淺談53000Nm?/h空分高壓空氣截止閥故障分析及應急處理

劉競爭

摘要：由于大型內壓縮空分裝置高壓空氣截止閥的特殊意義，針對本公司出現過的故障情況，進行分析總結，并針對閥門進行事故預想制定措施。

關鍵詞：高壓空氣截止閥; 故障分析; 應急處理措施; 冷損 ;精餾工況

前言：大型內壓縮空分裝置中高壓空氣截止閥，是生產的重中之重，精餾塔工況建立時，初期下塔回流液就是節流后的高壓空氣液化產生的，是整個工況的基礎，高壓空氣截止閥是否能正常投用并全開，關系到整個裝置能否正常運行及運行負荷的大小，閥門開度小，不能全開時，由于正流空氣氣量小，且節流后，空氣壓力低、流速快，導致板式換熱器換熱效果變差，高壓板式換熱器復熱不完全，使反流氣體溫度過低、冷損變大，裝置負荷提不起來，整個裝置能耗增大，后系統也會由于氣氧負荷低，裝置只能維持低負荷運行，使全公司的經濟效益受到影響;如果開度過小，則由于精餾工況無法建立，分離裝置無法運行;因此，該閥門是否完好，對于空分裝置有著非同尋常的意義。

1 空分裝置簡介

本套空分裝置主要由壓縮系統、分離系統組成，生產能力為53000m/h氧、81000m3/h氮。

壓縮系統空氣壓縮機為離心式：主空壓縮機RIKT125-4 （MAC）和空氣增壓機RG50- 5（BAC），由德國曼透公司設計制造，共用一臺德國西門子公司設計制造透平汽輪機（SST600-HNK50/71）驅動，節省投資并提高蒸汽轉換效率。

分離系統是一套采用填料塔、雙泵內壓縮和前段預凈化流程的制氧裝置，即采用常溫分子篩預凈化、空氣增壓透平膨脹機提供裝置所需冷量，空氣增壓膨脹，雙塔精餾、液氧、液氮泵內壓縮流程，且全精餾無氫制氬。主要機泵等動設備和高壓板式換熱器及關鍵閥門均由國外配套。同時采用DCS進行操作和控制，使空分裝置始終在最佳經濟點運行。

因此，本套裝置具有流程簡單、操作簡便、運行穩定、安全可靠等特點，大大延長裝置的連續運轉周期。

2 事情經過一

2011年9月29日11：10，該公司空分車間加溫結束，分離裝置準備開車。中控操作過程中主操發現高板正流高壓空氣氣量與日常操作有偏差。現場人員立即到現場檢查高壓空氣截止閥和高壓空氣節流閥的閥位狀態。經檢查發現高壓空氣截止閥在開、關的過程中，閥桿不隨手輪的啟動而轉動，初步判斷高壓空氣截止閥閥門傳動故障。立即通知檢修人員進行拆檢。

拆檢閥門后發現閥桿上少裝一個鍵，閥門在開關過程中剪切力過大，發生滾鍵現象，最終導致閥門渦輪蝸桿傳動結構傳動失效。傳動結構轉動但是閥桿實際不動作，致使閥門實際開度與指示開度有30°的偏差。檢修人員立即加工鍵，重新將傳動結構復位。13：50，閥門修復完畢，可以正常操作。

2.1事故原因

（一）直接原因

1、閥門出廠時少裝一個鍵，開關閥門時鍵所承受剪切力過大導致滾鍵，使閥門卡塞開度有誤。

（二）間接原因

1、此球閥只有開、停車時操作一次，平時不進行操作，日常維護不到位，導致閥門有卡澀現象。

2、該閥門為高壓閥門，其密封壓制較緊，開關過程中用力較大。

2.2 防范措施

1、空分車間制定閥門操作手冊，對各類閥門的操作及維護進行指導。

2、加強閥門潤滑管理，確保各類閥門靈活好用。

3、加強設備驗收管理，避免設備本身存在故障。

3 事故經過二

2012年5月3日下年15：00，該公司空分車間系統開車，5月4日凌晨1：00向下塔引氣過程中，控制室操作人員發現高壓空氣進下塔流量無指示，污氮氣出高板溫度過低且無法控制，立即通知現場人員檢查高壓空氣截止閥和高壓空氣節流閥閥門的開度，現場人員發現高壓空氣截止閥閥門前后振動異常，轉動其手輪，流量和壓力無變化。經設備部和公司領導再次確認后，于5月4日中午進行停車處理。停車檢查發現高壓空氣截止閥閥頭仍處于關閉狀態，閥桿發生形變。

3.1事故原因

（一）直接原因

高壓空氣節流閥閥門關不嚴，閥門前、后壓差大，并且受溫度影響，閥門熱脹冷縮而卡住，且高壓空氣截止閥閥門在操作過程中，開關非常吃力，需要兩個人同時操作，反復的開關，閥桿強度下降，受力發生形變，造成閥門無法打開。

（二）間接原因

高壓空氣截止閥該閥門屬于手動球閥，曾發生過一次開關過程中閥桿鍵銷脫落而不能打開到位的現象，后經現場處理后認為恢復正常，放松管理，重視不到位。

3.2 防范措施

1、抓好備品備件和備機管理，以便對異常設備在機會檢修中及時更換。

2、對有故設備各廠給予重視，不要把異常當作正常，采取正確的措施加以控制。

3、開車前認真做好閥門確認，確保開車過程中閥門能開關到位靈活好用。

高壓空氣截止閥如何操作，無法全開時的危害，以及如何應急處理？

操作：（1）確認高壓空氣節流閥關閉，高壓空氣露點置換合格。

（2）打開高壓空氣截止閥旁通充壓。

（3）均壓結束后，手動全開高壓空氣截止閥，關閉其旁通閥。

（4）打開高壓空氣截止閥后，再提高壓空氣壓力。

危害：（1）若高壓空氣截止閥開度較小，因氣量不足，無法維持正常生產。

（2）若高壓空氣截止閥開度較大但未全開，則能夠滿足正常生產。但因閥后壓力降低、流速增大，導致板式換熱效果變差，節流效果變差，副產品產量減少，消耗增大。

措施：（1）因高壓空氣截止閥故障無法全開時，全開其旁通閥。

（2）在線檢查更換閥桿鍵銷。

（3）必要時裝置降負荷，關閉高壓空氣節流閥，開高壓空氣截止閥旁通均壓后，再開高壓空氣截止閥。

（4）若仍無法打開，則停車后拆檢。

總結：自第一次事故后，對高壓空氣截止閥加強了潤滑管理，但是未引起足夠的重視，所以才會有第二次事故的發生，目前該閥門嚴格按照事故總結方案進行維護保養，確保閥門處于正常狀態，并制定應急預案組織學習，截止到現在，該閥門未再出現故障情況。