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乙烯裂解装置ALFA开关球阀的技术改造

1、前言
    广州乙烯裂解装置根据意大利TCM公司的设计，乙烯装置采用了77台意大利ALFA公司生产的开关球阀。这些球阀均用于裂解装置部分的联锁，切断密封要求较高，一般为五级以上。如用于六台裂解炉联锁的燃料气切断阀，泄漏时会造成重大事故的发生。然而，这批开关球阀的问题比较多，在试车（吹扫、气密）期间发现大部分的阀门泄漏较大，不能保压或关不到位。泄漏较大的问题经过检修可以达到要求，但往往也带来关不到位的问题。这些阀门时好时坏，很不可靠。一直是乙烯**生产的一大隐患。

    2、 ALFA开关球阀关不到位的原因分析
    这批产品是意大利ALFA公司的早期的产品，结构不合理。这批阀的执行机构均为单气缸型，但无调整弹簧压力的装置。球阀与阀座的密封，靠四氟垫圈密封，而调整则靠垫片的厚薄来调整，保证密封时，往往使密封面阻力太大，很难调整到合适的厚度。再者由于工艺管道的应力与热应力的影响，即使检修期间修理、试验合格的阀，装上投用后往往还是关不到位。
    3、ALFA开关阀的改造方案
    根据ALFA阀结构的缺陷，我们考虑以下的改造方案：
    方案一：改型用新产品，每台阀3~4万元，77台阀需预计投资200~300万元。由于安装尺寸限制，国内外比较好的品牌如KTM、NESS等阀的尺寸不合，改造很困难；且投资太大，不宜采用。

    方案二：在阀座开槽加装一弹簧垫圈，由该弹簧垫圈自动调整密封，这与新结构的ALFA开关球阀一样。
    但存在下列问题：
    1 要在阀座开槽，破坏原来的结构；
    2 技术要求较高，弹簧垫圈需阀门制造专业工程师设计计算，我们目前无此技术力量；
    3 新增的弹簧垫圈，国内不知道有无合适的产品，原厂进口件价格太贵。
    在把握不大的情况下，不宜采用此方案。
    方案三：经反复试验，发现ALFA阀存在以上不足的原因是由于阀门关闭时力量不够，难以克服球阀部密封面的阻力，解决的*佳方案是在气缸弹簧侧，加装一先导阀，根据气动信号侧控制弹簧侧的气源通断，利用仪表空气压力来加大弹簧侧的压力，使之关闭力量加大，克服密封面的阻力，保证既密封，又能关到位。
    预期效果：因正常运行时，弹簧侧汽缸与大气相连，另一侧与仪表风相连。阀门在仪表风作用下全开，故障状况下，因先导阀的作用，其通断控制将仪表风引入弹簧侧汽缸内，加大弹簧力量，另一侧与大气相通，其较大的压力差能克服阀座密封面的压力，从而能保证阀门全关，且有很好的密封效果。
    此方案的主要材料如下表所示。（每台阀）
    预计每台阀改造投资大约2000元，此方案不破坏阀门原状，投资也比较小，整个项目（改造77台ALFA开关球阀）总共投资大约为15万元。

    4 结束语
    经过实施，乙烯裂解装置的77台ALFA开关球阀全部改造成功并投入使用。经过投料生产二年多来的实际运行考核，效果良好，为乙烯装置的**生产消除了一大长期的严重隐患，并创造了可观的经济效益。

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