浅谈炼油厂制氢PSA装置常见仪表故障及解决方法.pdf

装置常见仪表故障及解决方法

摘要:炼油厂制氢装置的PSA单元是氢气提浓单元，起到氢气提纯的作用，生产
的氢气提供给加氢装置使用，但是因为PSA单元的系统采用的是PLC控制系统，
按照程序步序运行，程控阀需要频繁动作。在运行过程中，也出现了比较多的故
障，在此，谈一下PSA单元运行过程中常见的仪表故障以及对应的解决方法。
关键词:PSA；程控阀；常见故障；解决方法

前言
中化泉州石化炼油厂制氢装置的PSA单元使用美国UOP的专利技术，系统使
用的是AB厂家的PLC系统。程控阀全部是蝶阀，执行机构是单作用气缸，阀门
厂家是美国美卓公司。程控阀中，部分是调节阀，部分是开关阀。其中调节阀使
用的是西门子的带回讯的单作用定位器，型号是6DR5210-0EM01-0AA9。对于尺
寸较大的调节阀，还配置了增速器。开关阀配置的电磁阀是ASCO的产品，型号
是NF8316A302MBDC24V，接口是，不是常用的接口，因为根据
工艺状况及系统要求，开关阀关闭的时间要尽量短，所以要求气缸排气要尽量快，
所以要求电磁阀的接口要尽量大。另外，为了尽量缩短开关阀的关闭时间，还配
备了快排阀。
PSA单元的系统按照程序步序运行，程控阀需要频繁动作，执行程序的开关
动作。特别是调节阀，除了开关动作外，还需要开关到一定阀位以控制系统的压
力，达到氢气提纯的目的。调节阀的动作时间都有严格规定，超过规定时间，阀
门就会出现报警甚至导致吸附塔下线，所以，PSA单元要求的条件还是很苛刻的，
这也是该系统比较容易出现故障的主要原因。
1、气源管断裂
中化泉州石化炼油厂的制氢装置的PSA单元自2014年运行至今，气源管断裂
出现了五次，气源管是的不锈钢卡套管。前四次断裂的地方均是在卡套处。
断裂原因是程控阀频繁动作、频繁振动，特别是阀门关闭瞬间，振动比较大，气
源管也随之振动，时间长了易产生疲劳，最终断裂，特别是气源管安装固定不牢
固和安装质量不好，强行组对，带有应力，更容易断裂。第五次断裂是在增速器
连接到气缸处断裂，断裂的一小段不锈钢管留在了气缸螺纹孔内。该处的气源管
是的不锈钢管。该处气源管断裂的原因除了阀门动作频繁振动大外，还有一
个原因是增速器比较重，对气源管产生了一定的重力，阀门长期动作后，就会断
裂。解决办法是重新安装气源管并且保证安装的质量，不能强行组对产生附加应
力。另外可以通过采用软管做气源管的方法解决。事实证明，该方法可行，唯一
不足的地方是不美观。
2、调节阀回讯报警
调节阀回讯报警分有以下3种情况：
（1）、回讯信号开路；
（2）、回讯信号不正确；
（3）、回讯不到位或者说回讯偏差大。
调节阀回讯信号开路可能的原因是回讯信号线端子松动或松脱或者回讯信号
线断开。端子松动或松脱可以重新接线，回讯信号线断开只能重新敷设信号线。
调节阀回讯信号不正确又分为调节阀全关后调节阀回讯还显示在全开位置或
全对不上调节阀的给定阀位。最常见的原因是调节阀定位器回讯模块故障，可以
单独更换回讯模块或者更换定位器。
调节阀回讯不到位或者说回讯偏差大，最常见的原因也是回讯模块故障，可
以更换回讯模块解决，也可以再次初始化定位器后，通过给阀位验证回讯是否正
确，如正确证明该定位器可以继续使用，如不正确只能更换新的定位器。
3、开关阀回讯报警
开关阀回讯报警时，系统画面上该开关阀会显示黄色，表明该开关阀回讯不
对，最可能的原因是回讯开关触点故障，可能是回讯触点松动或者脱落或者位置
偏移，也有可能是信号线端子松动或者脱落，也有可能是电缆开路或者短路。对
于电缆开路或者短路的情况，需要更换电缆。对于信号线端子松动或者脱落的情
况，直接重新接线即可解决问题。对于回讯触点松动或者脱落或者位置偏移的情
况，解决方法可以是重新调整并紧固触点，也可以更换整个回讯开关。
中化泉州石化制氢PSA装置的开关阀，回讯开关里面的触点是磁铁感应的，
当触点在磁铁远离时，处在初始状态，当磁铁靠近对正触点时，触点就会动作，
常开触点闭合，常闭触点断开，以此来传递开关阀的状态信号。因为开关阀作为
程控阀使用，频繁动作，所以回讯开关触点就会经常动作，感应小磁铁也会经常
转动，时间长了就会出现触点松动或者位置偏移的现象，甚至是小磁铁掉落，这
时候就需要重新固定触点和将小磁铁用粘胶重新粘在磁铁座上。
4、调节阀动作延迟
调节阀动作延迟即调节阀动作没有及时跟上系统送出的阀门信号（阀位），
这时候就会出现阀门报警信号。调节阀动作延迟最常见的原因还是定位器故障，
由于定位器的压电阀漏气导致阀门输出信号延迟。解决方法是先调大定位器的限
流器，观察效果，如果不行就只能更换定位器。调节阀动作延迟的原因还有增速
器的问题（这种情况比较少见），可以调节增速器的调节螺钉，加大增速器的输
出信号，但要注意不能调得太大，