催化裂化装置滑阀电液执行机构运行故障分析

        我厂催化装置现用的12台电液执行机构分别由兰州石油化工公司机械厂（共7台）和九江机械厂（共5台）生产的。虽然生产厂家不同，但是工作原理是大同小异的。电液执行机构调节阀位的主要原理是在具备正常操作条件下，接收到DCS控制室发出的4～20mA控制信号和位移传感器传来的4～20mA阀位信号，被ISA控制器同步实时采集，在ISA控制器内部进行比较、PID运算和功率放大，最终输出电液比例阀PSV的驱动电流，驱动比例阀阀芯动作，产生液压流量，控制油压在油缸内活塞两端的压力不平衡达到开阀或关阀的动作，并通过位移传感器POT形成位置闭环，最终使阀位处于稳定位置。
        1 电液执行机构的结构及主要特点
        本文以兰州石油化工机械厂生产的LBZN型滑阀电液执行机构为例。
        1.1 LBZN滑阀电液执行机构的主要控制部件与结构
        LBZN滑阀电液执行机构见图1。主要由以下部件构成。
        1）ISA控制器及其辅助部件（红外遥控器、电气控制箱、接线箱等）。
        2）油源及液压控制回路，包括液位/温度开关、压力传感器、卸荷电磁阀、点动电磁阀、电液比例阀、电机－泵组合等。
        3）执行机构，包括油缸、手动机构、位移传感器等。
        1.2 LBZN滑阀电液执行机构具有的主要特点
        1）使用了智能化的ISA控制器，使阀门控制和综合管理功能得到大幅度提升。
        2）通过红外遥控器，用户可以在不打开防爆箱门的情况下，设置和浏览各种控制和运行参数充分保证了设备和装置的防爆安全性。
        3）采用定量泵，以间歇或连续方式运行，降低系统能耗，延长了泵的使用寿命。
        4）具有手动、点操和调节三种阀位控制方式，三种方式独立并联，增加了产品的整体可靠性。
        5）使用高性能电液比例阀，显著提高系统的抗油液污染能力。
        2 滑阀电液执行机构运行中的问题和处理方法
        1）在2010年我厂催化装置生产运行当中，塞法的LBZN滑阀电液执行机构高压输油管内不断地受到油压的冲击频繁抖动，最终致使高压输油管破裂，最严重的是导致润滑油泵出口管线剧烈的抖动导致接头崩开无法建立油压，而且长此以往下去，不仅会造成输油管多次破裂还有可能造成电液执行机构ISA控制器内的电液比例阀损坏。经过现场观察和分析发现，高压油管的频繁抖动是由于执行机构在不断地给液压缸内补压，以保证阀体的实际阀位与操作给定阀位相近并稳定而造成的。所以要减缓输油管的抖动就得减缓电液执行机构对给定阀位的调节灵敏度。经过多次的测试，在保证塞阀正常工作的情况下，适当地调整了电液执行机构的PID值，从而降低了调节灵敏度，大大延长了高压输油管的使用寿命。
        2）在2011年9月初，我厂催化装置塞阀突然关闭，导致一再反应器催化剂藏量突然上升，一二再反应器催化剂流化紊乱，最终造成装置非计划停工。经过现场的检查和分析，发现导致塞阀突然关闭是由于塞阀的电液执行机构ISA控制器内的电液比例阀PSV被铁屑卡死造成的［1］。LBZN型滑阀电液执行机构的电液比例阀PSV是通过阀芯动作产生液压流量来控制油缸动作的，如果比例阀阀芯处在向油缸提供液压流量来关闭滑阀的时候卡死，它就会一直保持让滑阀关闭的状态，最终导致装置停工。
        为保证不会出现此类问题的再次发生，我们首先将滑阀电液执行机构管路及关键部件进行了冲洗，将制造加工中遗留的杂质清理干净，并且要求操作工在加注润滑油的过程中一定要严格执行润滑油三级过滤的加注标准。

图1 LBZN滑阀电液执行机构———控制系统

        3 电液执行机构依然存在的问题及解决办法
        我厂滑阀电液执行机构目前还存在以下几方面的问题有待解决。
        1）兰州石油化工机械厂生产的LBZN滑阀电液执行机构有一大特点就是通过红外遥控器，用户可以在不打开防爆箱门的情况下，设置和浏览各种控制和运行参数充分保证设备和装置的防爆安全性。但是当装置操作工巡检发现电液执行机构漏油等问题时，只能是赶快联系专业技术人员或电工来停泵，这样会造成严重的润滑油泄漏或者设备损坏。
        拟解决办法：为电液执行机构润滑油泵加设操作柱。
        2）我厂催化装置使用的电液执行机构设计时采用的是双泵配置，也就是有两台润滑油泵可以切换使用，这也可以保证当电液执行机构的油泵一台出现问题的时候可以切换到另一台来保证滑阀的正常使用。但是九江机械厂生产的电液执行机构在切换油泵过程中发现，必须要将备用泵的出口阀关闭才能启动主泵，否则会导致润滑油泵倒转。
        拟解决办法：润滑油泵出口加设单向阀。
        4 结束语
        随着重油催化裂化技术的不断发展，装置运行周期的延长，对滑阀的调节性能、耐高温、耐磨损和低故障运行提出了更高的设计要求，电液滑阀具有操作正常、运行良好、动作灵敏、响应速度快等优点，大大地保证了重油催化裂化的长周期运行，但是在使用过程中依然存在部分问题有待解决。
        参照文献
        ［1］张弓.超高速电液比例阀的研究［D］.成都：西南交通大学，2009.