分子篩純化系統閥門泄漏故障分析與處理

2013-07-16 李玉霞 河南豫光金鉛股份有限公司制氧廠

  KDON-4000/1800型空分設備,采用分子篩吸附凈化,增壓透平膨脹機制冷,規整填料塔,全精餾氫制和氧氮外壓縮流程,由DCS控制系統控制。2010年空分設備分子篩純化系統先后發生了兩起閥門泄漏事故。

1、正流空氣進口閥泄漏

  2010年5月2日發現分子篩程序暫停,2#分子篩未卸壓完全,查找原因并處理使分子篩程序運行。等待下一周期繼續觀察無此現象,直至第二天下午又出現2#卸壓不完全現象。

  2#分子篩卸壓不完全,機后壓力又損失4~7kPa,可以判斷是2#正流空氣進口閥V1202,出口閥V1204,均壓閥V1209泄漏。由于均壓閥為雙向柱塞閥,如果泄漏,那么1#分子篩也會出現卸壓不完全現象,事實上沒有,并且操作工在出現卸壓不完時關閉了均壓閥V1209儀表氣(此閥為氣開閥,關儀表氣后全關)然后關卸壓閥,發現分子篩壓力持續上漲,可排除均壓閥泄漏的可能性。

  由于1#分子篩剛均壓完切換至正常工作,吸附容量大,正流空氣出口溫度>30℃,假如2#分子篩出口閥內漏,則2#分子篩卸壓時,泄漏的高溫氣體會使正流空氣出口溫度升高,趨勢趨于平緩。觀察實際運行趨勢并無此現象,但發現2#分子篩進口溫度最低溫度均比卸壓完全時的溫度要高,包括加熱時的谷底值也是如此。可見2#分子篩進口閥V1202有內漏,導致從空冷塔過來的約9℃空氣與卸壓時進口的1~2℃氣體混合,造成卸壓和加熱時分子篩進口溫度谷底值偏高。

  現象一般發生在午后紫外線強且長時間照射V1202時,天氣涼快時和晚間則不會發生,初步判斷有兩種情況:一是閥內密封圈磨損經陽光照射后與閥門貼合不緊密造成泄漏,為驗證此推測,待2#分子篩再生時對閥門密封圈處淋冰水,故障不能消除,所以可排除此疑慮。二是閥門執行機構氣缸內氣體經太陽照射膨脹后有輕微漏氣且閥門氣缸密封圈有磨損,導致閥門關不嚴。2#再生未卸壓完全時在現場發現V1202電磁閥放空口有輕微漏氣現象,證明判斷正確。

  由于2010年泄漏量較小,天氣轉涼后已恢復正常,所以未對其進行處理,直到2011年4月時,情況度再度出現且較為嚴重,說明密封圈已嚴重磨損。機后壓力損失達到10kPa之多,2#充壓速度明顯快于1#,均壓曲線已發生明顯變化。同理,均壓時從空冷塔過來的9℃空氣從2#分子篩正流空氣進口泄漏后與2#分子篩均壓時正流空氣進口的30℃氣體混合,導致2#分子篩進口溫度沒有上升,甚至低于正常冷吹結束時的溫度。

  泄漏量不大時,稍開大卸壓閥前的手動閥,或是卸壓后期全開分子篩底部吹除閥,加快剩余壓力卸除。泄漏較嚴重時,即使全開卸壓閥前手動閥和分子篩底部吹除,壓力仍無法卸完,被迫等待2#分子篩壓力<15kPa時,手動切換分子篩閥門。待可檢修時,拆開閥門更換氣缸密封圈后故障消除。

2、均壓閥泄漏

  1#分子篩出現卸壓不完全現象,并且1#分子篩正流空氣出口溫度卸壓趨勢圖異常,懷疑均壓閥和1#分子篩出口閥V1203有內漏。結合上一個故障的處理經驗,先檢查均壓閥V1209,斷儀表氣并關卸壓閥,1#分子篩壓力不再升高。觀察加溫與冷吹階段的各參數運行曲線圖,除卸壓的1#MS正流空氣出口溫度升高,趨勢變平外,冷吹峰值也較前幾個周期低,因V1209為柱塞閥,2#MS也和1#MS有相同故障現象。可知泄漏的閥門應該是均壓閥V1209。

  請儀表工對V1209零點進行調整,使其能關嚴。之后,故障現象消失,分子篩純化系統運行正常。