论高压分离器液控阀新切换方法的优越性

摘 要： 煤液化高压分离器液控阀为煤液化关键设备之一，是影响煤液化长周期运行的关键因素，其运行周期短、切换过程复杂、碳化钨阀芯易碎为几个关键问题。操作条件复杂苛刻，处在高温、高压差、高含固的条件下。阀前压力可达到19Mpa左右，阀后压力为3Mpa左右，压差达到16Mpa。内部介质为高含固液化产物，介质温度为410℃左右，固含量在10.9%。因此，在设备运行过程中，如果对高压是分离器液控阀采用传统的切换方式，则导致切换过程中阀芯损害，切换成功率低，大大增加检修费用。因此，研究和分析高压分离器液控阀全新的切换方式和方法就显得十分重要了。本文主要结合实际的运行情况，就高压分离器液操作过程中存在的问题进行论述，然后就新旧高压分离器液控阀的切换方式进行对比研究，就两种方式的优点和缺点以及设备运行后的效益进行了分析。对比结果显示，采用新的切换方法，能够切实提高设备的运行的效率，降低阀芯出现损坏的现象，新的液控阀切换方法效果显著，经济效益较高。

关键词：高压分离器 液控阀 切换方式

中图分类号：TQ051 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）11-0285-01

神华集团鄂尔多斯煤制油分公司是全世界第一个完全商业化的煤炭直接液化企业，其日处理量为6000吨以上的无水煤炭，生产规模相当于千万级别的炼油装置设备。而在整个液化系统运行过程中，煤炭液化装置是企业的核心单元，而在液化分离器中高压分离器液控阀是核心中的核心，这个系统在操作过程中起着十分重要的作用和意义。其主要是将进入口中的410℃左右的反应后的热煤浆中的气体、液体和固体有效地进行分离，将气体运送到设备顶部的高压热换气进行冷却，将下部的固体和液体经过高压分离器液控阀送入中压系统，这样就能够有效的避免气体和固定沉积现象的发生，更为重要的是高压热分离操作是对煤炭进行液化的关键步骤，其操作流程的好坏将会严重影响到整个操作平台安全运行。而在高压分离器液控阀操作过程中，传统的切换方式经常会导致碳化钨阀芯碎裂，给整个系统的健康运行造成了严重的影响。因此，研究出全新的切换方式就显得十分重要了。

一、高压分离器液控阀门在操作流程分析

首先，热高压分离器底部液控阀为一开三备，有效的保证了煤液化装置的长周期运行，这一点也充分证明了高压分离器液控阀为煤液化装置的易损部件。而且煤液化高压分离器液控阀系统有着非常复杂的冲洗油系统和排污系统，这也不同程度加大了实际生产中的操作难度。在设备正常操作过程中，操作管线的所有冲洗油阀门和排放阀门都需要全面关闭并且要安装好相应的法兰，防止出现泄漏的现象，而引发严重的安全事故。其次，管线和阀门的热备，热高压分离器底部排出管线和线路上的切断阀，液控阀热备主要靠管线内部充满高温高压冲洗油，线路外端利用电伴热丝和铠甲式保温外壳以及岩棉保温层来保证管线能够处于一个正常的温度下。高压分离器液控阀门在线切换过程中主要的操作理念是按照液控阀门的操作规程进行操作，通常情况下，先缓慢打开高压分离器的备用液控阀，然后再逐渐关闭投用路液控阀，并保持备用路阀门一边打开投用路阀门一边关闭，控制好指标，保证阀门在正常切换时，维持热高压分离器液位处于平稳状态，保证中压系统各液位、压力无过大起伏，避免整个装置系统出现较大的波动现象。最后，对停用路管线和阀门进行冲洗工作，在具体的操作过程中，应该做好如下工作：第一，五通阀处冲洗阀打开注入高温高压的冲洗油，让冲洗油灌满整个管线系统，该管线压力达到冲洗油泵出口压力为止;第二，将冲洗油阀关闭，打通该路去中压系统工艺流程进行排放，后恢复流程;第三，液控阀处冲洗阀打开反向注入高温高压的冲洗油，让冲洗油灌满整个管线系统，该管线压力达到冲洗油泵出口压力为止;第四，将冲洗油阀关闭，打通该路去中压系统工艺流程进行排放，后恢复流程;第五，此过程可重复2―3次，冲洗后液控阀可排油下线。

二、高压分离器液控阀门新旧切换方法对比

1.旧的液控阀门切换方式分析

图1 液控阀门流程图

在研究过程中，传统的液控阀门切换方法是D-201底阀组的切换方法，详细情况见图1所示：首先，根据多次开车经验，如果运行负荷在85%以上，则运行路液控阀阀位在10%时安排切换，若运行负荷在85%以下，则阀位在5%时安排切换;其次，现场检查确认备用路的热备处于正常状态，并在确认切换前将电伴热温度设定升至350℃，在壁温无明显上升后，认为该路达到切换条件;再次，在备用路正常切换后检查阀4阀门的HHP是否过量，并注意节省冲洗油;第四，确认阀5阀体HHP投用，并保证过量，注意节省冲洗油;第五，内、外操联系配合将阀3的开关确认一下，保证阀位准确，动作灵敏;第六，外操将6、7号阀门及该路冲洗油线上的所有阀门关闭;第七，测试阀3的内漏情况，将2号阀门打开，将3号阀门处的冲洗油管线上的压力表与主管联通，观察冲洗油表上的压力，如果压力值不变并高于系统压力，说明B阀不内漏，可以切换;第八，内操将阀3关闭，将阀1打开，内操根据回讯确认到位（外操根据现场指示确认到位），然后打开阀4;第九，内操将阀3打开5%开度，内操观察壁温升温速度，控制升温速度在60-80℃的情况下备用路开度可进一步加大，外操关注备用路相关阀门的状态，包括SCHUF油状态、填料泄露状态、GRAYLOC法兰泄露状态、管线支架位移情况，发现异常及时联系内操，通知相关专业值班人员，确保切换过程的安全。在上述条件正常的情况下在逐步调整阀3开度，尽量在大开度下投用，防止小开度时快速磨损阀芯表面耐磨层，在投用备用路过程中原运行路为自动控制，通过液位情况控制原运行路液控阀开度，直至完全关闭，切换过程中注意串压、溢流等;第十，切换结束后，通知仪表、设备组织新通用路的相关填料以及法兰的热紧;第十一，切换完毕后，将A路的阀1关闭，再将阀2关闭，再将阀4关闭，A路组织冲洗。

2.液控阀门新切换方式分析

新的切换方法与旧方法操作准备和前期工作一样，不同之处在于切换过程中新方法力求缓慢，不进行大阀位切换，保证预热温度均匀后在开大阀位。但要求牺牲一定的运行时间，因为耐磨层在小阀位切换过程中遭到磨损。原始方法为备用阀门快开5%、10%、15%、20%直到正常投用使用，可以减少小阀位运行磨损。现在切换方法为慢开1%、2%、3%、4%，当阀体温度不在上涨时，继续开大，可以保证利用介质预热均匀，保证切换成功率。

高压分离器备用路液控阀虽然时刻处在热备状态中，但由于影响热备状态的因素非常多。我们又只能监测到阀体温度，不能准确的知道阀芯的温度高低与温度均匀情况。故备用路液控阀处于热备状态，利用介质缓慢升温也同等重要。

3.新旧切换阀方法的优缺点对比

首先，对于旧的切换方法其优点主要在于切换过程中采用大阀位操作，减小切换过程中的小阀位对阀芯耐磨层的磨损，加大使用时间。但是缺点也很明显那就是切换过程系统波动大，存在阀芯预热不均匀，阀芯碎的风险，造成切换失败;其次，新的切换方式的优点是切换成功率100%，不会出现阀芯碎和断裂等情况，但是缺点是切换过程中小阀位磨损阀芯，减小了该阀的使用时间24-48小时。煤液化装置在2010年，未使用新方法时阀芯出现多次碎裂。 采用新方法后，2014年至今未出现过阀芯碎裂情况，均切换成功，平均每个液控阀运行2000小时以上，效果显著。液控阀阀芯进行了优化改造;操作法进行了合理优化，优化后的结果使单个液控阀阀芯寿命由以前的几小时几天到现在能连续运转2 500 h 以上。通过对上述两种切换方法进行对比，我们发现旧的切换方式是备用路快开的方式下投用，以防止在小阀位下阀芯的加速磨损，影响使用寿命。而新的切换方式的小阀位缓慢投用，保证阀芯缓慢升温，但要牺牲一定的使用时间，但提高了成功率。经过前后两年的操作比对，得出第二种方法更具有经济效益。

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