硫磺回收制硫燃燒爐主風線調節閥故障分析

崔云龍

（中海石油煉化有限責任公司，廣東 惠州 516086）

1 燃燒爐主風線調節閥介紹

閥門為Venessa 3000系列三偏心調節蝶閥。設計參數如表1所示。

現場安裝情況，如圖1所示。

控制方案：開工模式下，引瓦斯和酸性氣進制硫燃燒爐，AAG酸性氣和SWS酸性氣進爐量加和，與瓦斯進爐量進行配比，控制閥門開度，調節主風量進制硫燃燒爐。正常生產時，瓦斯停用，AAG酸性氣和SWS酸性氣進爐量加和，根據酸性氣總量進行配風，控制閥門開度，調節主風量進制硫燃燒爐。如圖2所示。

圖2 爐頭配風控制方案

2 故障現象

2016年6月5號早上6點17分，內操給閥門114-FV-1030關閉5%信號，風量急速下降，如圖3所示。而后，內操繼續給閥門打開1%信號，慢慢增加閥門開度，閥門沒有動作，風量繼續下降，接近停爐聯鎖值。

通過故障現象及調節閥自動控制狀態下觀察現場閥位，初步判斷為調節閥卡澀或執行機構故障。由于閥門所在的位置為風機主風進制硫燃燒爐，其主要介質為空氣，空氣中的雜質導致調節閥卡澀的概率很低。經與工藝人員確認后，將聯鎖摘除，調節閥切出，進行處理。

3 處理過程

現場檢查發現閥門氣缸處漏風嚴重，閥門自動狀態下，內操給閥門打開信號，閥門不動作。

圖3 制硫燃燒爐總風量下降曲線

定位器切手動后，現場進行調試，閥門最大開度為78%。萬用表測量電磁閥電壓22.3V左右，電磁閥投用正常；測量DCS輸出電流信號為4～20mA，通訊正常。判斷閥門不動作原因為氣缸內漏氣所致，而后組織維保人員把閥門下線送吳忠檢修。

拆檢閥門時，發現氣缸活塞密封圈已斷裂。更換密封圈后，試壓，閥門無泄露，閥門開關動作正常。回裝完成后，對閥門進行單校、聯校，校閥過程中發現定位器故障，數據全部丟失，無法正常自整定，更換定位器。根據在用的二系列114-FV-20301參數，設定后自整定正常完成，調試正常，投用正常。

4 故障分析

4.1 執行機構故障

制硫燃燒爐主風線調節蝶閥的執行機構為MORIN系列氣動執行機構，該執行機構為單作用彈簧復位式。如圖4所示。

圖4 單作用彈簧返回執行機構

工作原理為：壓縮空氣進入氣缸，推動撥叉式活塞運動，通過撥叉將活塞的直線運動轉化為圓盤的旋轉運動，圓盤帶動輸出軸轉動，從而實現對閥門的控制。

分析密封圈斷裂的原因是：儀表風通過過濾減壓閥后進入到閥門執行機構的氣缸中，作用在膜片上，在氣源力的推動下，活塞桿做軸向運動。膜片密封圈起到保壓的作用。閥門的動作過程中，密封圈與氣缸壁緊密接觸，但這種接觸，受力是不均勻的。隨著使用時間的增加，溫度的變化及磨損等原因均能使密封性能下降。同時，此閥門執行機構膜片上的卡槽與密封圈并未嚴格匹配，閥門在動作的時候，密封圈會在密封槽里來回振蕩，造成密封圈斷裂。后聯系測繪廠家重新制作密封圈。如圖5所示。

圖5 斷裂的密封圈及膜片卡槽

4.2 DCS閥門輸出與現場偏差較大的原因

閥門投用后，工藝反應：DCS顯示閥門的開度為51%，流量為3507kg/H。而現場閥門的實際閥位為17.8%，偏差較大。根據最初的設計文件要求，閥門的流量特性為近似等百分比，定位器的轉化特性為線性。在90%～100%負荷的情況下，閥門開度為45.1%，風量為7299kg/H。正常生產后，由于硫磺回收單元一系列的負荷只有45%左右，所以進爐子的風量比較小。如果按照設計要求設定閥門及定位器的參數，調節閥對于進爐風量是無法控制的。極有可能造成的結果就是閥門動作1%，風量瞬間增大或減小很作，造成生產波動。但閥門的流量特性無法更改，經部門儀表專業組討論后，將定位器的轉化特性改為等百分比。如此設定后，調節閥的實際閥位與DCS的輸出不一致，屬正常情況。表2為閥門定位器相關參數。

5 總結與建議

（1）將相類似的閥門添加到大檢修計劃中。隨著裝置運行時間的增加，關鍵部位的帶聯鎖控制的儀表閥門都出現了不同程度的磨損及漏氣的情況，在不影響平穩生產的情況下，工藝專業往往不會同意儀表專業對閥門經行處理。但一旦突發情況，承擔的后果很嚴重。建議對重點部位的閥門做一個清理檢查。

表2 閥門定位器主要參數設置

（2）目前部門操作人員更新較快，年輕員工較多，絕大多數對儀表的控制方案不了解。建議對重點部分的特殊控制方案編寫一個對照表，供操作人員參考。（例如閥門流量的控制方案，有線性的，快開的，等百分比等形式，形成表格，一目了然）。

（3）下一次大檢修時，針對送出廠維修的重點部位的儀表閥門要派專人看護，防止出現儀表設備實際上并沒有檢修或者檢修不到位的情況。

（4）儀表專業針對重點儀表的數據要留有備份，不能僅僅備份PLC的數據，對于帶聯鎖，帶控制儀表的參數設置也要備份。