PSA气动程控阀化肥厂专用阀DN15 300mm
李海涛 曹洪才 李二宾
摘 要：本文举例介绍了PSA装置程控阀阀检故障的原因分析与问题的解決过程。
关键词：PSA装置；接近开关；切塔
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.056
0 前言
变压吸附工艺是靠周期性的切换阀门来实现。当程控阀门出现故障时，为了避免装置停车，故障程控阀所属的吸附器将被切除出运行序列，所以程控阀阀检故障的排除对PSA装置十分重要。现在以我公司PSA装置出现的问题为例来说明程控阀阀检故障处理的过程。我公司PSA装置自2015年投产以来，因程控阀反馈故障频繁造成切塔。我厂程控阀阀位检测采用P+F品牌接近开关，安全栅为P+F品牌DI隔离安全栅。单独对接近开关和安全栅检查未发现明显问题。为找出阀检故障原因，实现系统长周期，我们做了大量排查摸索工作。
1 工艺流程及原理简介
变压吸附技术的原理是利用吸附剂对气体各组分的吸附容量随压力变化而呈现差异的特性，在一定的压力下吸附剂吸附原料气中的杂质组分，而弱吸附组分的氢气作为产品气由吸附塔出口排出。降压时被吸附的杂质组分脱除，同时吸附剂获得再生。变压吸附工艺是靠周期性的切换阀门来实现。当程控阀门出现故障时，为了避免装置停车，故障程控阀所属的吸附器将被切除出运行序列，而被切除的吸附器及其所属阀门可以在线维修。当维修完毕后，装置又可以切换回主工艺流程 。
2 阀位检测回路组成
由隔离栅给接近开关提供8V左右直流电源，并检测其电流信号。检测点通常为≤1.2mA和≥2.1mA。由隔离栅将此开关信号转换为继电器信号，有源或无源的0-24V晶体管开关信号送DCS DI卡件。我们的工作就是对整个检测回路进行检查。
3 回路排查工作
3.1 对机柜间到现场电缆进行检查
现场检查过程中发现，大部分分支穿线管开口朝上，穿线管有进水的风险。检查发现确实存在穿线管进水现象。穿线管进水，电缆冬季有冻断的风险。询问仪表维护人员得知，冬季确实有几根电缆断线。如果程控阀动作时，顺控程序检测不到阀检变化，有可能造成系统切塔。利用工艺调整的机会，组织人员对吸附塔所有电磁阀和阀检分支穿线管进行了吹扫、封堵，分支电缆进行了更换。后期观察发现，阀检故障频率有所降低，但是仍然很频繁。可见，电缆问题不是阀门故障主要原因。
3.2 对阀门动作情况及接近开关进行检查
既然不是电缆问题，我们首先怀疑是接近开关或者阀门动作不规律问题。统计出现阀检故障的阀门，作出阀检故障率统计表，筛选出故障率最高的几个阀门。对以上几个程控阀采取现场加强监控，更换新的接近开关等措施。通过长时间观察，发现以上几个程控阀动作正常，并无任何异常现象。更换新的接近开关后，故障频率也没有下降。故可以排除接近开关损坏和阀门方面的问题。
3.3 对DI安全栅进行检查
因为接近开关靠近金属后，电压信号会发生变化。靠近金属物资后，接近开关两端电压会指示7V左右，离开金属物质后，指示4.8V左右。所以，我们在安全栅输入侧和输出侧分别并联两个万用表，监视输入信号和输出信号是否存在异常。通过一段时间的观察，发现输入电压不变的情况下，输出信号偶尔会出现电压突然波动，电压由24V突然变化0V。更换相同规格安全栅后，上述现象还是存在。经过与P+F公司技术人员交流，怀疑我们使用的安全栅型号KCD2-SR-Ex2与DCS系统卡件不兼容，P+F公司技术人员建议更换为KFD2-SOT2-Ex2型号安全栅。我们加急购买了一批KFD2-SOT2-Ex2型 ，利用工艺停车机会进行了更换。运行一段时间后，发现阀门故障率有所减少，但是还不能满足系统长周期运行的要求。
3.4 接近开关安装方式检查
再次查看阀检故障率统计表，发现有几个阀门从来没出现问题。对比故障率较高的几个阀门后发现：故障率较高的几个阀门关闭状态下，活塞杆（接近开关检测位置）距接近开关位置较近，而未出现问题阀门离接近开关较远。因为距离近，接近开关有可能误触发造成系统切塔。改变接近开关安装位置，拉远阀门关闭状态时探头距离活塞杆的位置，有可能解决阀检频繁故障的问题。为此，我们加工了一批四氟垫片，利用大修机会，把垫片加在阀检罩与执行机构之间，增加了阀门关闭状态时探头离活塞杆的距离。改造完成后，系统运行至今，未出现阀检故障造成切塔现象，说明我厂程控阀频繁故障的主要原因为接近开关安装方式不合适。
4 结束语
本文介绍了PSA装置程控阀阀检故障造成频繁切塔的原因分析与问题的解决过程。由于本人的理论水平不高，以及实践经验有限，以上排查问题的顺序、原因分析和采取的措施，未必是最恰当的。若有不足之处渴望老师提出批评、指正。
