硫磺回收制硫燃烧炉主风线调节阀故障分析

崔云龙

（中海石油炼化有限责任公司，广东 惠州 516086）

1 燃烧炉主风线调节阀介绍

阀门为Venessa 3000系列三偏心调节蝶阀。设计参数如表1所示。

现场安装情况，如图1所示。

控制方案：开工模式下，引瓦斯和酸性气进制硫燃烧炉，AAG酸性气和SWS酸性气进炉量加和，与瓦斯进炉量进行配比，控制阀门开度，调节主风量进制硫燃烧炉。正常生产时，瓦斯停用，AAG酸性气和SWS酸性气进炉量加和，根据酸性气总量进行配风，控制阀门开度，调节主风量进制硫燃烧炉。如图2所示。

图2 炉头配风控制方案

2 故障现象

2016年6月5号早上6点17分，内操给阀门114-FV-1030关闭5%信号，风量急速下降，如图3所示。而后，内操继续给阀门打开1%信号，慢慢增加阀门开度，阀门没有动作，风量继续下降，接近停炉联锁值。

通过故障现象及调节阀自动控制状态下观察现场阀位，初步判断为调节阀卡涩或执行机构故障。由于阀门所在的位置为风机主风进制硫燃烧炉，其主要介质为空气，空气中的杂质导致调节阀卡涩的概率很低。经与工艺人员确认后，将联锁摘除，调节阀切出，进行处理。

3 处理过程

现场检查发现阀门气缸处漏风严重，阀门自动状态下，内操给阀门打开信号，阀门不动作。

图3 制硫燃烧炉总风量下降曲线

定位器切手动后，现场进行调试，阀门最大开度为78%。万用表测量电磁阀电压22.3V左右，电磁阀投用正常；测量DCS输出电流信号为4～20mA，通讯正常。判断阀门不动作原因为气缸内漏气所致，而后组织维保人员把阀门下线送吴忠检修。

拆检阀门时，发现气缸活塞密封圈已断裂。更换密封圈后，试压，阀门无泄露，阀门开关动作正常。回装完成后，对阀门进行单校、联校，校阀过程中发现定位器故障，数据全部丢失，无法正常自整定，更换定位器。根据在用的二系列114-FV-20301参数，设定后自整定正常完成，调试正常，投用正常。

4 故障分析

4.1 执行机构故障

制硫燃烧炉主风线调节蝶阀的执行机构为MORIN系列气动执行机构，该执行机构为单作用弹簧复位式。如图4所示。

图4 单作用弹簧返回执行机构

工作原理为：压缩空气进入气缸，推动拨叉式活塞运动，通过拨叉将活塞的直线运动转化为圆盘的旋转运动，圆盘带动输出轴转动，从而实现对阀门的控制。

分析密封圈断裂的原因是：仪表风通过过滤减压阀后进入到阀门执行机构的气缸中，作用在膜片上，在气源力的推动下，活塞杆做轴向运动。膜片密封圈起到保压的作用。阀门的动作过程中，密封圈与气缸壁紧密接触，但这种接触，受力是不均匀的。随着使用时间的增加，温度的变化及磨损等原因均能使密封性能下降。同时，此阀门执行机构膜片上的卡槽与密封圈并未严格匹配，阀门在动作的时候，密封圈会在密封槽里来回振荡，造成密封圈断裂。后联系测绘厂家重新制作密封圈。如图5所示。

图5 断裂的密封圈及膜片卡槽

4.2 DCS阀门输出与现场偏差较大的原因

阀门投用后，工艺反应：DCS显示阀门的开度为51%，流量为3507kg/H。而现场阀门的实际阀位为17.8%，偏差较大。根据最初的设计文件要求，阀门的流量特性为近似等百分比，定位器的转化特性为线性。在90%～100%负荷的情况下，阀门开度为45.1%，风量为7299kg/H。正常生产后，由于硫磺回收单元一系列的负荷只有45%左右，所以进炉子的风量比较小。如果按照设计要求设定阀门及定位器的参数，调节阀对于进炉风量是无法控制的。极有可能造成的结果就是阀门动作1%，风量瞬间增大或减小很作，造成生产波动。但阀门的流量特性无法更改，经部门仪表专业组讨论后，将定位器的转化特性改为等百分比。如此设定后，调节阀的实际阀位与DCS的输出不一致，属正常情况。表2为阀门定位器相关参数。

5 总结与建议

（1）将相类似的阀门添加到大检修计划中。随着装置运行时间的增加，关键部位的带联锁控制的仪表阀门都出现了不同程度的磨损及漏气的情况，在不影响平稳生产的情况下，工艺专业往往不会同意仪表专业对阀门经行处理。但一旦突发情况，承担的后果很严重。建议对重点部位的阀门做一个清理检查。

表2 阀门定位器主要参数设置

（2）目前部门操作人员更新较快，年轻员工较多，绝大多数对仪表的控制方案不了解。建议对重点部分的特殊控制方案编写一个对照表，供操作人员参考。（例如阀门流量的控制方案，有线性的，快开的，等百分比等形式，形成表格，一目了然）。

（3）下一次大检修时，针对送出厂维修的重点部位的仪表阀门要派专人看护，防止出现仪表设备实际上并没有检修或者检修不到位的情况。

（4）仪表专业针对重点仪表的数据要留有备份，不能仅仅备份PLC的数据，对于带联锁，带控制仪表的参数设置也要备份。