷害襯里。

4 滑閥在線修復系統投用

2016年2月25日15：00時，在線修復施工完成，15：20開始投用。投用步驟：①將滑閥電液執行機構閥位開度調到45%位置。②將推進機構前高溫閘閥全部打開。③投用反吹蒸汽。④緩慢推進頂桿，隨時測量頂桿推進距離，以及時掌握頂桿進入閥體的大概位置。15：30，頂桿即將到達預計的頂桿與滑閥閥板接觸位置時，通知內操注意反應溫度變化情況，及時調節反應溫度。當頂桿再次推進后，反應溫度開始快速上升，滑閥壓降開始下降，表明推進頂桿已經頂開閥板，該修復方案成功。再生滑閥修復前后裝置操作參數見表1。16：00，從頂桿測量數據估算，閥板大約頂開120 mm，開度約42%。反應進料負荷提到計劃進料量后，反應系統各項指標均趨于正常。在需要關閉滑閥時用電液執行機構完成，需要開啟滑閥時用手動推進頂桿完成。

待生產運行平穩后，將推進頂桿緩慢退出，根據滑閥結構，將頂桿退到與滑閥襯里齊平位置，投用滑閥電液執行機構。退出頂桿的目的：①保證在事故狀態下再閥的迅速關閉。②避免頂桿被催化劑的沖刷。③減少開孔處的襯里被催化劑渦流沖刷。

5 結論

再生滑閥作為催化裂化反應—再生系統的重要設備，其運行狀況直接關乎到裝置的長周期、安全、平穩運行。在以往的生產過程中，若再生滑閥出現閥板和閥桿脫開，均執行停車修復方案，嚴重影響到企業的經濟效益。應用實踐表明，只要控制好關鍵點，再生滑閥閥桿脫落在線修復技術方案完全可行，并且操作簡單，安全風險可控、成功率極高。對解決催化劑連續再生裝置同類問題具有一定的借鑒和參考意義。

圖1 開孔位置示意圖

圖2 推進機構示意圖

圖3 推進機構實物圖

表1 再生滑閥修復后前后數據對比

［1］陳俊武.催化裂化工藝與工程（第三版）[M].北京：中國石化出版社，2015.

［2］何利娜，葛昕.催化裂化再生滑閥故障實例分析與處理[J].現代化工，2013，（1）：88-89.

［3］張斌.催化裂化裝置滑閥故障分析[J].中國機械，2014（5）：228-230.

［4］劉愛麗.新型電液滑閥執行機構的特點及工作原理[J].煉油設計，2001(11)：34-35.

〔編輯 凌瑞〕

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.03.30