淺談PSA裝置程控閥閥檢故障

李海濤 曹洪才 李二賓

摘 要：本文舉例介紹了PSA裝置程控閥閥檢故障的原因分析與問題的解決過程。

關鍵詞：PSA裝置；接近開關；切塔

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.056

0 前言

變壓吸附工藝是靠周期性的切換閥門來實現。當程控閥門出現故障時，為了避免裝置停車，故障程控閥所屬的吸附器將被切除出運行序列，所以程控閥閥檢故障的排除對PSA裝置十分重要。現在以我公司PSA裝置出現的問題為例來說明程控閥閥檢故障處理的過程。我公司PSA裝置自2015年投產以來，因程控閥反饋故障頻繁造成切塔。我廠程控閥閥位檢測采用P+F品牌接近開關，安全柵為P+F品牌DI隔離安全柵。單獨對接近開關和安全柵檢查未發現明顯問題。為找出閥檢故障原因，實現系統長周期，我們做了大量排查摸索工作。

1 工藝流程及原理簡介

變壓吸附技術的原理是利用吸附劑對氣體各組分的吸附容量隨壓力變化而呈現差異的特性，在一定的壓力下吸附劑吸附原料氣中的雜質組分，而弱吸附組分的氫氣作為產品氣由吸附塔出口排出。降壓時被吸附的雜質組分脫除，同時吸附劑獲得再生。變壓吸附工藝是靠周期性的切換閥門來實現。當程控閥門出現故障時，為了避免裝置停車，故障程控閥所屬的吸附器將被切除出運行序列，而被切除的吸附器及其所屬閥門可以在線維修。當維修完畢后，裝置又可以切換回主工藝流程 。

2 閥位檢測回路組成

由隔離柵給接近開關提供8V左右直流電源，并檢測其電流信號。檢測點通常為≤1.2mA和≥2.1mA。由隔離柵將此開關信號轉換為繼電器信號，有源或無源的0-24V晶體管開關信號送DCS DI卡件。我們的工作就是對整個檢測回路進行檢查。

3 回路排查工作

3.1 對機柜間到現場電纜進行檢查

現場檢查過程中發現，大部分分支穿線管開口朝上，穿線管有進水的風險。檢查發現確實存在穿線管進水現象。穿線管進水，電纜冬季有凍斷的風險。詢問儀表維護人員得知，冬季確實有幾根電纜斷線。如果程控閥動作時，順控程序檢測不到閥檢變化，有可能造成系統切塔。利用工藝調整的機會，組織人員對吸附塔所有電磁閥和閥檢分支穿線管進行了吹掃、封堵，分支電纜進行了更換。后期觀察發現，閥檢故障頻率有所降低，但是仍然很頻繁。可見，電纜問題不是閥門故障主要原因。

3.2 對閥門動作情況及接近開關進行檢查

既然不是電纜問題，我們首先懷疑是接近開關或者閥門動作不規律問題。統計出現閥檢故障的閥門，作出閥檢故障率統計表，篩選出故障率最高的幾個閥門。對以上幾個程控閥采取現場加強監控，更換新的接近開關等措施。通過長時間觀察，發現以上幾個程控閥動作正常，并無任何異常現象。更換新的接近開關后，故障頻率也沒有下降。故可以排除接近開關損壞和閥門方面的問題。

3.3 對DI安全柵進行檢查

因為接近開關靠近金屬后，電壓信號會發生變化。靠近金屬物資后，接近開關兩端電壓會指示7V左右，離開金屬物質后，指示4.8V左右。所以，我們在安全柵輸入側和輸出側分別并聯兩個萬用表，監視輸入信號和輸出信號是否存在異常。通過一段時間的觀察，發現輸入電壓不變的情況下，輸出信號偶爾會出現電壓突然波動，電壓由24V突然變化0V。更換相同規格安全柵后，上述現象還是存在。經過與P+F公司技術人員交流，懷疑我們使用的安全柵型號KCD2-SR-Ex2與DCS系統卡件不兼容，P+F公司技術人員建議更換為KFD2-SOT2-Ex2型號安全柵。我們加急購買了一批KFD2-SOT2-Ex2型 ，利用工藝停車機會進行了更換。運行一段時間后，發現閥門故障率有所減少，但是還不能滿足系統長周期運行的要求。

3.4 接近開關安裝方式檢查

再次查看閥檢故障率統計表，發現有幾個閥門從來沒出現問題。對比故障率較高的幾個閥門后發現：故障率較高的幾個閥門關閉狀態下，活塞桿（接近開關檢測位置）距接近開關位置較近，而未出現問題閥門離接近開關較遠。因為距離近，接近開關有可能誤觸發造成系統切塔。改變接近開關安裝位置，拉遠閥門關閉狀態時探頭距離活塞桿的位置，有可能解決閥檢頻繁故障的問題。為此，我們加工了一批四氟墊片，利用大修機會，把墊片加在閥檢罩與執行機構之間，增加了閥門關閉狀態時探頭離活塞桿的距離。改造完成后，系統運行至今，未出現閥檢故障造成切塔現象，說明我廠程控閥頻繁故障的主要原因為接近開關安裝方式不合適。

4 結束語

本文介紹了PSA裝置程控閥閥檢故障造成頻繁切塔的原因分析與問題的解決過程。由于本人的理論水平不高，以及實踐經驗有限，以上排查問題的順序、原因分析和采取的措施，未必是最恰當的。若有不足之處渴望老師提出批評、指正。