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乙烯裂解装置ALFA开关球阀的技术改造
 
慧聪网   2005年9月15日14时38分   信息来源:北京安控科技    

    1、 前言

    广州乙烯裂解装置根据意大利TCM公司的设计,乙烯装置采用了77台意大利ALFA公司生产的开关球阀。这些球阀均用于裂解装置部分的联锁,切断密封要求较高,一般为五级以上。如用于六台裂解炉联锁的燃料气切断阀,泄漏时会造成重大事故的发生。然而,这批开关球阀的问题比较多,在试车(吹扫、气密)期间发现大部分的阀门泄漏较大,不能保压或关不到位。泄漏较大的问题经过检修可以达到要求,但往往也带来关不到位的问题。这些阀门时好时坏,很不可靠。一直是乙烯安全生产的一大隐患。

    2、 ALFA开关球阀关不到位的原因分析

    这批产品是意大利ALFA公司的早期的产品,结构不合理。这批阀的执行机构均为单气缸型,但无调整弹簧压力的装置。球阀与阀座的密封,靠四氟垫圈密封,而调整则靠垫片的厚薄来调整,保证密封时,往往使密封面阻力太大,很难调整到合适的厚度。再者由于工艺管道的应力与热应力的影响,即使检修期间修理、试验合格的阀,装上投用后往往还是关不到位。

    3、ALFA开关阀的改造方案

    根据ALFA阀结构的缺陷,我们考虑以下的改造方案:

    方案一:改型用新产品,每台阀3~4万元,77台阀需预计投资200~300万元。由于安装尺寸限制,国内外比较好的品牌如KTM、NESS等阀的尺寸不合,改造很困难;且投资太大,不宜采用。

    方案二:在阀座开槽加装一弹簧垫圈,由该弹簧垫圈自动调整密封,这与新结构的ALFA开关球阀一样,见下图1 所示。

密封结构

图 1 改造前后密封面结构

    但存在下列问题:

    1 要在阀座开槽,破坏原来的结构;

    2 技术要求较高,弹簧垫圈需阀门制造专业工程师设计计算,我们目前无此技术力量;

    3 新增的弹簧垫圈,国内不知道有无合适的产品,原厂进口件价格太贵。

    在把握不大的情况下,不宜采用此方案。

    方案三:经反复试验,发现ALFA阀存在以上不足的原因是由于阀门关闭时力量不够,难以克服球阀部密封面的阻力,解决的最佳方案是在气缸弹簧侧,加装一先导阀,根据气动信号侧控制弹簧侧的气源通断,利用仪表空气压力来加大弹簧侧的压力,使之关闭力量加大,克服密封面的阻力,保证既密封,又能关到位。改造的结构如下图 2 所示。

原理图

图 2 改造后结构原理图

    说明:图中细线为原来部分(电磁阀为冗余结构),粗线为改造增加部分

    预期效果:因正常运行时,弹簧侧汽缸与大气相连,另一侧与仪表风相连。阀门在仪表风作用下全开,故障状况下,因先导阀的作用,其通断控制将仪表风引入弹簧侧汽缸内,加大弹簧力量,另一侧与大气相通,其较大的压力差能克服阀座密封面的压力,从而能保证阀门全关,且有很好的密封效果。

    此方案的主要材料如下表所示。(每台阀)

材料

    预计每台阀改造投资大约2000元,此方案不破坏阀门原状,投资也比较小,整个项目(改造77台ALFA开关球阀)总共投资大约为15万元。

    4 结束语

    经过实施,乙烯裂解装置的77台ALFA开关球阀全部改造成功并投入使用。经过投料生产二年多来的实际运行考核,效果良好,为乙烯装置的安全生产消除了一大长期的严重隐患,并创造了可观的经济效益。

    [作者简介] 刘立忠,(1969-),男,广东省广州人,本科学历,学士学位,工程师。92年毕业于上海中国纺织大学生产过程自动化专业(现东华大学),现在中国石化股份有限公司广州分公司仪控中心工作,主要从事DCS、PLC系统及现场仪表的应用、维护与设计管理工作。

    联系电话:(020)82128350(O) 82399837(H) 13042061415

    通信地址: 中国石化股份有限公司广州分公司仪控中心三车间 邮编:510725

    EMAIL:liulz2001@163.com Liulizhong1969@21cn.com

 
 
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