空分氮压机防喘振阀FV01657内漏分析与改造

2015-02-15赵红鸣高志森

橡塑技术与装备 2015年18期

关键词：内漏密封环阀座

赵红鸣,高志森

（1.鹤壁汽车工程职业学院，河南鹤壁 458030；2.呼伦贝尔金新化工有限公司电仪车间，内蒙古呼伦贝尔 021506）

空分氮压机防喘振阀FV01657内漏分析与改造

Leakage analysis and transformation of ASU nitrogen compressor anti-surge valve FV01657

赵红鸣1,高志森2

（1.鹤壁汽车工程职业学院，河南鹤壁 458030；2.呼伦贝尔金新化工有限公司电仪车间，内蒙古呼伦贝尔 021506）

空分装置氮压机防喘振阀，由于装置长周期运行，阀门频繁动作，导致防喘振阀FV01657发生内漏。本文简要分析了阀门内漏时的故障判断，重点介绍了阀门在下线检修过程中，通过阀门打压试验找到了阀门存在的泄漏点，并在原调节阀的基础上，对现有调节阀的平衡密封环及阀座进行改进，对阀芯进行了补焊车削处理，最终满足了工艺条件的要求。

调节阀；内漏；阀内件；改造

1 工艺流程

从精馏上塔顶部出来的低压氮气分两部分，一部分进入高压主换热器换热后，通过PV01338放空阀将压力控制在15 kPa。另一部分进入低压主换热器换热后，通过PV01335 放空阀将压力控制在15 kPa。两股氮气再次混合后经FE01336计量进入氮压机。低压氮气经过氮压机后，压力达到3.8 MPa。出压缩机的氮气分为三路，第一路外送至中压氮气管网，通过切断阀HV01658控制；第二路通过防喘振阀FV01657送至压缩机一段入口；第三路通过放空阀PV01659直接放空至大气，工艺流程见图1。

图1 氮压机组工艺流程图

2 问题及原因分析

2.1 出现的问题

在氮压机满负荷运行时，防喘振阀FV01657全关，根据能量守恒定律，压缩机入口流量计与出口流量计应该指示接近。但实际运行过程中，出口流量比入口流量大8 000 Nm3/H。

2.2 原因分析

经查入口流量计和出口流量计的设计参数、安装、差压变送器的组态参数设置以及DCS组态和ITCC组态程序均无问题。仪表人员对现场仪表做了详细的检查，包括计算公式、导压管是否堵塞、泄漏等，均未发现流量指示有问题，两台流量计测量都是准确的。

根据图1的工艺流程图我们可以看出，四回一防喘振阀FV01657这条管线很可能有气体流过。使用测温枪对阀前后的温度检测进行对比发现，两个测点温度相近，检查后发现防喘振阀FV01657存在内漏情况。

图2 修改后的阀座图纸

3 调节阀阀门内漏位置的检查

FV01657阀门下线后进行打压试验，发现阀门内漏主要有三个方面：一是平衡密封环与阀芯活塞处泄漏，二是阀芯与阀座密封面处泄漏，三是阀座与阀体连接螺纹处泄漏。

在对阀门拆检过程中发现阀芯导向柱与阀座之间存在摩擦，导致阀芯、阀座损坏，从而产生泄漏。平衡密封环单边磨损严重，密封效果差，产生泄漏，阀座与阀体连接螺纹处泄漏。根据这三个泄漏点的位置，我们分别制定了相应的改造方案进行维修处理。

4 处理措施

4.1 平衡密封环处理措施

原装平衡密封环是德国进口配件，价格昂贵，且供货周期长，不能满足我们开车需要。

经过仔细的测量和分析后，决定采用四氟材料加工密封支撑环，并在四氟上制作凹槽，在凹槽内安装丁晴橡胶环组合密封形式。这样就由一个刮油环（导向环）、一个骨架、两个挡圈、两个丁晴橡胶环组成一套密封件。刮油环起导向作用，骨架和挡圈起到支撑和定位作用，丁晴橡胶环提供预紧力和密封作用。密封环上压紧螺钉通过压紧环使丁晴橡胶产生弹性形变，达到丁晴橡胶环与套筒成配合对偶，产生密封效果。

四氟材料的使用温度范围是-50～200 ℃，丁晴橡胶的使用温度范围是-54～200 ℃，工作压力在0～45 MPa，往复速度≤1 m/s，两种材料均可以满足工艺工况的需要。

4.2 阀芯的维修

V型阀芯是由导向柱、节流面、密封面、平衡缸组成。阀芯导向柱磨损痕迹比较深，直接车削不仅会减小阀芯的面积，增大流通量，还影响阀门的流量特性。经过对阀芯材质的分析与了解，阀芯材质为德国牌号WN1.4006，相当于国内的马氏体不锈钢1CR13。

经过研究后决定采用D507焊丝堆焊处理，然后重新车削。我们使用平衡缸沁水均温的方法，防止因堆焊时产生局部高温，引起阀芯变形。

4.3 阀座的改造与维修

（1）阀座的设计。在对阀座和阀体仔细研究观察测量以后，决定加工一个新阀座，来克服这一难点。

图2是参照原来阀座进行绘制，并在此基础上更改了阀座与阀体的密封形式,将原来的50°锥面密封更改为螺纹压垫式密封。

（2）阀座材质的选择。根据阀门数据表中的信息，得知阀座材质为德国牌号WN1.4006，相当于国内的马氏体不锈钢1CR13。考虑到经济性选用现有的材料2CR13棒材进行加工。