提高裂解爐風機擋板閥門運行穩(wěn)定性的技術改造

（新疆獨石化公司乙烯廠儀表車間，新疆 獨山子 833690）

提高裂解爐風機擋板閥門運行穩(wěn)定性的技術改造

李鵬，涂麗容1，陳云飛，梁鵬2

（新疆獨石化公司乙烯廠儀表車間，新疆 獨山子 833690）

通過分析造成裂解爐風機擋板閥門開度波動，負壓控制不穩(wěn)定等原因，提出了多項技改措施。技措實施后提高了風機擋板閥運行的穩(wěn)定性.最終實現(xiàn)了工藝操作的自動控制，滿足了工藝安全生產要求。

裂解爐；風機擋板閥；爐膛負壓；自動控制

0 引言

裂解爐燃料氣在燃燒的過程中，需要通過風機將爐膛抽成負壓值，如果是正壓火苗將飄出爐外，非常危險。裂解爐爐膛負壓值是通過風機擋板閥門的開度來控制的，爐膛負壓是反映燃燒工況穩(wěn)定與否的重要參數(shù)，自2009年開工以來乙烯裝置裂解爐風機擋板閥在運行中一直存在閥門開度波動，負壓控制不穩(wěn)定的問題. 為了防止負壓波動產生聯(lián)鎖停車，工藝人員一直將負壓高高聯(lián)鎖及負壓低低聯(lián)鎖摘除，且現(xiàn)場閥門一直處于“手動”位置，只能通過轉動手輪來調整負壓值。這給工藝操作帶來很大的不利影響，一方面既不能及時調整負壓值，另一方面在緊急情況下不能全開全關風機擋板閥門，將會給裂解爐平穩(wěn)運行帶來巨大的安全隱患。

因此必須提高裂解爐風機擋板閥門運行穩(wěn)定性,恢復爐膛負壓的自動聯(lián)鎖控制。下面就裂解爐風機擋板閥門控制不穩(wěn)定的原因進行分析，并闡述對風機擋板閥門系統(tǒng)進行的多項技術改造。

1 原風機擋板閥系統(tǒng)構造及安裝圖

風機擋板閥系統(tǒng)構造有以下幾部分：風機擋板、執(zhí)行機構氣缸、定位器，風線盤（包括減壓閥，電磁閥，F(xiàn)ISHER換向器377）,手輪及切換手柄等部件構成。如圖1所示。

工作過程：儀表風經過風線盤④上的減壓閥減壓后進入定位器⑤，定位器根據控制室發(fā)送過來的4-20mA控制信號將氣源分兩路輸出到氣缸③的兩個進氣孔，兩路氣壓的差壓產生推力，推動缸內活塞動作，使擋板①轉動改變擋板開度來調整爐膛負壓值。如圖2所示。

當負壓高高聯(lián)鎖（三選二）時，風線盤④上的電磁閥失電使擋板全開，聯(lián)鎖停爐；當負壓低低聯(lián)鎖（三選二）時，定位器得到強制關閉擋板閥信號（4mA）來關閉閥門增大負壓，如果30s內還不能將負壓增大到-200pa以內，聯(lián)鎖停爐。如果風機擋板閥門系統(tǒng)不能通過控制室“自動”調節(jié)時，則需要操作人員爬到48m高的爐頂進行手動調節(jié)。即通過②手輪及切換手柄將閥門切換到“手動”狀態(tài)，搖動手輪來實現(xiàn)風機擋板閥的開度調節(jié)。

在爐膛負壓異常情況下，手動操作會因為調整不及時而引起聯(lián)鎖停爐事故。

2 影響風機擋板閥運行的關鍵因素及其技改措施

通過觀察風機擋板閥門的運行情況，結合風機擋板閥的系統(tǒng)結構，經過分析及測試，發(fā)現(xiàn)影響風機擋板閥運行不穩(wěn)定的主要原因是：風機氣缸推力不夠，現(xiàn)場振動太大。

2.1氣缸推力的問題及解決措施

2.1.1 原氣缸推力不足分析

在刮風等天氣情況下，煙道氣的波動產生的反作用力會給擋板開度產生輕微的變化，通過現(xiàn)場觀察，可以發(fā)現(xiàn)擋板發(fā)生緩慢移動，同時負壓表的測量值會發(fā)生15PA左右的波動。

另外在調節(jié)過程中，發(fā)現(xiàn)風機擋板閥門對擋板開度的動作執(zhí)行緩慢。如表1所示。

圖1 擋板閥門系統(tǒng)工作示意框圖Fig.1 Baffle valve system schematic diagram

圖2 原風機擋板閥系統(tǒng)實物圖片F(xiàn)ig.2 Original fan damper valve system physical picture

表1 原氣缸對擋板閥門的動作時間Table 1 Original cylinder to baffle valve action time

爐膛負壓一般控制在-100pa左右，對應擋板開度在30%左右，通過表中數(shù)據可以看出，當負壓高高或者低低聯(lián)鎖時，無論風機擋板閥從30%開到100%還是從30%降到0，都將花費比較長的時間。

通過以上分析，查閱EL-O-MATIC產品資料，并咨詢廠家，確定氣缸產生的推力不足。

2.1.2 選擇合適的氣缸型號

將上述現(xiàn)象反饋給廠家，同時根據EL-O-MATIC產品資料介紹，經過協(xié)商重新對氣缸進行選型。將原推力為2500Nm的氣缸更換為推力為4000Nm的氣缸。新氣缸更換完后我們同樣做了一次閥門全行程測試，動作時間比以前縮短很多。改造前負壓波動20Pa時，時間滯后比較長，調整時間需要20s左右，負壓才能回到正常值，改造后同樣的負壓波動僅需6s就可調整到位，完全滿足工藝要求。且刮風天氣對閥門開度的不良影響完全消除。

2.2振動產生的問題及解決技措

2.2.1 振動對風機擋板閥門的影響

通過監(jiān)測現(xiàn)場風機的運行環(huán)境，發(fā)現(xiàn)風機機體及支撐座振動很大。例如通過手持測振儀對現(xiàn)場定位器水平和垂直方向的振動測量，發(fā)現(xiàn)振動值平均達9.2mm/s,高的時候經常超出10.0 mm/s。振動對風機擋板閥門各部件產生了不良影響，這些影響最終導致定位器上各關鍵部位都發(fā)生了較大的損耗和變形。最終導致控制信號輸出不穩(wěn)定，閥門產生波動。

1）振動對閥門定位器的影響

見原風機擋板閥系統(tǒng)圖，如圖2所示，可以看到定位器離風機擋板的軸太遠，越遠離軸部位，振幅越大，振動會引起定位器反饋臂來回晃動，反饋到定位器里面，必然導致定位器輸出（即閥門開度）產生變化，導致控制不穩(wěn)定。

2）振動對定位器固定支架和定位器反饋臂上定位銷及的影響。如圖3、圖4所示。

從上圖可以看出，振動對定位器的固定框產生了破壞，有的固定框震裂，有的固定框上的內六方螺絲被振掉，運行時間久了這些支撐件損壞后，如果定位器掉落，風機擋板閥將完全不受控制。

原設計選用的是FISHER 公司的DVC6030定位器，反饋臂連著定位銷，一起裝在氣缸上，氣缸連著風機擋板閥的軸（如圖2）。反饋臂上的定位銷由于振動的關系，磨損較大，時間久了，定位銷直徑被磨掉一半，形成一個凹槽，如果常時間在這種情況下運行，定位銷將會磨斷，風機擋板閥將會全開，爐膛負壓將一直往下降，當?shù)陀?500PA時，聯(lián)鎖停爐。

2.2.2 減少振動影響的技改措施

1）減小風機擋板閥氣缸處的振動幅度

盡管風機底座上本身安裝了減震彈簧，但氣缸處的振動還是很大，為了減少氣缸處的振動，給新氣缸自行設計加工了減震底座。如圖5所示。

在設計減震底座時考慮到減震底座支撐不能剛性太強，需要伸縮彈簧，這樣不會對風機軸產生影響導致軸變形。通過這些減震措施，定位器處的振動變小了，達到5.0～6.0mm/s左右。

2）改變定位器安裝位置

在觀察中發(fā)現(xiàn)風機擋板背面振動很小，通過測振儀檢測該處振動平均在2.0mm/s左右，大大低于風機另一側的振動值。于是實施將定位器移位安裝在風機另一側的技措。

由于風機擋板閥另一側只突出來擋板的一截軸端，為了將定位器部分安裝在該部位，需要重新設計加工新的定位器固定框。

圖3 振動將固定框震裂Fig.3 Vibration will shatter fixed box

圖4 因振動被磨出凹槽的固定銷Fig.4 For the vibration is fixed pin groove of the mill

圖5 氣缸減振底座Fig.5 Cylinder vibration base

圖6 反饋部分改為反饋凸輪Fig.6 Feedback part to CAM

圖7 改造后風機擋板閥系統(tǒng)實物圖片F(xiàn)ig.7 After transforming physical picture fan damper valve system

3）重新設計加工位置反饋部件及選型新的定位器型號

根據現(xiàn)場情況，重新設計加工位置反饋部件。首先需要設計軸套（如圖6中②部分），并將原反饋臂(見圖3、圖4)改為反饋凸輪，然后把反饋凸輪（如圖6中②部分）安裝在軸套上。

再將原有的定位器從氣缸上拆下，并將風線盤（參考圖2）安裝在風機體側。

由于定位器對振動反應最敏感，原設計使用的一體式定位器振動影響非常大。參考FISHER定位器產品選型手冊，我們選擇FISHER分體式定位器，將定位器由DVC6030改為DVC6005（圖7中①）和DVC6025（圖7中②）組合的分體式定位器，這樣固定框上只安裝DVC6005，來單獨檢測反饋凸輪的位置。檢測信號送到DVC6025里面，然后DVC6025根據檢測到的反饋位置信號和控制室送來的控制信號比較后經過電氣轉換，輸出兩路氣到氣缸控制閥門，而原風線盤上的氣路部分完全不用改動。

3 結束語

到目前為止，新區(qū)化工8臺裂解爐風機擋板閥執(zhí)行機構的技術改造工作已全部完成，改造后的風機擋板閥現(xiàn)場全部由手動控制改為自動控制，聯(lián)鎖測試動作時間正常，閥門開度運行平穩(wěn)，滿足了工藝的安全生產需求。

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To Increase Operation Stability fan Baffle Valve

Li Peng,'Tu Lirong1,Cheng Yunfei',Liang Peng2
（Li Peng, Ethylene plant instrument workshop Of Xinjiang Dushanzi petrochemical, Zip code 833690,China）

By analyzing the causes of cracking furnace blower baffle valve opening fluctuation, negative pressure control instability and other reasons, puts forward some technical measures.

cracking furnace; fan baffle valve vacuum furnace; automatic control

TP206.3

A

Doi：10.3969/j.issn.1671-1041.2014.03.023

2014-04-01

李鵬，男，本科，從事化工儀表維護工作。

After the implementation of measures to improve the stability of fan baffle valve operation. Finally realizes the automatic control of the process operation, meet the technical requirements of safety in production.