焦化装置高温阀门的应用及问题处理方法

一、高温阀门应用

  高温阀门安装在焦化装置焦炭塔的进料线和油气线上。

1、进料隔断阀

  进料隔断阀采用球阀，其有4个汽封蒸汽注入点，即阀腔、填料箱、波纹管内外腔。在阀门全开或全关时，阀腔、填料箱以及波纹客外腔部位注入汽封蒸汽后在球体、阀座及填料间形成了密闭的高压空间，在球体和阀座紧密贴合时不消耗蒸汽，但随着阀站多次开关使用，球体和阀座之间有轻微磨损，蒸汽会少量泄漏。填料是非金属材料，密封较严密，其汽封管路温度较低，泄漏量较少。阀腔和波纹管外腔的汽封管路温度较高，泄漏量较多。波纹管内腔注入汽封蒸汽后，在阀门全开时不能形成密闭空间，只是通过蒸汽连续不断的进入高温渣油中来阻止高温渣油串入到波纹管内腔，从而防止波纹管内腔结焦，使阀门开关灵活不卡塞。在阀门全关时，汽封蒸汽进入波纹管内腔后能在进料隔断阀与四通阀之间的管路形成密闭的高压空间，实际也会有少量蒸汽泄漏。

  在阀门开关过程中，阀腔和波纹管外腔的密闭空间被打破，此时会消耗大量蒸汽。为节约蒸汽消耗，在每根汽封线上都安装有孔板。汽封蒸汽耗量主要与蒸汽压力、蒸汽温度和孔板孔径有关，过热50℃的1.0MPa蒸汽经过3/16in和1/4in孔径孔板的流量分别为196kg/h和350kg/h。每台进料隔断阀的汽封蒸汽消耗量为最大约750kg/h，持续时间约30s。由于进料隔断阀在每个48h生产周期内，在大吹汽、除焦等阶段的全关期间17.5h时间是停用汽封蒸汽的，所以平均每台阀门的汽封蒸汽消耗量约175kg/h。

2、油气隔断阀

  油气隔断阀结构和进料隔断阀相同，不同的是阀门公称直径是进料隔断阀的2倍。另外由于油气隔断阀在初始安装时方向装反，导致汽封蒸汽的消耗与进料隔断阀不同，主要的区别在阀门全关时，汽封蒸汽进入波纹管内腔后不会形成密闭的高压空间，也需要消耗蒸汽。另外阀门处于半开半关时间长，消耗的蒸汽较多，每台油气隔断阀的汽封蒸汽消耗平均约为36kg/h。

3、四通阀

  四通阀的结构与进料阀类似，但因其是3个出口位置，每个出口位置都有一件波纹管提供密封紧力，因此有三件波纹管，共8个汽封蒸汽注入点。填料以及两个关闭位置的波纹管内腔部位注入汽封蒸汽后形成了密闭的高压空间，蒸汽会少量泄漏至高温渣油中，填料部位的泄漏量较少，波纹管内腔部位的泄漏量较多。阀腔、三个波纹管外腔和一个打开位置的波纹管内腔注入汽封蒸汽后，不能形成密闭空间，只是通过蒸汽连续不断的时入到高温渣油中阻止高温渣没串入到阀腔和波纹管外腔及内腔，从而防止结焦。为节约蒸汽消耗，在每条汽封线上都安装有孔板，每台四通阀的蒸汽消耗量约为1250kg/h。

4、大油气总阀

  大油气总阀为Y型阀，只有一个汽封注入点，每台阀门的汽封蒸汽消耗量约13kg/h。

5、甩油阀

  甩油阀为两通旋塞阀，有4个汽封蒸汽注入点。阀门全开或全关时，上下阀腔注入汽封蒸汽后形成密闭的高压空间，蒸汽会少量泄漏至高温油渣中。在阀门的开关过程中，密闭的高压力空间被打破，且没有安装孔板，瞬时会消耗大量蒸汽。

二、存在的问题

  由于高温阀门数量多，汽封线多条，所以汽封蒸汽消耗量较大。对高温阀门做的短时停汽封试验应用显示，停汽封时装置1.0MPa工况下蒸汽消耗量减少约6000kg/h。这些蒸汽进入系统后在分馏塔气液分离罐转化为含硫污水，增加了下游污水汽提以及污水处理场的负荷。

三、处理方法

  为降低蒸汽消耗，减少污水处理量，考虑将焦化装置阀门的汽封蒸汽改为另外的气封介质。这种介质必须是干净的、不结焦的、压力与1.0Mpa蒸汽压力接近的、而且对阀门和生产工艺不会造成较大影响的介质，根据焦化装置生产的特点，比较理想的替代介质是富气压缩机出口的富气。阀门蒸汽汽专卖店改富气气封后，既不会对阀门的使用造成影响，也不会对生产工艺造成较大影响。