裂解炉超高压蒸汽放空调节阀的改造.pdf

7 8 一 ● 维修改造 石 油 和 化 工 设 备 2 0 1 2 年第1 5 卷 裂解炉超高压蒸汽放空调节阀的改造 许柏洲 ，张勇 1 ． 广东茂化建集团有限公司 ， 广东 茂名 5 2 5 0 1 1 2 ． 中国石化茂名分公司化工分部 ，广东 茂名 5 2 5 0 0 0 [ 摘要]通过对茂名石化2 裂解装置超高压蒸汽放空调节阀内漏问题的分析，找出了原因，提出了改造方案，经试用效果 良好 。 [ 关键词]裂解炉；超高压蒸汽放空调节阀；改造 茂名石化化工分部2 裂解装置裂解炉超高压蒸 汽放空调节 阀为C O P E S ． VUL C AN生产 的先导式单 座套筒阀 ，是裂解炉运行 中一个重要的阀门，裂 解炉 自产超高压蒸汽 并入管 网前 ，通过缓慢 关闭 超高压蒸汽放空阀，逐步提升汽包压力直到打开 裂解炉与管网间的单向阀，把 自产超高压蒸汽并 入管网。裂解炉正常运行时 ，该阀一直处于全关 状态 ，若 出现 内漏 ，将导致超高压 蒸汽损失 ，严 重的会造 成汽包液位下 降，增大锅炉的补 水量 ， 直接加大装置的能耗。 2 裂 解 装 置 2 0 0 6 年 投 产 不 久 ， 就 发 现 HB1 0 1 ～HB1 0 7 这7 台裂解炉 的超高压蒸汽放空调 节 阀存在 内漏现象。2 0 1 0 年装置大修期间对这7 台 阀门的阀芯 、阀座进行加工研 磨，但 只能维持一 个月，又 出现 内漏现象 ，且有逐步扩 大的趋势 。 这些阀 门的内漏 问题 ，已对装置安全运行构成 了 威胁。 1 超高压蒸汽放空调节阀存在问题 2 0 1 O 年 装置大修期 间对 这7 台超高压蒸汽放 空调节 阀全部进行解体检查，结果发现 阀体 内部 主阀塞密封面及 阀座密封面被冲刷破坏得非常严 重 。因此 ，对 这些 阀内件 的密封面进行 了修配 ， 但重新投入生产后一个月又出现内漏现象。 目前 的现状是泄漏大。可引发以下问题 1 加大能耗。根据 目前泄漏量 ，初步估计 每年能耗损失约8 0 0 万元。 2 泄漏状况愈发严重，泄漏产生的冲刷对 密封面 的破坏越来越严重 ，在加大能耗的 同时 ， 最终将导致 阀门无法使用 。 2裂解炉超高压蒸汽放空调节阀内漏的主要原因 2 ． 1使用 工况恶劣 阀门的控制介质 是超高 压蒸汽 。阀前、 阀后 的压力分别 是1 2 ． 3 MP a 和0 MP a ，压差高达1 2 ． 3 MP a ，介质温度高达 5 3 5 ℃。压力大、压差大、温度高 、密封等级 高、开启迅速是该阀的特点。 2 ． 2主阀塞密封面受到破坏大修时研磨修配主 阀塞密封面，造成密封面表面硬度值降低。 2 ．3节流套密封面受到破坏由于主阀塞密封面 硬度值降低，产生泄漏 ，对节流套密封面产生 了破坏 。 2 ．4执行机构推力不足执行机构使用年限长， 引发推力不够，密封面密封 比压不足 ，无法保 证关闭严密。 2 ． 5工艺操作原因 入 管 网前 ，关 闭超 高压蒸 汽放 空 阀是 一 个 比较缓慢 的过 程 ，特 别是在 最后 2 0 ％以下开度时，操 作过程 约为 1 5 分 钟 以上 。小开度运 行 高 压差 高流速 的介 质 对调节 阀密封 面 的冲刷破 坏 是非常 严重的。 裂解炉 自产超高压蒸汽并 图1 ● ●●●●●●●●●●●●●●●●●●⋯●●●⋯●●-●●●●●●。⋯●●●●●●-●●_●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●__●⋯●●●-●●●-●●●●●●⋯●●。’‘-_●●●●●●●●●●。’‘ 作者简介许柏洲 1 9 7 4 一，男，广东茂名人，大连理工大 学自动化专业毕业，本科学历，工程师，在广东茂化建集团有限 公司任仪表专业副总工程师。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4 期 许柏洲等 裂解炉超高压蒸汽放空调节阀的改造 ．． 7 9． ． 图2 超高压蒸汽放空 阀的阀内件装配 图及节流套 结构 图如 图1 、图2 所示 。 3 裂解炉超高压蒸汽放空调节阀内漏解决方案 3 ． 1 高压差阀门的常规处理方法 1 避免阀门在小开度下工作； 2 对易冲蚀部位如 阀芯、阀座、阀杆等处 进行表面硬化处理或采用硬质合金； 3 增大节流通道，阀芯加长，阀座加厚； 4 在阀座密封面上部增设阻力初步节流 ， 可设计成台阶式、波浪式 ，以增大节流 阻力 ，减 少压力恢复程度，削弱气蚀； 5 配备消音器或配管散器； 6 使用多级降压式调节阀进行改造。 3 ． 2 确定解决方案 3 ．2 ． 1 结构方案 经多次讨论，并与无锡 智能 阀门厂交流后一 致认 为若采用配备消音器或改为多级 降压式调 节 阀，必须改动工 艺管线 ，改动 的风险较高 。最 后 决定 ，沿用COP E S ． VUL CAN的结构如 图3 所 示，原因为 1 结构简单，产生的问题点少； 2 内件流道简易，适合于快速放空； 3 全金属密封 ，耐高温 ，阀门内部无任何 非金属材料，适用于高温蒸汽状态使用 ； 4 高进低出，利于密封，介质流 向为流关 结构 ，更利于阀门关闭； 5 先导式 内件 ，执行机构作用力小。介质 的不平衡力作用在先导 阀的小 阀芯上 ，可大大降 低 阀门的开启力 ；内部压缩弹簧进一步减小了先 导阀芯的开启力 ； 6 导、涨环 结构 。涨 环在高温状 态下使 用 ，避免 了主 阀塞高温膨胀卡死现象 ；导环对主 阀塞起导 向作用 ，避免高压差产 生的阀塞震动 ， 提高密封面的重复性 。 图3 结构 意图 3 ． 2 ．2 材料方案 1 主 阀塞 、节流套材质使用4 4 0 C并热处 理 ，处理后硬度达到H RC 5 6 ． 5 8 ； 2 导、涨环材质使用I NC O NE LX7 5 0 ； 3 阀杆材质使用4 4 0 C，表面挤压处理。 但超高压蒸汽放空 阀并不是每次均全开度放 空 ，有部分时间为1 0 ％2 0 ％开度放空，开度小， 流速 高，对主 阀塞密封面是一个 巨大 的考验。那 么 ，能否在 结构上 既不做较大改动 ，又能保证密 封面不受高速介质的冲蚀呢 根据这一要求，在结构上作如下修改 1 将节 流套 的窗 口下端 往上平移h ，h 1 5 ％的开度。这样，当阀门开度 小于1 5 ％时，依靠 主 阀塞与节流套 的间隙t 来对蒸汽进行放空 ，且间 隙面积小 于阀塞密封面与节流套密封面的间隙面 积 ，介质冲蚀主要集 中在节流套与主 阀塞的间隙 上 。 当阀门开度大于1 5 ％，依靠节流套的窗 口对蒸 汽进行放空 ，窗 口面积远小于主阀塞与节流套 密 封面 的间隙面积 ，介质 的冲蚀主要集 中在节流套 窗 口上 ； 下转8 3 页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m