中原大化集團(tuán)有限責(zé)任公司尿素裝置采用意大利斯納姆氨汽提尿素生產(chǎn)工藝，其生產(chǎn)的特點(diǎn)是高溫、高壓，整個生產(chǎn)過程中存在有強(qiáng)腐蝕、易結(jié)晶的甲銨及尿液。由于強(qiáng)烈的沖刷及腐蝕作用，時常出現(xiàn)調(diào)節(jié)閥損壞現(xiàn)象，特別是高壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥，事故多，壽命短，處理過程復(fù)雜并且時間較長，嚴(yán)重威脅著尿素裝置的長周期運(yùn)行。

      1 高壓氨泵出口氨回流閥閥體的改造

      FV-09102A/B是尿素裝置高壓氨泵出口高壓氨回流控制閥，閥前壓力26MPa，閥后壓力1.8MPa，由于此閥所受靜壓高、差壓大，生產(chǎn)中多次出現(xiàn)閥體和密封件沖刷氣蝕損壞，造成液氨泄漏事故，嚴(yán)重威脅著現(xiàn)場工作人員的人身安全。后將此閥由原來的單級減壓改型為多級減壓閥，仍出現(xiàn)閥體穿孔漏氨現(xiàn)象。解體檢修發(fā)現(xiàn)導(dǎo)流套物料出口處，閥體大面積沖刷氣蝕。

      通過分析認(rèn)為，閥體沖刷氣蝕的主要原因是閥前后差壓過高以及閥體材質(zhì)選型不當(dāng)。2002年將此閥閥體更換為316L不銹鋼，此問題得到徹底解決。

      2 汽提塔液位控制閥損壞原因及改進(jìn)

      自開車以來，尿素裝置汽提塔液位控制閥LV-09202多次出現(xiàn)震動、填料泄漏及閥桿、導(dǎo)向套、閥座損壞事故，嚴(yán)重威脅尿素裝置的安穩(wěn)運(yùn)行。

      在正常生產(chǎn)過程中，此閥長期處于小開度下工作，急劇的流速壓力變化導(dǎo)致閥桿產(chǎn)生劇烈的震動。在高壓差、強(qiáng)腐蝕性的環(huán)境下，鈍化層很快遭到破壞，加快了腐蝕速度，嚴(yán)重影響閥的使用壽命。檢修過程中發(fā)現(xiàn)閥桿、導(dǎo)向套及閥座腐蝕損壞較為嚴(yán)重。

      通過對此閥進(jìn)行分析，認(rèn)為造成事故的主要原因有以下幾點(diǎn)：

      ① 選型時流通能力過大；
      ② 導(dǎo)向套強(qiáng)度不夠；
      ③ 閥桿懸空過長。

      為了徹底解決問題，我們對此閥進(jìn)行了技術(shù)改造：

      ① 將原導(dǎo)向套取出，經(jīng)精確測量得到尺寸數(shù)值，加工加長了導(dǎo)向套。
      ② 用四根加強(qiáng)筋把導(dǎo)向套末端與閥體焊接成一體，從而增加了導(dǎo)向套的強(qiáng)度，減小了導(dǎo)向套與閥體、閥桿的配合間隙。

      改造后，消除了導(dǎo)向套以及閥桿的振動，閥門的使用壽命由原來運(yùn)行50多天延長到目前的3年多。

      3 尿素合成塔出口控制閥HV-09203的技術(shù)改造

      尿素合成塔出口控制閥HV-09203是一個蝶閥，自開車以來，連續(xù)多次出現(xiàn)閥桿從中部斷裂。分析認(rèn)為故障原因主要有以下幾點(diǎn)：

      ① 閥桿太細(xì)，而且鉆有兩個銷釘孔，強(qiáng)度大大降低。
      ② 執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿活動范圍過大，致使閥處于關(guān)閉狀態(tài)，閥桿與閥盤之間扭力過大。
      ③ 閥盤在閥體內(nèi)定位不準(zhǔn)確，造成下部摩擦，迫使閥桿扭矩增大。
      ④ 閥桿與閥盤處于高差壓、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中，外力和腐蝕使閥桿斷裂。

      對該閥的結(jié)構(gòu)和工藝條件的要求進(jìn)行分析，研究決定對該閥進(jìn)行技術(shù)改造。其改造方案為：

      ① 閥體填料函底孔由Φ18.5改為Φ21.9。
      ② 閥盤內(nèi)孔由Φ18.0改為Φ21.0，其余尺寸不變，保證填料環(huán)尺寸不變。
      ③ 把閥桿雙導(dǎo)向和閥盤配合部直徑加大3.0mm為21.0mm，截面積比原來增加171%，強(qiáng)度大大提高。
      ④ 為確定閥盤在閥體中準(zhǔn)確位置，測出填料函底孔與閥桿加大處準(zhǔn)確尺寸，采用填料底環(huán)把閥盤閥桿準(zhǔn)確定位。

      采取以上改造措施后，該閥的運(yùn)行周期由原來10天左右提高到目前的兩年以上。

      4 高壓合成回路壓力控制閥PV-09207A閥芯的改造

      PV-09207A是尿素裝置高壓合成回路壓力控制閥，原小開度下自控一直良好，當(dāng)DCS輸出MV值為0時，閥全關(guān)，高壓系統(tǒng)壓力迅速上升；當(dāng)MV值上升到1%時，此閥未發(fā)現(xiàn)明顯動作時，高壓系統(tǒng)壓力又迅速下降，造成高壓系統(tǒng)壓力大幅度波動，嚴(yán)重影響生產(chǎn)工藝及操作。通過對此閥進(jìn)行解體檢查及對故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，我們認(rèn)為此閥故障的主要原因有以下三點(diǎn)：

      ① 調(diào)節(jié)閥口徑選擇過大。
      ② 流量特性選擇不當(dāng)。
      ③ 長期的沖刷及腐蝕。

      我們對以上原因進(jìn)行分析，認(rèn)為把原設(shè)計的線性特性改為等百分比特性能夠解決此問題。理由為：

      ① 等百分比流量特性是單位位移變化所引起的流量變化，與此點(diǎn)的原有流量成比例，而流量相對變化值是一個常數(shù)，也即小開度情況下流量小，流量變化也小，調(diào)節(jié)平穩(wěn)緩和，因而在小開度情況下適應(yīng)性比直線特性強(qiáng)。
      ② 等百分比特性大量流量集中在后面，調(diào)節(jié)閥開度為70%時，相對流量只有36.2%；90%時為71.2%，所以一般情況下選等百分比流量特性的調(diào)節(jié)閥比選直線特性的閥口徑要大一個檔次，這樣正好可以解決PV-09207A閥口徑選擇過大的問題。

      基于以上原因，我們對此閥閥芯進(jìn)行了改造，首先將閥芯外徑堆焊加大；其次將閥芯由線性加工為等百分比特性。改進(jìn)后，此閥應(yīng)用情況良好，正常產(chǎn)時開度可控制在30%~45%之間，避開了小開度不穩(wěn)定區(qū)，徹底解決了此閥失控問題。

原創(chuàng)作者：浙江金鋒自動化儀表有限公司