上海滬工閥門廠（集團）有限公司
摘要：介紹尿素裝置中幾個重點高溫、高壓部位調節閥在應用中經常出現的故障現象，對故障原因進行分析，通過技術改造消除故障。
關鍵詞：尿素裝置；調節閥；技術改造
中國石油寧夏石化公司有 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調節閥 1200 余臺。自動調節閥運行是否穩定是制約裝置安全穩定運行的重要因素，尤其是尿素裝置高溫、高壓、易結晶等原因，導致調節閥經常出現故障，壽命縮短，檢修頻繁，影響裝置穩定運行。為確保裝置安穩運行，消除制約長周期運行的瓶頸，結合工藝狀況和調節閥的實際使用情況進行技術攻關和技術改造，收到了較好的效果。
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用環境是高溫、大壓差、易結晶，由于環境的惡劣導致閥桿易斷裂，填料易泄漏，自裝置投產以來，多次出現故障，引起裝置停車。通過對工藝狀況和調節閥結構進行分析，認為引起故障的主要原因為：① 閥桿懸空太長，當閥芯端受到嚴重的不平衡力時，閥桿易折斷或彎曲；② 導向套配合過緊，易從填料底部的閥桿與導向套配合部位斷裂；③ 閥腔內氣蝕現象嚴重，未經特殊處理的閥桿、閥芯易被損壞。
為解決存在的問題，采用以下技術改造：① 制作了一個由 4 根均勻分布的加強筋為支撐的圓柱體，鑲嵌在閥腔體內，讓閥芯活動范圍限定在圓柱體內。② 加粗閥桿，將填料底部的導向金屬套內徑擴大并加長。③ 要求閥門供應廠對閥桿、閥芯進行滲氮特殊處理。
經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 個月延長到 2a 多未出現任何故障，直至大檢修時才更換內件，達到了改造預期效果，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有 9 只三通旋塞閥，經常因四氟襯套破裂而內漏，需停止造粒、更換三通旋塞閥襯套，并對大顆粒裝置進行清床處理。由于介質為尿液易結晶，清床處理難度較大，再加上環境惡劣，清床時十分辛苦。為延長三通旋塞閥使用壽命，減少檢修次數，對三通旋塞閥使用環境和內部結構進行認真分析，認為引起四氟襯套破裂內漏的主要原因為：① 更換襯套時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，導致閥門內漏；③ 閥體出口管線采用 ø10mm 盤管伴熱效果不佳，尿液易結晶，堵塞管道和閥門。
針對以上原因，研究決定進行以下技術改造：① 在檢修時間滿足的情況下，每次檢修三通旋塞閥時，一定做到將閥門整體下線，并用 0.4MPa 蒸汽對閥體加熱進行襯套更換，在更換襯套時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 將閥芯原來設計的開孔窗口改為多孔網眼狀，避免閥芯轉動時襯套被割裂。閥芯改造前后結構形狀如圖 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構如圖 3。
圖 2 閥芯改造前后結構形狀示意
圖 3 改造后的夾套伴熱結構示意
3 一尿素二氧化碳壓縮機防喘振閥
一化肥尿素裝置二氧化碳壓縮機防喘振閥是二氧化碳壓縮機四段打回流入一段入口的防喘振調節閥，正常生產過程中要求此閥處于完全關閉狀態才能保證進人尿素合成系統的 CO2 量。然而在壓縮機剛沖轉的過程中，由于機組系統的震動和閥體自身由開啟狀態至逐漸關閉的過程中所產生的震動等原因，該閥經常出現故障，調節失控、系統停車。造成該閥失控的主要原因有：① 原調節閥膜頭彈簧作用力不足，閥門關不到位，容易引起內漏；② 閥桿太細，稍加預緊力就容易彎曲；③ 電氣閥門定位器固定在膜頭上，由于震動容易產生漂移，致使閥門關不到位。
針對以上原因，經過對工藝情況和該閥的安裝運行環境進行分析，并與二化肥尿素裝置四回一防喘振閥比較，認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 臺閥門進行安裝試驗，完全克服了原調節閥存在的缺陷，保證了閥門關閉時無泄漏，又保證了壓縮機跳車時閥門能瞬時打開、不引起壓縮機喘振。該閥自更換以來 2a 多未出現過任何故障，徹底解決了此閥失控的問題。
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，膜頭內幾個彈簧常無規則地纏繞在一起，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水平放置的狀態不易錯位、纏繞。
5 其他調節閥
近幾年在尿素裝置中還進行了其他一些調節閥的技術改造，其中包括一化肥尿素裝置蒸汽調節閥的結構更換，解決了因閥腔內產生不平衡力使閥桿旋轉易斷的問題；一化肥尿素裝置造粒控制閥襯套的國產化，解決了襯套依賴進口的問題；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。