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尿素裝置中合成塔壓力調節閥在線維護
發布于：2019/11/12 9:09:11 點擊量：198
水溶液全循環法尿素裝置中合成塔壓力調節系統是最重要的自調系統。合成塔壓力調節閥（P4閥）安裝在合成塔出口。出合成塔的工藝介質都需要通過P4閥流向中壓分解系統。
P4閥具有以下特點：
（1）尿液易結晶且不設旁路閥；
（2）閥前后壓差高，近18MPa；
（3）介質流速高，波動影響大；
（4）在線維護風險大，閥門可能大幅度開關，會造成合成塔超壓或中壓系統超壓，引起大范圍的工藝波動甚至引發事故。
P4閥的上述特點決定了其正確維護及P4閥調節系統的正常穩定運行是尿素裝置穩定運行的前提。
P4閥日常生產維護中常見的故障及解決方法：
1 閥門開度不到位 氣源壓力低，導致膜頭壓力不夠，閥門開度不到位，這時應查看各接頭及氣源管線是否有漏氣現象，并對有漏氣處的氣源接頭進行緊固處理。
2 膜頭漏氣 這時可將調節閥打到手輪控制，保持手輪控制閥位，然后拆下到膜頭的氣源管，同時迅速用手堵住管口，再慢慢將手輪打到自由狀態，檢查閥門輸出行程是否變化，若膜頭漏氣，則會看到閥門緩慢關閉，此時則應將閥門打到手輪狀態，更換膜片。
3 閥門不動或動作遲緩 此時，操作人員可以從DCS操作畫面上看到合成塔壓力超壓，P4閥閥位輸出較正常時偏差許多，甚至到全開度位置。
這是由于P4閥卡住，閥門不動或動作遲緩導致調節系統測量值遠遠超過設定值，在比例積分微分（PID）調節作用下，輸出達到積分飽和。
這一般是由兩種原因造成的：
（1）尿液結晶；
（2）閥芯偏磨，閥芯與閥座摩擦。
尿液結晶在傳統的ZMBS-220K閥門上較為常見，一般發生在填料函處，從而造成閥桿運動不靈活，致使P4閥無法正常運行。處理尿液結晶的一般方法，即蒸汽吹除填料函處，促使結晶的尿液融化，使閥門恢復正常。但如果尿液結晶頻繁，反復用蒸汽吹除填料函處，最終將導致“V”形聚四氟乙烯填料老化，造成閥桿永久性卡澀或填料密封性能變差，影響到正常生產。另外，由于P4閥前后壓差大，流速快，閥芯的導向不穩定，使閥芯和閥座摩擦，影響調節品質。現在，部分尿素生產企業，通過不斷地摸索，對閥芯及閥桿部分作了加工，使結晶問題有所改善。
針對P4閥閥芯偏磨閥卡問題，國內一些調節閥生產廠家，對P4閥結構進行了改進：將導向套增長，并將導向套的下部分開孔做成了籠式， 同時，將其與閥座導向連接，使閥芯的導向更加穩定可靠，保證了閥芯與閥座的同軸度，避免了閥芯與閥座的磨損，延長了使用周期。
4 電氣閥門定位器調節滯后 定位器反饋凸輪或反饋桿松動導致閥門行程波動大，調節滯后。定位器問題是P4閥無法正常運行的另一個原因，在開車狀態下，修復調校閥門，存在很大風險。
檢修調校閥門定位器的操作方法：
4.1 電氣閥門定位器的檢修調校過程
4.1.1 聯系化工人員用手輪控制P4閥的開度，維持系統穩定。
4.1.2 摘除定位器和膜頭之間的輸出接頭（因手輪機構僅能限制一個特定方向的行程，不能同時限制兩個方向的行程），以免檢修定位器時輸出增大，造成P4閥開度增大，使手輪無法正常控制，造成系統波動。
4.1.3 修復或更換定位器。確保電器部分完好，量程參照閥門行程應作相應調整。然后將零點調整螺釘調至最低，即保證接好電器部分后，定位器無輸出。
4.1.4 通知總控室將閥門輸出信號調至目前閥門開度對應的信號，然后接好定位器與膜頭之間的輸出接頭及接線部分。此時慢慢調整定位器調零旋鈕，使輸出壓力逐漸升高，同時，另一只手握住手輪向閥門開度方向微微用力，直至手輪有輕松感（即手輪已脫離，膜頭壓力已代替了手輪），停止調整調零旋鈕，這時即可通知總控室實現微機操作，然后將手輪旋至自由位置。最后一步之所以這么做是有道理可循的。 我們曾嘗試在摘除定位器輸出接頭后，通過堵住輸出接頭，根據定位器輸出壓力表壓力來確定閥門動作位置，結果當然行不通。
定位器一個顯著特點：送一個開度信號，若閥門不到位，定位器輸出將繼續增大，直至推動閥門或輸出壓力至氣源壓力，反之亦然。其實，也就是通過反饋機構的作用，以達到力的平衡，最終保證閥門開度與總控室操作閥位信號一一對應。同理，閥門不動的情況下，送一個開度增大（或減小）的信號，定位器輸出將增至氣源壓力（或減至無輸出壓力），除非隨著信號變化使反饋桿移至相應開度，這顯然難以操作。
正確的方法是：根據當前閥門開度送相應信號，通過將調零旋鈕從最小逐漸增至膜頭的推力，最終代替手輪，使反饋信號與輸入信號達到平衡，從而實現從手輪操作向自動操作的無擾動切換。
4.2 電氣閥門定位器的在線更換
4.2.1 通知操作工將P4調節系統打到手動狀態，并將P4閥打到手輪控制。
4.2.2 根據目前閥門開度，估計此時反饋桿的角度，裝好定位器。如為同型號的定位器，可參考原來的定位器安裝位置進行安裝。應注意P4閥為反作用氣開閥，反饋凸輪方向一定要檢查好，確保構成負反饋，否則定位器無法正常工作。
4.2.3 將定位器機械連接部分接好后，接入4～20mA的直流（DC）輸入信號。
4.2.4 根據目前手輪控制開度，估計對應輸入信號大小，在DCS監控畫面上給出相應閥位信號。
4.2.5 接好定位器與調節閥連接的氣源接頭，最后接上定位器輸入氣源，按照上述提到的調校方法進行調校。
綜上所述，重要調節閥在正常生產過程中發生故障，需要維修時，只要方法得當，可進行在線維修，避免閥位波動對系統造成影響。