HDPE排料系统SAS阀门长周期运行

HDPE排料系统SAS阀门长周期运行

绳华巍

中沙（天津）石化有限公司  天津 300270

摘  要：（简述SAS阀门在HDPE装置的重要性，通过设备管理的日常维护、预防性维护、预测性维护、正常停车维护、临时修复等一系列手段，做到SAS阀门的长周期运行。）

关键词：（SAS阀；长周期；高频动作；可靠）

0  摘要

随着各种新的工艺技术进步,生产企业之间高密度聚乙烯生产的竞争也愈来愈激烈,高密度聚乙烯装置的长周期运行不仅能降低生产成本和提高企业的市场竞争能力,更能保证装置的安全和稳定的生产运行。高密度聚乙烯在石化乙烯产业中属于主装置，由于工艺技术及生产需要，要实现连续长周期生产的难度也更大，其中影响装置长周期运行的主要因素之一就是产品排料SAS系统的排料阀的可靠性。

1　 高密度聚乙烯（HDPE）装置排料系统简介

1.1高密度聚乙烯装置工艺流程介绍

工艺流程采用 INNOVENE S  双环管於浆工艺以异丁烷作为稀释剂，共聚单体为丁烯-1和己烯-1.乙烯和共聚单体在串联运行的环管中聚合生成粉料，，反应器出料首先进入固体浓缩系统提浓，浓缩的於浆经加热后在在高压闪蒸罐脱去绝大部分稀释剂，底部粉料经过排料系统后送入低压闪蒸罐进一步脱除稀释剂，脱气后粉料经风送系统送入后工段供造粒。

1.2 排料系统介绍

HDPE装置排料系统简称SAS系统为高压闪蒸罐V-4001的主排料系统，位于HDPE装置第二反应器的下游，负责将反应系统生产出的HDPE粉料进行脱气并输送至低压闪蒸罐V-4003。近一步脱除稀释剂后经风送系统送入后工段造粒。见图2 排料系统简图   高压闪蒸罐V-4001中的粉料进入高压闪蒸排料罐V-4002A/B，V-4002A/B起到隔离高压系统和低压系统的作用，本系统采用闸斗仓原理在高压气体泄漏最少的情况下，将粉料从高压系统输送到低压脱气罐V-4003进行脱气。

1.3排料SAS系统特点

排料系统即SAS系统共13台FLOWSEVER开关阀门, SAS系统由两条排料线构成，分别为A线和B线，A线由开关阀XXV40001、XV40002、XXV40005、XV40008、XXV40010、XXV40028构成。B线由开关阀XXV40003、XV40004、XXV40006、XV40009、XXV40011、XXV40027构成。开关阀XV40007为平衡阀。LV40005A和LV40005B为备用排料线，SAS系统的工作方式为：双系统交叉排料，SAS系统的控制方案为：DCS顺序控制（SEQ4050）。为防止双线同时进料从而引起高压闪蒸罐V-4003的压力超高，SAS系统的进料阀（XXV40005、XXV40006）、SAS系统的排料阀（XXV40010、XXV40011）均为SIS系统进行控制（I4010A/B、I4017A/B）。若SAS系统有一条线停用，则另外一条线单独运行将无法满足高负荷的生产要求，工艺只能将SAS系统停用，并现场切换至备用排料线。若备用线故障或切换不够及时（位于反应框架13——14层），将导致高压闪蒸罐V4001的料位LI40001.PV、LIC40005.PV HH ALARM（S4005），反应系统的全面停车。故SAS系统为HDPE装置反应系统与风送、造粒系统的连接系统，处于HDPE装置的咽喉部位。

SAS系统共13个开关阀门，由DCS程序(SEQ4050)控制阀门的顺序动作。SAS系统一条线的理论运行时间为：65S（即平均一个阀门1分钟就要动作一次）。这对于阀门的硬件要求就十分严格。一旦气路上的某个硬件损坏，就将会导致SAS的停车，严重将会引起反应系统停车。

2　高密度聚乙烯（HDPE）SAS阀门的技术特点

阀体为偏心旋转阀，偏心旋转调节阀阀体流路简单，阻力小，与同口径单、双座阀相比，有较大的流通能力，但重量只有其1/3左右。偏心旋转阀采用旋转运动，提高了填料函密封性，同时具有较大的输出力，所以阀的泄漏较小，刚度较大，在额定压差下能可靠地工作。偏心旋转阀芯、阀杆只作旋转运动，所以它开关转动时所承受摩擦力很小，当阀芯和阀座相接触关闭时，阀芯柔臂在执行机构推力作用下产生微小弹性变形及弹性涨紧力，使阀芯与阀座接触更加紧密牢固，因此，偏心旋转阀泄漏量很小。同时关闭阀门所需的推力与球阀、蝶阀相比要小。

弹簧返回式气缸执行机构带安全复位弹簧的双作用气缸式执行机构，它是改进多弹簧气动薄膜执行机构的弱点而设计的更新换代产品。它承受的气源压力高、推力大、行程速度快、且坚固耐用。气缸的上部和下部同时接受纯净的压缩空气，不和腐蚀性大气环境进行气体交换，永不腐蚀，使用寿命长。正常工作时按双作用气缸执行机构动作，气源故障时，弹簧可以使阀芯安全复位，使阀门关闭或打开。它同时具备了双作用执行机构输出力大和单作用执行机构自动复位的优点。

两个部分均为阀门重要组成部分，任意一部分出现问题，均会造成阀门故障，装置停车，因此为保证阀门正常运行，需要对两部分进行预防性维护、临时维护等等措施。

3　 SAS阀门面临的挑战

3.1 由于工艺技术的特点和要求，SAS阀门面临如下挑战：

1）动作频率高。阀门由DCS顺控控制每年动作次数约45万次，频繁的动作对阀门及所有附件需要极高的可靠性。

2）高密度聚乙烯粉末，对阀门密封面的极度磨损。反应生成的粉状颗粒产品,在催化剂的活性下,颗粒的硬度大且容易自聚,高频次的动作对阀门的密封面带来极度磨损。带有自聚特性的聚乙烯颗粒，停留在阀内缝隙内会自聚越来越大，影响阀门动作而最终可能抱死阀门，同时对气动执行器也带来损害。因此，要求阀门在结构上具有自清洁功能，避免卡涩，同时对颗粒工况能耐磨，确保长周期运行下的高性能。

3）密封等级严格。工艺要求阀门的密封等级越高越好，特别是硬密封的阀门也要求V级密封。由于顺控中对于排料时间限制，对于阀门的密封要求相当严格，如发生阀门密封不严情况，造成闪蒸罐内压力无法维持，直接会影响排料效果，造成一系列的严重后果。

3.2长周期运行的对策

随着装置的生产规模增大，且需要频繁切换牌号以适应市场竞争的需要，因此，对SAS阀门的要求越来越高。利用设备的可靠性分析ACA、ERP工单记录，对故障SAS阀门做好ACA分析，针对故障记录，制定维护策略。

充足的备件：由于SAS阀门的重要性，又属于特种阀门，一般供货周期长，在日常生产中，一定要有充足的备件。为了减少库存又能满足生产需要，建议每种尺寸的阀体备用一台，每种类型的气缸备用一个，备用单条SAS线的全部阀门的检修包各一套。生产中某个SAS阀门故障，可以先将备用的阀体更换上尽快恢复生产，将下线的故障阀用备用的检修包将其检修好并处于备用状态，同时补充消耗的备件。

检修记录台账：建议一套完整的SAS阀门技术档案，包含台账，检修记录，技改记录，巡检记录，校验记录，备件使用记录等等。制作SAS阀门检修台账，记录包括检修下线日期，检修内容，阀门的状况等等，越详细越好，对于每次阀门检修更换的部件做好统计，发现每次检修磨损严重的部件，对每台SAS阀门的运行状况做到心中有数，会对以后的检修经验提供数据支持。

定期现场巡检：定期现场巡检，例如外观检查、气源压力、有无泄漏、阀门动作时间、动作卡涩、排气量过小、声音异常等等，发现SAS阀门动作时间明显延缓，或动作出现卡涩现象，即提前与工艺沟通，利用切牌号期间进行预防性维护。定期巡检要求是高质量的巡检，要区别于例行巡检，做到专人专负责。

大修维护：针对每次4-5年的大修期间，必须将SAS所有阀门进行测试、检修。易磨损部件为必须更换部件，其他阀芯阀座等重要部件已检修为主，更换其次，严格验收质量，做到翻新的程度，因此要求承包商严格控制施工过程，做好中间质量把控。

附件定期更换：对于易损的附件，如过滤减压阀，气控阀，电磁阀及阀门回讯等，最好做到每个大修周期定期更换。要注意的是附件更换最好用回原来的型号，因为在阀门设计时，气路各附件的CV值都经过严格的计算。

结束语

通过2012至今的ERP数据分析，中沙石化HDPE装置已连续运行近10年，通过设备管理一系列维护方法，SAS阀门从未造成装置停车的影响，尤其是近几年，故障率明显下降，极大的减少了保运人员的检修时长，成本，劳动强度、工艺人员的操作强度等等，优化了设备管理，满足了正常的生产运行。总之，优化的设备管理维护切实给HDPE排料系统的长周期运行带来了好处，本文只是运行维护的冰山一角，设备维护的优化仍有较大的空间潜力。

作者简介：绳华巍（1986-），男，山东临清人，本科，主要从事现场仪表维护管理工作。