焦化塔底阀运行故障处理

    1 概述

    焦化塔底阀是一种安全、环保、可靠、便捷的特殊阀门，可以取代原有的焦炭塔底盲盖或塔底盖机，缩短了除焦辅助时间（可适当提高除焦温度，在每个结焦循环中，没有拆卸、清洁和组装要求），增加了产量，改善了作业条件和工作环境，使炼厂在焦化过程中获得最大收益。使用焦化塔底阀后，焦化装置改造成一个封闭的管线系统，使炼油设备在结焦循环中连续运行。

    2 性能

    2.1 结构特点

    焦化塔底阀（图1）采用平板闸阀结构，由上部进料段、下部排焦段、中间阀体（包括密封副等）、左右阀盖、中间支架、动力油缸、液压油站和逻辑控制箱等组成。焦化塔底阀的优点是结构紧凑，易于实现阀门全开状态下阀体与阀盖中腔的密封。中间阀体采用上下阀口均可做为检修口的方案，检修时可不拆卸带进料段的上法兰。上部进料段的法兰采用标准型凸凹面（更换垫片容易，不易损伤）或榫槽型结构，下部法兰采用非标准凸凹面结构。上下均可拆卸的法兰结构便于加工和安装，检修及更换密封件。

图1 焦化塔底阀阀体部分

    2.2 密封副

    焦化塔底阀的密封副（图2）由闸板和上下阀座组成，下阀座为固定结构，上阀座为浮动结构，可自动吸收膨胀与补偿收缩，保持闸板与阀座间的一定比压。压力由弹性组件提供。塔底阀弹性组件分为若干组，每组由螺柱、螺母、弹簧座和耐高温碟形弹簧等组成。高温时由于热膨胀，碟形弹簧压缩量增加，对动密封圈压力也增加，因此闸板与座圈之间的比压增大。开阀时由于温度降低，弹性元件恢复原有压缩量，因此不影响阀门的开启力。

    工作时阀盖内通蒸汽，蒸汽压力高于介质压力，蒸汽通过闸板与座圈间隙泄漏到焦炭塔内，起辅助密封作用。下阀座上表面安装的柔性密封圈可防止蒸汽泄漏到大气中。填料可防止介质热油（未结焦前）进入弹性组件结焦，影响弹簧正常工作。

1.下阀座 2.阀体 3.进料段 4.上固定阀座 5.弹性组件 6.填料 7.上浮动阀座 8.闸板 9.盘根

图2 密封副

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    2.3 主要技术指标

    塔底阀主要技术指标见表1。

表1 塔底阀主要技术指标

    2.4 结构改进

    塔底阀采用浮动密封加蒸汽辅助密封结构，驱动装置为大功率电液执行机构及逻辑联锁控制箱，增设了中间支架，使油缸杆不进入阀体内，便于更换填料，检修油缸，提高了阀门使用寿命。

    3 运行

    3.1 逻辑联锁

    电气逻辑控制箱采用继电器逻辑控制，主要是把塔底阀与焦化塔顶温度、塔顶压力、塔壁温度（中部）和塔进料温度等工艺参数进行逻辑联锁（图3），实施控制室和现场操作站两级授权操作，确保焦化塔底阀操作安全可靠。

    3.2 蒸汽运行方法

    根据实际操作运行确定焦化塔底阀吹扫方式及数据。

图3 逻辑联锁与蒸汽密封

    （1）采用0.1～0.35MPa过热蒸汽进行吹扫。蒸汽吹扫投用前，应打开蒸汽吹扫系统的所有排凝阀，进行彻底疏水。

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    （2）采用定压控制，要求阀吹扫蒸汽压力高于进料压力0.07～0.14MPa，由于阀门吹扫蒸汽压力范围比较大，实际操作中完全可行，现场操作过程容易掌握。在生焦阶段由于温度比较高，金属材料变形较大，提高蒸汽压力可以防止介质泄漏，冷焦阶段由于液体静水压容易泄漏，提高蒸汽压力保证内外压差缩小，防止冷焦水泄漏。在各个阶段，应及时调节蒸汽压力（表2），以达到节约蒸汽防止泄漏的目的。

表2 各阶段压力控制

    （3）在整个生产周期，焦炭塔内的温度、压力不断变化，蒸汽消耗量也会变化，应连续监控压差值和蒸汽耗量。这些数据可作为闸板与阀盖密封状况的诊断依据和计划停工检修的参考。

    （4）蒸汽消耗量

    焦化塔底阀的典型蒸汽耗量见表3。

表3 蒸汽消耗量  kg/h

    注：焦化塔底阀在全开与全关的过程中，压差值会为0。瞬时的蒸汽消耗量会骤增，这是由于蒸汽通过阀腔体瞬时泄压，属正常现象，时间为2～3min。

    4 故障处理

    （1）由于生产中受交变温度和焦炭形状的影响，焦炭容易粘在闸板上。塔底阀的开阀压力变化范围很大（8～25MPa），如遇到阀门粘滞的情况，应先用手压泵使闸板松动后，再改用液压动力单元操作打开阀门，或者在除焦结束后提高密封汽压力至0.4MPa连续开关阀门4次左右，充分清除闸板表面结焦为下次开阀做好准备。在最后一次关闭阀门后再手动回退约50mm（不可过多，过多容易造成泄漏），等到下一周期开阀时可先进行关闭阀门的动作，使闸板松动后再进行开阀动作（关阀力约为开阀力的2倍）。适当增加油缸缸径可以克服粘滞卡塞现象。

    （2）投用密封蒸汽时切净管线中的水分，当投入密封时没有必要投用两边疏水器，投用后蒸汽耗量明显增加，造成现场水汽比较大。密封蒸汽进入阀门后遇到高温，阀门不产生水分，疏水设备漏汽主要是下部管线冷凝水分导致。

    （3）若遇到检修时要一定检查闸板和密封副情况，如果平时生产中蒸汽耗量增加太大就有可能是闸板或者密封副出现磨损间隙增大，若有损坏一定要修复或更换。进料段法兰和左右盖法兰垫片有泄漏无法紧固时，在检修中要更换垫片。更换垫片时，吊装设备及工具负荷能力一定要大于阀门自重的2倍，前端要大于后端，否则容易出现阀体倾覆。

    （4）现场安装阀门时应在油缸端增加一个弹簧吊挂，减小悬臂力矩的影响。

    5 结语

    在焦化塔装置上使用塔底阀使劳动强度降低，装置安全性得到提高，同时可以缩短循环周期，提高处理量。节约配件减少维修费用。