制氢PSA液压程控阀运行维护

制氢PSA液压程控阀运行维护
丁大卫
【摘要】在PSA系统中,程控阀故障是导致制氢生产波动的重要因素之一.本文对频繁动作的程控阀在使用过程中出现的故障进行了系统分析,提出合适的处理方法.【期刊名称】《石油和化工设备》
【年(卷),期】2017(020)008
【总页数】2页(P73-74)
【关键词】变压吸附;程控阀;故障分析;处理维护
【作者】丁大卫
【作者单位】中国石油锦西石化分公司, 辽宁葫芦岛 125001
【正文语种】中文
随着石油炼制重质油轻质化的快速发展和油品质量升级工程的推进，加氢工艺得到发展并迅速推广。

氢气的需求量大幅度增加，制氢的重要性日益提高。

后路用氢装置越多，制氢装置的重要性就更突出，需要我们对制约制氢装置运行的一些问题进行深入研究。

锦西石化分公司5万标立方米/年制氢装置由中石化洛阳院设计，2014年11月建成投产。

装置氢气提纯系统采用成都华西化工科技股份有限公司的10-2-4变压吸附技术（Pressure Swing Adsorption，简称PSA），整个PSA系统的83台程控阀采用成都华科的液压驱动三偏心蝶阀。

程控阀由集成撬装的液压油站提供的4～5.5MPa液压油驱动，所有程控阀由DCS系统中计算机编程实现自动开关，从
而实现PSA系统的自动化运行。

2.1 程控阀控制原理
如图1所示，液压程控阀控制系统包括：液压油源、电磁阀、液压执行器、电气控制系统、位置传感器等控制组件构成。

系统输入的阀门开关动作信号通过电气元件转换成电磁阀的动作信号，通过电磁阀的通断实现液压执行器的输出，从而实现程控阀的动作并通过位置传感器检测到的信号来判断阀门是否动作到位。

2.2 程控阀液压执行机构
本装置选用的液压程控阀为90°回转型驱动机构，液压油站输出的动力液压油与图2阀头两侧的活塞腔连通，由电磁阀转换来的油压驱动活塞的移动，从而驱动齿轮齿条机构将压力能转换成机械扭矩，带动阀杆阀板转动，再通过阀杆上定位销和现场安装的位置传感器的定位实现阀位的确认。

3.1 阀门填料泄漏
因项目建设期及装置开工期长达数月，导致阀门出厂后存放时间偏长。

因此在装置气密试验阶段，发现不少程控阀填料有泄漏，考虑填料未磨损，采取逐个检查、均匀紧固的方法解决。

3.2 阀检故障
PSA运行中会出现阀门故障报警，应依据塔吸附的曲线先判别阀门能否完成正常功能。

不能完成正常功能的需检查阀体，能完成正常功能需阀位位置传感定位系统（包括定位销和位置传感器）和仪表控制系统。

3.3 电磁阀卡涩
装置的83台程控阀的液压油管路采用不锈钢管线现场分段预制，管路酸洗吹扫后再现场最终安装。

液压油路油运分阶段进行：不进阀体只进主管路循环油运；分批次进程控阀循环油运；PSA程控阀系统自动运行循环油运。

因程控阀数量较多，油路分支管路较多。

尽管最大限度地在装置正式投产前组织油
运，管路仍然不可避免存在杂质，导致电磁阀堵塞卡涩。

油路中电磁阀是瓶颈区，所以一般采取更换电磁阀，拆下的电磁阀采用轻油清洗后继续回用。

常规中，程控阀不动作或动作不到位大多是因为油脏电磁阀卡涩造成的。

3.4 阀头油路漏油
因液压油路在阀头处的静密封较多，大多外露部位的静密封处漏油采取现场紧固或切塔切断阀门油路后换垫处理。

如遇阀头油缸组合密封漏，漏油处在轴承箱工艺腔积聚并通过排气螺孔或顶部轴盖处溢出，应先系统切塔再利用油路判断泄漏在左缸或右缸，利用专用工具拆解处理。

3.5 阀头轴承箱工艺腔积水冻凝
PSA系统运行期间需定期检查阀体各部件。

PSA运行或长时间停运且排气螺钉安装太紧时，阀头轴承箱工艺腔会有积水，需定期检查排放。

尤其是北方冬季，应避免因工艺腔积水冻凝阻碍油缸活塞驱动阀门，造成阀门动作迟缓不到位或不动作。

3.6 程控阀内漏
当依据塔吸附曲线判别为程控阀动作正常扭矩足够但吸附曲线异常时，需依据吸附曲线的不同阶段甄别出某一台或某几台程控阀内漏，然后做好安全和工艺措施，拆检阀门。

程控阀是变压吸附单元的高故障率设备，需要生产人员重点关注、及时维护，管理人员合理利用窗口时间集中排查处理。

只有这样才能提高设备运行的可靠性，延长设备使用寿命，确保变压吸附单元乃至大的生产系统平稳运行。

【相关文献】
[1] 王敬涛. 变压吸附液动程控阀故障的分析与维护[J].化工技术与开发，2013，42(6)：54-55.
[2] 梁冬，孟令宾. 变压吸附装置程控蝶阀常见故障分析[J].小氮肥，2011，39(1)：14-15.。