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技术文章

氮封阀的故障分析及处理方法

   在炼油或石油化工厂中,存放着各种油品或石化产品。储罐大都建造在室外,为使这些油品或产品不与空气中的氧气接触,常采用罐顶充氮气法,使之与外界隔绝。 
   氮封阀的作用就是要当储罐液面下降压力降低时,向罐内补充氮气,当储罐液面上升压力增加时,停止补充氮气,同时被压缩的氮气从呼吸阀适量排出,从而始终保持罐内的氮气压力微量正压 ( 压力一般400~1000Pa 之间 ) 。只有这样才能做到既隔绝空气,又保证储罐不变形。 
   2 氮封阀的工作原理 
  当氮封阀关闭时,主阀的活塞是在一个密封室内,当储罐压力等于或大于设定的压力时,膜片就被向上顶起,气导阀在弹簧的作用下向上移动,把气导阀上的密封圈紧紧压在阀座上,关闭了控制气的进口,同时特殊阀芯室的压力增加并接近氮气总管的压力,此压力通过内部通道,从特殊阀芯室传到主阀阀芯室。主阀的活塞就处于氮气总管压力的作用,由于主阀阀芯上、下所受气体压力平衡,所以主阀阀芯在自重和弹簧的作用下将阀门紧密关死。 
  氮封阀打开时,当储罐压力稍微低于设定压力时,膜片因为感应压力下降而向下移动,推动气导阀打开,氮气经过孔板、气导阀的出口进入储罐,使储罐内的压力增加,同时气导阀的特殊阀芯室的压力下降,氮气通过内部通道从特殊阀芯室进入主阀阀芯室。由于主阀阀芯的活塞面积大于主阀阀座孔面积,并有弹簧的弹力和主阀的重量,所以当储罐压力稍微低于设定点时,特殊阀芯室和主阀阀芯室的压力降低很小,主阀仍然保持关闭,氮气只从气导阀进入储罐。    
   P1S1=P2S2 + F + G 
  式中: P1- 主阀入口压力 ;P2- 主阀阀芯室压力 ;S1- 主阀阀座孔面积 ;S2- 主阀阀芯活塞面积 ;F- 弹簧弹力 ;G- 主阀重量。 
  当储罐压力下降较大时,由于流过气导阀的氮气量增加,主阀阀芯室压力继续下降,当 P1=P2•S2/S1+ F/S1+ G/S1 时,主阀打开,氦气大量流人储罐,压力迅速升高。在诊断压力口,安装诊断压力表,测量主阀阀芯室压力,然后将该压力同氮气总管压力比较,便可知气导阀和主阀的运行情况。 
   3 故障分析及处理 
   (1) 某大芳烃装置开车初期,发现 24 台氮封阀工作都不正常。拆阀检查,发现氮封阀的气导阀、主阀和两个阀芯室内壁等沾了一层厚厚的污垢,经过擦拭,涂润滑脂后能正常使用。在阀座处还发现了一些焊渣导致开车后管道内的铁锈、残存的杂物等被氮气吹到了氮封阀内,使主阀不能回到阀座上。 
   (2) 导压管堵塞。如果导压管堵塞,氮封阀没有反馈信号,也会造成氮气不停地向罐内补充,按照如图 3 所示的步骤检查是否属于此类原因。 
   (3) 弹簧弹力变小。如果气导阀、主阀和两个阀芯室不脏,而且导压管也未堵塞,应检查气导阀下面小弹簧的弹力,若弹力减小,会使氮封阀不停地补气。可以将弹簧拉长,增加其弹力。 
   (4) 密封圈损坏。气导阀在工作过程中动作较频繁。使密封圈经常受到阀座的冲击,导致密封圈磨损或断裂,起不到密封作用,更换密封圈即可。 
   (5) 控制气入口与气导阀出口装反。这属于产品质量问题。结合氮封阀的工作原理图,即可作出判断。 
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