聚乙烯装置排料阀故障原因与处理

孔令江

摘要：聚乙烯装置以乙烯为原料进行生产，装置反应器排料阀采用气动电磁阀控制，反应器出料阀故障会影响料为控制，严重者导致停车。

关键词：聚丙烯  乙烯  压力  料位

前言

聚乙烯装置以乙烯为原料进行生产，流程上分成精制、聚合、脱气、回收和挤压造粒等单元，最终产出合格产品。

一、问题及原因分析

1问题：2017年5月15日18:50分，某公司聚乙烯反应器料位高高报警。

仪表人员去现场进行检查，确认料位计工作正常，显示与实际相符。随后对反应器的两套排料系统进行排查，最终发现1#排料阀的执行机构动作正常，但与之相接的阀杆不能与执行机构同步动作。初步判定该阀门执行机构和阀杆连接定位销脱落。

2原因分析：

2.1工艺流程简述：C4101产品出料罐通过排料阀门KV-4101-1D将物料送到C4103产品出罐，PIA-4101-2是C4101压力，PIA-4101-1是C4103压力；LRCA-4001-35是C-4101反应器料位计。

调取DCS数据，查询PIA-4101-1、PIA-4101-2、LRCA-4001-35三点的历史趋势如下图1、2、3。

图1   PIA-4101-1趋势

图2   PIA-4101-2趋势

图3   LRCA-4001-35趋势

压力变化可以看出排料的情况：通过趋势图1/2/3发现，C4101罐压力（在14:08分开始出现异常（压力峰值变小），且持续时间较长（1小时10分钟），造成这种情况的原因可能是C4101罐底部块料堆积，罐内粉料无法正常排出。通过C4101及C4103两个压力曲线比对分析，可以发现在PIA-4101-2峰值压力下降的这个时间内，此时KV-4101-1D阀门开关动作正常。

    对C4101压力（PIA-4101-2）进一步跟踪(如图4)发现在16:40分开始又出现异常（压力峰值变小），且持续时间较长（35分钟），在17:14分左右排料阀（KV-4101-1D）销键彻底脱落，阀门最终停止在关位。在17:19分时之后，（PIA-4101-2、IA-4101-1）两个压力曲线的变化与正常排料时的压力曲线变化规律不一致。

图4  PIA-4101-2趋势

正常排料时，根据排料系统的顺序动作特点，两个压力曲线在同一时间内，压力检测值变化正好相反：即一个压力升高，另一个压力必然降低。但在17:14左右，两个压力（PIA-4101-2、IA-4101-1）曲线的变化开始出现，压力检测值变化一致的趋势：即两个压力趋势变化一致。这时表明C4101和C4103两罐压力只是通过KV-4101-1H来平衡两罐之间压力，排料阀（KV-4101-1D）关，阀体实际不再开关动作，才会造成这种情况。

追踪反应器C-4101料位趋势（如图5），在16:30左右开始持续上升，这表明由于结块此时排料系统已出现排料不畅情况。

图5  C-4101料位趋势

综合上述情况分析，KV-4101-1D阀门故障的直接原因是由于产品出料罐C4101中，有块料堆积造成阀门卡塞现象并逐步增大，致使阀杆轴向受力且频繁动作,最终导致销键挤出脱落。

二、处理过程

将阀门从工艺流程中切出后，对阀门执行机构进行解体拆除，确认阀门执行机构和阀杆连接定位销脱落，定位销槽损坏程度没有超出设计要求，更换新的定位销后，2017年5月15日23:30分，排料阀修复完成，工艺联校后投入生产使用。

三、体会

（1）工艺内操人员时要重视压力异常变化的趋势查询，正确分析出其问题产生的真实原因，按照操作规程切出有问题的部分进行及时处理。

（2）反应器有排料系统动作频繁，各个排料阀门每小时动作15~20次。如此频繁的动作，使得阀门故障可能性增大。装置工艺管理和仪表巡检时要注意阀门动作是否和控制室内给出的信号是否一致，执行机构与阀杆之间的连接是否可靠。

（3）在工艺生产允许时，应安排频繁动作阀门进行解体检查，重点检查执行机构与阀杆之间的连接，以及其连接销、销槽的完好程度，并根据具体损坏程度进行调整、维修或更换。