氣化爐氮氣切斷閥動作時間不滿足工藝要求，經常導致氣化爐投料失敗，為不影響公司正常生產，我們對氮氣切斷閥執行機構進行技術改造以滿足工藝要求。本文敘述了技術改造的方案及過程。

1、德士古氣化技術簡述

　　德士古氣化技術是國內應用比較先進的氣化技術，廣泛應用于煤化工行業。在氣化階段，料漿通過高壓料漿泵送入氣化爐，與氧氣在氣化爐內進行氣化反應，生成以CO、H2和CO2為主要成分的粗合成氣。

　　德士古氣化技術操作壓力在4.0MPa以上、操作溫度在1000℃以上，屬于我廠重大危險源，但其儀表自動化水平較高，如氣化爐發生工藝指標異常，安全聯鎖系統就會立即啟動，切斷煤漿和氧氣進料并進行氮氣吹掃以防止發生爆炸。在儀表安全聯鎖系統中，其氧氣管線、煤漿管線、氮氣管線切斷閥動作的可靠性及動作時間是安全聯鎖系統正常工作的重要保證。

2、技術改造的背景

　　我公司自生產以來多次因為氧氣、煤漿、氮氣切斷閥動作時間超時而導致氣化爐投料失敗，嚴重影響公司正常生產運行。我們秉承公司提倡的“增強創新能力，完善公司技術開發和生產管理”的理念，通過查找技術設計，與學校專家認真分析、研究對閥門執行機構進行了技術改造，經過近兩年的運行，取得了很好的效果，為公司穩定生產奠定了堅實的基礎。

　　氣化爐XV-12004A/C、XV-12005A、XV-12010A/B/C、XV-12011A/B/C九臺氮塞閥和氮氣吹掃閥由于原閥的執行機構彈簧復位系統作用力不夠等問題，使閥門的關閉時間在11MPa氮氣壓力作用下由技術要求的≤5s，延長至5.59～6.37s。這些閥門動作時間的延長導致了氣化爐開車順控中氧超時計時器超時(氧超時計時器為氣化爐投料按鈕按下到煤漿、氧氣入爐的時間，要求≤50s)，氧超時計時器超時后氣化爐就自動執行停車程序，致使氣化爐投料失敗，從而影響公司正常生產。

3、改造方案

　　原執行機構為活塞式單作用執行機構，氣缸進氣時閥門打開，彈簧復位閥門關閉，氣源壓力為0.4～0.6MPa，其執行機構氣路圖見圖1。通過對現場執行機構的研究，我們發現可以將單作用執行機構改造為雙作用執行機構，以增加彈簧作用力，同時還能保證閥門的故障安全性。在氣路配管上放大執行機構的進氣管路的口徑，增加一套氣路三聯件，互相調節氣量的平衡和大小，保證閥門開關速度達到工藝要求。

1.氣缸;2.空氣過濾減壓閥;3.電磁閥;4.氣控閥

圖1 改造前執行機構氣路圖

4、技術改造實施步驟

　　4.1 檢查執行機構的進氣孔、排氣孔、注油孔的布置，利用這些螺紋孔來設計氣路走向，盡量保證執行機構的結構、強度不被破壞。原執行機構上的進氣孔、排氣孔、注油孔剛好可以滿足氣路改造要求。

　　4.2 對執行機構的進氣、排氣通道和加油通道進行氣密性試驗，并對執行機構兩側缸蓋密封也進行氣密性試驗，通過氣密性試驗得知在氣源壓力0.4～0.6MPa下其氣密性都可以滿足要求。

　　4.3 檢查進氣、排氣通道和加油通道的螺紋，螺紋規格為M10×1，密封性滿足氣路連接的需要。

　　4.4 設計、安裝氣路，把原氣控閥更換為兩位五通式氣控閥，通過電磁閥進行控制輸入、輸出氣源的轉換，一路通過空氣過濾減壓閥、快排閥進入氣缸，另一路通過快排閥直接進入彈簧輔助氣缸。

　　安裝完畢后進行開關試驗，開閥時間≤5S滿足要求，但關閥時間大于8S，不能滿足工藝要求。分析原因為彈簧輔助氣缸進氣量太大而導致關閥時排氣不暢，最終導致閥門關閉時間不能滿足要求。

　　4.5 重新設計氣路見圖2，又在彈簧輔助氣缸進氣管路上增加一套空氣過濾減壓閥來調節進氣量大小，主要控制此路氣源壓力對助力的影響，另外還可以通過調節氣源壓力來控制開閥時間和關閥時間的互相影響。

1.氣缸;2.空氣過濾減壓閥;3.電磁閥，4.兩位五通氣控閥

圖2 改造前執行機構氣路圖

　　經反復試驗調節彈簧輔助氣源壓力為0.18MPa時，閥門在11MPa大壓差下動作，開閥和關閥時間全部滿足工藝要求。

　　4.6 改造后測試閥門故障安全性未改變，滿足工藝要求。

　　4.7 氣路改造時也考慮了接管尺寸、螺紋等連接件的技術條件和氣路走向美觀等問題。

5、結束語

　　經過實際檢驗后，氣化爐氮氣閥的開關時間在11MPa高壓差條件下開關時間全部符合技術要求≤5s，并符合原設計的故障安全性，能保證氣化爐的正常開停車，達到了預期改造效果。因氮氣切斷閥為原裝進口閥門，如果不進行改造，而更換新的執行機構，設計、訂貨、安裝需要近一年的時間，會嚴重影響公司正常生產(停產一天損失約100萬元)，并需要直接經濟費用約50萬元。

　　在氣化爐近兩年運行過程中，改造后的氮氣切斷閥全部滿足工藝要求，為生產穩定運行創造了堅實的基礎。

參考文獻

　　[1]　吳國熙.調節閥使用與維修[M].北京：化學工業出版社，2008.

　　[2]　陸培文.調節閥實用技術[M].北京：機械工業出版社，2006.

　　[3]　何衍慶，邱宣振，楊潔，等.控制閥工程設計與應用[M].北京：化學工業出版社，2005.

　　[4]　斯庫森，孫家孔.閥門手冊(第2版)[M].北京：中國石化出版社，2005.

　　[5]　樂嘉謙.儀表工手冊(第2版)[M].北京：化學工業出版社，2010.

　　[6]　《石油化工儀表自動化培訓教材》編寫組.調節閥與閥門定位器[M].北京：中國石化出版社，2009.