8年未细检的反馈杆,成为近百万吨装置停工的根源!

文摘   2024-11-09 07:01   陕西  

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在化工行业,设备的安全与稳定性至关重要。某单位的80万吨/年重油催化裂化装置自1988年投产以来,经历了多次技术升级与维护。然而,一次突发事件却暴露了设备管理中的隐患,再生滑阀反馈杆的失灵导致装置意外停工,给生产带来了巨大的损失。这一事件不仅是一次设备故障,更是对我们在日常维护与检查中的警醒。

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某单位80万吨/年重油催化裂化装置(简称2#催化)装置是由中国石油化工总公司某设计院设计,1988年12月21日进行试生产,并通过国家验收。装置包括反应再生、烟气能量回收、产品分馏、吸收稳定和污水预提升五个部分。

再生滑阀TV1101位于再生器斜管上,介质为催化剂,操作温度为200℃,操作压力0.18MPa。

仪表情况:再生滑阀TV1101;型号:BDY-9-F2Ⅱ;厂家:某阀厂;投用日期2010年8月;TV1101反馈杆回讯信号引入现场滑阀控制柜内。

01
故障描述及处理过程

 故障前工艺情况:

故障前,再生滑阀压降PDIC1102指示正常稳定,反再压差(反应器与再生器之间压差,也称两器差压)自保指示正常稳定,反应器温度TC1101指示正常稳定。具体历史趋势如图1-1所示。

图1 历史趋势
图中:

  • 蓝色曲线:PDIC1102.DACA.PV,再生滑阀压降差压。

  • 紫色曲线:PDI1103D.DACA.PV,两器差压指示。

  • 红色曲线:TC1101.DACA.PV,提升管出口温度指示。

  • 黄色曲线:TC1101.PIDA.OP,提升管出口温度控制阀位。

  • 绿色曲线:ZI1104,再生滑阀开度反馈。


 故障现象描述:

2018年6月19日14时22分,2#催化装置两器差压联锁启动,切断进料,装置联锁停工。


 影响范围:

两器差压联锁动作后,车间立即启动装置联锁自保停工应急预案,反再切断两器造成催化剂不流动,再生器单独流化并保持料位,分馏系统维持三路循环,稳定三塔循环,产品停止外送,确保装置安全停工。同时,组织排查两器差压联锁启动原因。


 仪表及系统处理过程:

经检查发现再生滑阀反馈杆内部组件脱落,引起反馈失灵,再生滑阀关闭。将反馈杆拆下后,发现有划伤,无法继续使用;领用新的反馈杆,并将销钉及螺纹处点焊,安装反馈杆后进行手动调试,合格后投用该阀门,装置开工。


 故障性质:

仪表阀门设备本体故障造成装置停工事件。

02
故障原因分析

 故障前仪表可靠性评价:

再生滑阀位移传感器连杆与传感器内件连接采用螺纹连接,同时使用销钉防止脱落。此种连接形式无法保证现场振动工况下反馈杆连接可靠性,易造成阀门误动作,存在隐患。脱落反馈杆如图2所示。完好反馈杆如图3所示。现场设备状况如图4所示。

图2 脱落反馈杆

图3 完好反馈杆

图4 现场设备图


 失效分析:

该反馈杆已使用8年时间,在之前的停检中未对该反馈杆进行细致检查,在2017年停检中,对2#催化装置整个反再系统进行了更换。开工后再生斜管存在较大振动,导致反馈杆销钉脱落、螺纹松动,最终整个反馈杆松脱引发联锁。

  • 直接原因:

再生滑阀反馈杆内部组件脱落,引起再生滑阀反馈失灵。再生滑阀关闭,流化中断,沉降器压力降低,进而触发两器差压联锁启动。

  • 间接原因:

a.再生滑阀反馈元件存在质量缺陷。

再生滑阀位移传感器连杆与其内件采用螺纹连接,同时使用销钉防止脱落。此种连接形式无法保证现场振动工况下反馈杆连接可靠性。

b.再生斜管振动。

再生滑阀位于装置反再框架3层,现场再生斜管振动,导致反馈杆内部连接件销钉脱落、螺纹松动,从而导致松脱。

  • 管理原因:

仪表维护人员对阀门的机械构造掌握欠缺,缺乏对仪表重点部位及易故障部位足够的了解,在阀门日常运行、维护重点管控上有短板;技术人员风险识别不到位,没有识别出该销钉会脱落及脱落后会造成装置停车的风险,对重要阀门知识掌握不足导致未提出合理的预知维修方案。

03
防范措施及建议

 经验总结:

经排查,目前公司有同类型滑阀26台。仪表车间立即组织对此类反馈结构滑阀进行全面检查,消除隐患。

整改情况:

2#催化:共有滑阀5台。再生滑阀、待生滑阀、上滑阀、循环滑阀反馈杆无问题;下滑阀反馈杆销钉已经脱落,螺纹开始松动,重新拧紧并增加销钉。将5台滑阀反馈杆螺纹及销钉处全部进行点焊。

3#催化:共12台滑阀,含大小旁路阀,检查无问题,螺纹及销钉处全部进行点焊。

4#催化:共9台滑阀,反馈杆结构与2#催化不同,没有类似隐患。对外部连接做了检查,无问题。


 防范措施:

对同类型滑阀按周期进行检查,保证不能再出类似问题。


 改进建议:

对同类型滑阀的反馈结构重新选型,从根本上消除隐患。

04
知识拓展

电液滑阀工作原理:

由电气控制系统,比例电磁阀、伺服油缸、油泵以及作为反馈元件的内置式磁致伸缩位移传感器组成的典型的比例电液位置自动控制系统,如图5所示。

电气控制系统输入端接受4~20mA输入信号,经过隔离器的主控信号同位移传感器测得现场实际阀位信号(反馈信号)在PLC(可编程逻辑控制器)中比较运算,经比例放大器输出PWM(脉冲宽度调制)电流的线性功率信号驱动电磁比例阀,控制油缸的运动方向,通过机械连杆传动带动控制机构运动,直到主控信号和反馈信号之差值为零,这时比例阀的控制电流等于零,比例阀的阀芯处于中位,无液压油输出,油缸中的活塞停留在与输入信号相对应的位置上,从而达到电液位置自动控制的目的。

图5 电液滑阀的电液比例位置控制系统框图


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