輸送尿素的閥門

                          上海申弘閥門有限公司

   上海申弘閥門有限公司2 套大型合成氨裝置和 2 套大型尿素裝置，共有參與控制的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥 1200 余臺。自動(dòng)調(diào)節(jié)閥運(yùn)行是否穩(wěn)定是制約裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素，尤其是尿素裝置高溫、高壓、易結(jié)晶等原因，導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥經(jīng)常出現(xiàn)故障，壽命縮短，檢修頻繁，影響裝置穩(wěn)定運(yùn)行。為確保裝置安穩(wěn)運(yùn)行，消除制約長周期運(yùn)行的瓶頸，結(jié)合工藝狀況和調(diào)節(jié)閥的實(shí)際使用情況進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)改造，收到了較好的效果。我公司尿素裝置是一種引進(jìn)的氨汽提節(jié)能工藝裝置,而調(diào)節(jié)閥HV-09203是尿素合成塔的出口控制閥。由于該閥門多次出現(xiàn)故障造成停車,嚴(yán)重影響了尿素裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 一尿素汽提塔液位控制閥

一化肥尿素裝置汽提塔液位控制閥的應(yīng)用環(huán)境是高溫、大壓差、易結(jié)晶，由于環(huán)境的惡劣導(dǎo)致閥桿易斷裂，填料易泄漏，自裝置投產(chǎn)以來，多次出現(xiàn)故障，引起裝置停車。通過對工藝狀況和調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，認(rèn)為引起故障的主要原因?yàn)椋孩?閥桿懸空太長，當(dāng)閥芯端受到嚴(yán)重的不平衡力時(shí)，閥桿易折斷或彎曲；② 導(dǎo)向套配合過緊，易從填料底部的閥桿與導(dǎo)向套配合部位斷裂；③ 閥腔內(nèi)氣蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，未經(jīng)特殊處理的閥桿、閥芯易被損壞。

為解決存在的問題，采用以下技術(shù)改造：① 制作了一個(gè)由 4 根均勻分布的加強(qiáng)筋為支撐的圓柱體，鑲嵌在閥腔體內(nèi)，讓閥芯活動(dòng)范圍限定在圓柱體內(nèi)。② 加粗閥桿，將填料底部的導(dǎo)向金屬套內(nèi)徑擴(kuò)大并加長。③ 要求閥門供應(yīng)廠對閥桿、閥芯進(jìn)行滲氮特殊處理。

經(jīng)改造后的汽提塔液位控制閥，解決了閥桿易斷的問題，閥門的壽命也由原來的 2~3 個(gè)月延長到 2a 多未出現(xiàn)任何故障，直至大檢修時(shí)才更換內(nèi)件，達(dá)到了改造預(yù)期效果，保證了裝置長周期，降低了檢修成本，提高了效益。

2 二尿素三通旋塞閥

二化肥尿素裝置造粒系統(tǒng)有 9 只三通旋塞閥，經(jīng)常因四氟襯套破裂而內(nèi)漏，需停止造粒、更換三通旋塞閥襯套，并對大顆粒裝置進(jìn)行清床處理。由于介質(zhì)為尿液易結(jié)晶，清床處理難度較大，再加上環(huán)境惡劣，清床時(shí)十分辛苦。為延長三通旋塞閥使用壽命，減少檢修次數(shù)，對三通旋塞閥使用環(huán)境和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)真分析，認(rèn)為引起四氟襯套破裂內(nèi)漏的主要原因?yàn)椋孩?更換襯套時(shí)對工件用力不勻易使安裝后的襯套變形，閥芯與襯套不能很好的密封；② 閥門動(dòng)作過程中，由于閥芯開窗孔部位過大，易使襯套被割爛損壞，導(dǎo)致閥門內(nèi)漏；③ 閥體出口管線采用 ø10mm 盤管伴熱效果不佳，尿液易結(jié)晶，堵塞管道和閥門。

針對以上原因，研究決定進(jìn)行以下技術(shù)改造：① 在檢修時(shí)間滿足的情況下，每次檢修三通旋塞閥時(shí)，一定做到將閥門整體下線，并用 0.4MPa 蒸汽對閥體加熱進(jìn)行襯套更換，在更換襯套時(shí)用自制的龍門架在閥體上面用千斤頂勻速加壓安裝，保證更換后的襯套均勻完好。② 將閥芯原來設(shè)計(jì)的開孔窗口改為多孔網(wǎng)眼狀，避免閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)襯套被割裂。閥芯改造前后結(jié)構(gòu)形狀如圖 2。③ 將閥體后管線由原來的 ø10mm 盤管伴熱改為夾套伴熱，提高伴熱效果。改造后的夾套伴熱結(jié)構(gòu)如圖 3。3 一尿素二氧化碳壓縮機(jī)防喘振閥

一化肥尿素裝置二氧化碳壓縮機(jī)防喘振閥是二氧化碳壓縮機(jī)四段打回流入一段入口的防喘振調(diào)節(jié)閥，正常生產(chǎn)過程中要求此閥處于*關(guān)閉狀態(tài)才能保證進(jìn)人尿素合成系統(tǒng)的 CO2 量。然而在壓縮機(jī)剛沖轉(zhuǎn)的過程中，由于機(jī)組系統(tǒng)的震動(dòng)和閥體自身由開啟狀態(tài)至逐漸關(guān)閉的過程中所產(chǎn)生的震動(dòng)等原因，該閥經(jīng)常出現(xiàn)故障，調(diào)節(jié)失控、系統(tǒng)停車。造成該閥失控的主要原因有：① 原調(diào)節(jié)閥膜頭彈簧作用力不足，閥門關(guān)不到位，容易引起內(nèi)漏；② 閥桿太細(xì)，稍加預(yù)緊力就容易彎曲；③ 電氣閥門定位器固定在膜頭上，由于震動(dòng)容易產(chǎn)生漂移，致使閥門關(guān)不到位。

針對以上原因，經(jīng)過對工藝情況和該閥的安裝運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行分析，并與二化肥尿素裝置四回一防喘振閥比較，認(rèn)為與二化肥尿素裝置四回一防喘振閥同類型的閥門能滿足要求，并選購了 1 臺閥門進(jìn)行安裝試驗(yàn)，*克服了原調(diào)節(jié)閥存在的缺陷，保證了閥門關(guān)閉時(shí)無泄漏，又保證了壓縮機(jī)跳車時(shí)閥門能瞬時(shí)打開、不引起壓縮機(jī)喘振。該閥自更換以來 2a 多未出現(xiàn)過任何故障，*解決了此閥失控的問題。調(diào)節(jié)閥(圖1)自1989年使用以來,多次出現(xiàn)閥桿斷裂,銷釘脫落,密封面腐蝕嚴(yán)重,性能不能滿足生產(chǎn)要求等問題,造成系統(tǒng)周期性停車,影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定生產(chǎn)。根據(jù)多次出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析,閥桿斷裂有許多原因。

①閥桿直徑尺寸偏小,機(jī)械強(qiáng)度不能滿足要求。

②由于蝶板與閥桿系銷釘連結(jié),閥桿在鉆孔和銷釘裝入后產(chǎn)生的應(yīng)力,造成閥桿因應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。

③閥桿單向定位不好,造成閥桿竄動(dòng)而使蝶板與閥體產(chǎn)生摩擦,從而產(chǎn)生的作用力作用在閥桿上,造成閥桿斷裂。

另外,執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力不夠,穩(wěn)定性差,造成高溫高壓介質(zhì)高頻振動(dòng)直接作用在閥桿與蝶板配合系上,造成閥桿和蝶板配合系失效。

閥門名稱	閥門類型	介質(zhì)名稱	壓力等級	公稱通徑	數(shù)量	執(zhí)行方式	連接方式	材質(zhì)	備注
			PN	DN
蒸汽母管	截止閥	低壓蒸汽	16	50	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶解罐蒸汽管道閥	電動(dòng)截止閥	低壓蒸汽	16	50	1	電動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶解罐蒸汽管道入口閥	截止閥	低壓蒸汽	16	50	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液儲罐蒸汽管道閥	電動(dòng)截止閥	低壓蒸汽	16	50	1	電動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液儲罐蒸汽管道入口閥	截止閥	低壓蒸汽	16	50	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶解罐蒸汽出口閥	截止閥	低壓蒸汽	16	50	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶解罐蒸汽出口疏水閥	疏水閥	低壓蒸汽	16	50	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液儲罐蒸汽出口閥	截止閥	低壓蒸汽	16	50	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液儲罐蒸汽出口疏水閥	疏水閥	低壓蒸汽	16	50	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶解罐底部放空閥	截止閥	40%尿素溶液	16	65	1		法蘭	SS
循環(huán)輸送泵A入口	截止閥	40%尿素溶液	16	65	1	手動(dòng)	法蘭	SS
循環(huán)輸送泵B入口	截止閥	40%尿素溶液	16	65	1	手動(dòng)	法蘭	SS
循環(huán)輸送泵A入口	Y過濾器	40%尿素溶液	16	65	1	手動(dòng)	法蘭	SS
循環(huán)輸送泵B入口	Y過濾器	40%尿素溶液	16	65	1	手動(dòng)	法蘭	SS
循環(huán)輸送泵A入口排空	截止閥	40%尿素溶液	16	40	1	手動(dòng)	法蘭	SS
循環(huán)輸送泵B入口排空	截止閥	40%尿素溶液	16	40	1	手動(dòng)	法蘭	SS
循環(huán)輸送泵A出口	止回閥	40%尿素溶液	16	50	1	手動(dòng)	法蘭	SS
循環(huán)輸送泵B出口	止回閥	40%尿素溶液	16	50	1	手動(dòng)	法蘭	SS
循環(huán)輸送泵A出口	截止閥	40%尿素溶液	16	50	1	手動(dòng)	法蘭	SS
循環(huán)輸送泵B出口	截止閥	40%尿素溶液	16	50	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液儲罐底部放空閥	截止閥	40%尿素溶液	16	80	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液輸送泵A入口	截止閥	40%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液輸送泵B入口	截止閥	40%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液輸送泵A入口	Y過濾器	40%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液輸送泵B入口	Y過濾器	40%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液輸送泵A入口排空	截止閥	40%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液輸送泵B入口排空	截止閥	40%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液輸送泵A出口	止回閥	40%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液輸送泵B出口	止回閥	40%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液輸送泵A出口排空	截止閥	40%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液輸送泵B出口排空	截止閥	40%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液輸送泵A出口	截止閥	40%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液輸送泵B出口	截止閥	40%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液輸送泵出口母管回流調(diào)節(jié)	自力式壓力調(diào)節(jié)閥	40%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS	閥前控制，閥前壓力0.7MPa
尿素溶液輸送泵出口母管回流	截止閥	40%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶解罐補(bǔ)水閥	截止閥	稀釋水	16	40	1	手動(dòng)	法蘭	SS
循環(huán)輸送泵A沖洗閥	截止閥	稀釋水	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
循環(huán)輸送泵B沖洗閥	截止閥	稀釋水	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
稀釋水箱來水手動(dòng)調(diào)節(jié)	球閥	稀釋水	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
稀釋水箱入口	Y過濾器	稀釋水	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
稀釋水箱入口關(guān)斷閥	電磁閥	稀釋水	16	25	1	電動(dòng)	法蘭	SS
稀釋水箱放空閥	截止閥	稀釋水	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
稀釋水泵A 入口過濾器前	截止閥	稀釋水	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
稀釋水泵B 入口過濾器前	截止閥	稀釋水	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
稀釋水泵A 入口	Y過濾器	稀釋水	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
稀釋水泵B 入口	Y過濾器	稀釋水	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
稀釋水泵A 入口排空	截止閥	稀釋水	16	10	1	手動(dòng)	螺紋	SS
稀釋水泵B 入口排空	截止閥	稀釋水	16	10	1	手動(dòng)	螺紋	SS
稀釋水泵A 出口止回閥	止回閥	稀釋水	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
稀釋水泵B 出口止回閥	止回閥	稀釋水	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
稀釋水泵A 出口	截止閥	稀釋水	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
稀釋水泵B 出口	截止閥	稀釋水	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
稀釋水泵A 出口排空	截止閥	稀釋水	16	10	1	手動(dòng)	螺紋	SS
稀釋水泵B 出口排空	截止閥	稀釋水	16	10	1	手動(dòng)	螺紋	SS
稀釋水泵出口母管回流調(diào)節(jié)	自力式壓力調(diào)節(jié)閥	稀釋水	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS	閥前控制，閥前壓力0.7MPa
稀釋水泵出口母管回流	截止閥	稀釋水	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
稀釋水泵出口至混合器	截止閥	稀釋水	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
稀釋水泵出口至混合器流量調(diào)節(jié)閥	流量控制球閥	稀釋水	16	25	1	電動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液輸送泵出口至混合器	截止閥	40%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
尿素溶液輸送泵出口至混合器流量調(diào)節(jié)閥	流量控制球閥	40%尿素溶液	16	25	1	電動(dòng)	法蘭	SS
混合器至左旋風(fēng)	截止閥	10%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
混合器至右旋風(fēng)	截止閥	10%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
左旋風(fēng)尿素溶液自動(dòng)開關(guān)閥前	截止閥	10%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
左旋風(fēng)尿素溶液母管關(guān)斷閥	電磁閥	10%尿素溶液	16	25	1	電動(dòng)	法蘭	SS
左旋風(fēng)尿素溶液自動(dòng)開關(guān)閥后	截止閥	10%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
左旋風(fēng)尿素溶液自動(dòng)開關(guān)閥旁路	截止閥	10%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
壓縮空氣去左旋風(fēng)噴射區(qū)關(guān)斷閥	球閥	雜用氣	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
壓縮空氣去左旋風(fēng)噴射區(qū)壓力調(diào)節(jié)閥	自力式壓力調(diào)節(jié)閥	雜用氣	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
壓縮空氣去左旋風(fēng)噴射止回閥	止回閥	雜用氣	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
右旋風(fēng)尿素溶液自動(dòng)開關(guān)閥前	截止閥	10%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
右旋風(fēng)尿素溶液母管關(guān)斷閥	電磁閥	10%尿素溶液	16	25	1	電動(dòng)	法蘭	SS
右旋風(fēng)尿素溶液自動(dòng)開關(guān)閥后	截止閥	10%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
右旋風(fēng)尿素溶液自動(dòng)開關(guān)閥旁路	截止閥	10%尿素溶液	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
壓縮空氣去右旋風(fēng)噴射區(qū)關(guān)斷閥	球閥	雜用氣	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
壓縮空氣去右旋風(fēng)噴射區(qū)壓力調(diào)節(jié)閥	自力式壓力調(diào)節(jié)閥	雜用氣	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
壓縮空氣去右旋風(fēng)噴射止回閥	止回閥	雜用氣	16	25	1	手動(dòng)	法蘭	SS
SNCR系統(tǒng)壓縮空氣母管關(guān)斷閥	球閥	壓縮空氣	1.6	80	1	手動(dòng)	法蘭	SS
壓縮空氣罐入口止回閥	止回閥	壓縮空氣	1.6	80	1	手動(dòng)	法蘭	SS
壓縮空氣罐安全釋放閥	安全釋放閥	壓縮空氣	1.6	80	1	手動(dòng)	法蘭	SS	壓縮空氣儲罐自帶
壓縮空氣罐排污閥	截止閥	壓縮空氣	1.6	10	1	手動(dòng)	螺紋	SS	壓縮空氣儲罐自帶
壓縮空氣罐出口關(guān)斷閥	球閥	壓縮空氣	1.6	40	1	手動(dòng)	法蘭	SS
壓縮空氣罐出口排污閥	截止閥	壓縮空氣	1.6	25	1	手動(dòng)	螺紋	SS
壓縮空氣罐出口母管過濾器	Y過濾器	壓縮空氣	1.6	40	1	手動(dòng)	法蘭	SS
				共計(jì)	83

4 二尿素汽提塔出料閥

二化肥尿素裝置汽提塔出料閥為雙膜頭控制閥，膜頭彈簧較長，彈簧支座剛性較差，易變形，再加上該閥是水平安裝，彈簧易倒俯，膜頭內(nèi)幾個(gè)彈簧常無規(guī)則地纏繞在一起，將膜片割爛，膜頭漏氣，閥門失控。為有效地解決這一問題，將彈簧支座由普通鋼更換為剛性較好的 45# 鋼材并進(jìn)行熱處理，在彈簧支座部位加工了一支撐工件與支座焊牢，用來固定彈簧，保證了彈簧在膜頭內(nèi)水平放置的狀態(tài)不易錯(cuò)位、纏繞。

5 其他調(diào)節(jié)閥

近幾年在尿素裝置中還進(jìn)行了其他一些調(diào)節(jié)閥的技術(shù)改造，其中包括一化肥尿素裝置蒸汽調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)更換，解決了因閥腔內(nèi)產(chǎn)生不平衡力使閥桿旋轉(zhuǎn)易斷的問題；一化肥尿素裝置造粒控制閥襯套的國產(chǎn)化，解決了襯套依賴進(jìn)口的問題；一化肥尿素裝置合成塔出料閥閥桿加粗措施，解決了原來閥桿易斷的問題。調(diào)節(jié)閥改進(jìn)后,使用效果良好,滿足了生產(chǎn)的需要,使用周期由原來的3個(gè)月延長到一年以上,為尿素系統(tǒng)安全穩(wěn)定生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。與本文相關(guān)的論文有：閥門在燃?xì)夤艿赖膽?yīng)用