滑動閥作為催化劑循環(huán)過程中的關鍵設備之一，在反應再生產中對催化裂化反應溫度控制、材料調節(jié)和壓力控制起著關鍵作用。在緊急情況下，再生和待生滑我保護和切斷兩個裝置的安全作用。在同軸催化裂化裝置中，滑動閥也被用作催化劑外循環(huán)的調節(jié)閥和安全切斷閥。此外，在催化裂化裝置的再生氣壓控制中，煙氣過程中的雙動滑動閥也起著兩個安全和煙機安全的保護作用。本文分析了滑動閥生產運行中的典型故障。

1 滑閥簡介

滑閥按隔熱形式分為冷壁式和熱壁式。熱壁式是一種早期技術，它是在20世紀90年代發(fā)展起來的，其應用更具代表性。

1.1 滑閥的主要參數及結構

閥體材質為20g或16MnR，內壁采用100～150mm厚厚的耐磨隔熱雙層襯里降低了閥體外壁的工作溫度。單動再生和待滑閥的外觀測量壁溫可控制在150~180℃。對于雙動滑閥，閥體的工作溫度高達700℃外壁溫度不超過200℃。因此，冷壁滑閥的閥體材料多為16MnR與熱壁滑閥相比，低合金鋼在材料應用和制造方面降低了要求。

閥體與管道的連接采用類似材料的焊接方式，現場組焊接方便?；瑒娱y的出入口多采用等徑焊接結構，大蓋多采用圓形或矩形箱體結構。雙動滑動閥采用類似于單動滑動閥的結構，但對稱設置了兩個箱和大蓋。雙動滑動閥的大蓋密封采用先進的唇密封結構。冷壁單動滑動閥體主要采用等徑三通焊接結構，雙動滑動閥體采用異徑四通焊接結構。催化裂化裝置中典型滑動閥結構示意圖見圖1。

1.閥桿 2. 3填料函組件.閥大蓋4.唇形密封 5. 6節(jié)流擋板組件.閥體 7.耐磨襯里 8.閥板 9.導軌

圖1

1.2 滑閥內部件

滑閥內件主要由節(jié)流錐、閥座圈、導軌和閥板組成。

節(jié)流錐在滑閥內，屬于高溫應力部件，承受介質壓差和閥座圈、導軌、閥板的全部重量。節(jié)流錐懸掛，大端焊接在閥體上。節(jié)流錐的下部通過螺栓固定有閥座圈和導軌。閥板與導軌相對滑動。節(jié)流錐和閥座圈可隨閥體溫度的變化自由膨脹和收縮。

閥板和閥座圈形成滑閥的密封面。所有閥板的密封面都襯有耐磨襯里，閥板的尾部隱藏在密封面下，覆蓋閥桿的頭部，以增強閥板的耐腐蝕性，并保護閥桿的頭部不被催化劑沖刷。閥座圈、閥板、導軌均為高溫合金鋼鑄造結構。

采用滑閥導軌L型截面，易于焊接硬合金和研磨加工。耐磨襯里襯在閥座圈的閥口周圍和閥板的頭部，有效防止催化劑直接沖洗導軌和閥座圈的接頭，避免吹斷導軌螺栓。

閥板表面全部襯制龜甲網單層耐磨襯里。在催化劑沖刷嚴重的閥板前端和閥座圈的閥口處，均設有增強隔板來固定襯里。在閥板和導軌布置上，將導軌遠離閥口安裝，避免了催化劑直接沖刷導軌表面。閥板和閥座圈的重迭度增大，減少了通過間隙的催化劑通過量，減輕對導軌的磨損。

數據顯示，國產冷壁單動滑閥導軌距離閥口為75mm，冷壁雙動滑閥導軌距閥1000mm，閥板頭部與閥口重疊約50mm，閥板磨損得到有效補償，全開閥時流道暢通。

1.3 滑閥密封部分結構組成

滑閥閥蓋法蘭的內表面有一個單層襯里，用于引入脫水蒸汽或其他氣體介質來清洗和冷卻滑閥導軌和閥桿。

滑動閥填料函采用串聯填料密封結構，見圖2。兩種不同材料和規(guī)格的填料串聯安裝在填料函中，內部為備用填料，外部為工作填料。填料函操作時，備用填料松套不壓在閥桿上。當工作填料故障或需要更換時，液體填料可通過填料函上備用填料的注入口向內注入，填充并壓縮備用填料，使填料密封。在閥門正常工作和調整狀態(tài)下，外部工作填料也可以很容易地更換。備用填料為浸油石墨盤根，工作填料為柔性石墨，液體填料可采用二硫化鉬鋰基脂或添加一定比例的石墨粉制備。冷壁滑閥安裝后，應適當調整工作填料的壓力，以確保填料函的密封性能。調整原則是填料與閥桿之間的間隙不應太小，以免填料與閥桿過早磨損，增加功耗，嚴重影響靈活性。

圖2 滑閥串聯填料密封結構圖

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1.4 控制技術

滑閥控制模式包括電液控制、氣動控制和電機驅動控制模式。由于現場安全要求和控制精度要求越來越高，新設備主要以電液控制為主流，小設備仍有氣動控制，但相對較少。

滑閥電液執(zhí)行機構是一種典型的電液伺服位置自動控制系統(tǒng)，由電氣控制系統(tǒng)、電液伺服閥、伺服缸、油泵和位移傳感器（或角度傳感器）組成。電液執(zhí)行機構接受主控室4~20mA輸入信號，通過伺服放大器、電液伺服閥和高精度位移傳感器形成電液位置控制系統(tǒng)，使伺服缸活塞桿按指令信號直線位移，實現輸入信號與被控設備的線性位移關系。

電液控制具有控制精度高、推力大、定位準確、響應快、使用壽命長等顯著特點。電液執(zhí)行機構選擇的配件的防爆要求符合國家強制性標準，安全水平高。

圖3 滑閥電液執(zhí)行機構原理示圖

2 滑閥典型故障及對策

滑閥的故障大致可分為兩類：滑閥本體故障和滑閥運行故障?；y本體故障是指滑閥本體引起的功能故障和安全故障。常見故障包括滑閥的外部泄漏問題，如閥體內的耐磨襯里松動、閥體內的緊固件松動、磨損、斷裂和閥桿密封泄漏?；y運行故障主要是指生產運行中閥門的控制部分故障。常見故障包括手動、自動切換機構堵塞和滑閥控制系統(tǒng)故障。

2.11 閥內緊固螺栓斷裂，防止

2.1.1 閥內螺栓斷裂

滑閥長期處于高溫狀態(tài)，滑閥內緊固螺栓的高溫蠕變疲勞斷裂是最常見的內部故障問題。近年來，國內煉油化工企業(yè)在生產過程中，滑閥內部螺栓斷裂較多。經事故統(tǒng)計分析，閥內螺栓斷裂是滑閥設備本體的常見故障。

考慮到滑閥設計中熱膨脹的綜合影響，所有內部部件均以導流錐懸架、導流錐、閥座圈、導軌、閥板為主要受力部件，承受介質壓差的全部重量。由于結構原因，內部部件之間的緊固螺栓在高溫下具有巨大的拉伸力?；y內部緊固件為耐高溫合金螺栓，常用材料為高溫合金GH33.具有很強的耐高溫煙氣腐蝕性和耐高溫煙氣腐蝕性H、N同時具有耐滲碳腐蝕和耐腐蝕性S腐蝕能力高，熱強度高。由于螺栓在高溫下工作時間長，螺栓經過周期性沖擊拉伸，螺栓疲勞脆性斷裂趨勢明顯。最常見的螺栓斷裂部分是滑閥導軌與閥座圈、閥座圈與導流錐之間的連接螺栓斷裂。

在生產過程中，內部螺栓的損壞表現為滑閥功能故障?；y內部螺栓松動斷裂后的常見現象：①閥板離開正常位置時，閥板與閥座圈形成的密封面會出現泄漏空間，滑閥的截流和切割效果會變差或失效，泄漏形成的異常通道會成為流體介質的過流，加劇磨損。②閥板脫離正常位置，或閥板與閥座圈脫離正常位置。閥桿頭承受閥板的彎曲壓力，導致閥桿彎曲變形，導致滑閥開關卡住甚至卡住。

2.1.2 采取措施

對于滑閥內部螺栓斷裂的應對措施，重點是故障預防和預防性維護和更換螺栓。一旦螺栓斷裂，不僅會對設備造成損壞，還會對生產產生重大影響。在維護過程中也很難去除斷裂螺紋孔中的斷裂螺栓。

根據滑閥使用企業(yè)的研究和滑閥螺栓材料的理論分析，滑閥內緊固螺栓正常使用5~8a之后，推薦更換一次。如果使用中常有超過設計溫度的情況，其螺栓壽命應相應減短。鑒于當前國內石油化工企業(yè)在催化裂化裝置運行周期上多采用3a維修管理周期。因此，建議在兩個生產周期內全面更換滑閥內部緊固螺栓，這也是減少滑閥螺栓斷裂的重要手段。

2.2 大蓋密封泄漏處理

2.2.1 大蓋密封泄漏

普通滑閥的大蓋密封有柔性石墨墊片密封和唇密封兩種。由于高溫條件，唇密封在實際應用中更為常見。唇密封采用緊固螺栓和密封焊接相結合的形式。唇密封連接螺栓的緊固力應均勻，最終焊縫應均勻連續(xù)，避免砂眼等缺陷，以防止最初可能的泄漏。緊固螺栓可以保持兩個密封面之間的壓力。

現場多年的生產實踐表明，墊片密封泄漏往往會同時出現墊片損壞和法蘭表面損壞。唇密封泄漏的主要原因有兩個，一是氣孔、渣夾、砂眼、裂紋等缺陷，二是在煙氣介質和水蒸氣條件下形成腐蝕環(huán)境，導致焊縫滲透。

2.2.2 解決措施

(1)檢查和消除唇型密封焊接缺陷

   唇密封在焊接過程中，容易形成滲透孔、裂紋等缺陷，不能發(fā)揮隔離密封的作用。這些問題可以在設備開工期間的氣密試驗中充分暴露和處理。對于新的密封焊縫，金屬缺陷部位沒有明顯的氧化層，韌性好，易變形。鑒于這種情況，鋼鉆可以用來敲擊、鉚接泄漏點，然后進行火災補充焊接，或在焊接前拆除滑閥的內部壓力。由于滑閥腔內有壓力，不得直接補充焊接。

(2)唇型密封運行中的堵漏

   對于生產經營中的唇密封泄漏，由于泄漏部位介質泄漏，在缺陷位置形成氧化層，難以通過鉚接方式敲擊堵塞泄漏點。

在實踐中，可以用焊肉填充泄漏點最近兩側密封面之間的間隙。這里的焊接填充應避免緊固螺栓，以防止熱膨脹和緊固力減弱造成新的泄漏。填充焊接接頭和大蓋法蘭形成泄漏點周圍，以進一步控制泄漏點。

(3)大蓋墊片密封泄漏的搶修

   墊片密封泄漏難以處理。由于墊片抗沖刷性弱，泄漏膨脹快，處理時間短。

在生產實踐中，滑閥墊片泄漏的在線處理方案通常是沿法蘭邊緣包裹盒子，即沿法蘭邊緣制作盒子，以便完全包裹法蘭密封面。該方案可以保護密封，以確保堵塞泄漏點未來面部的可修復性。

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2.3 閥桿密封泄漏處理

與閥體相比，滑閥的閥桿在工作中往復運動。閥桿泄漏問題通常發(fā)生在長周期運行的后期或維護結束的早期階段。前者的原因是閥桿密封系統(tǒng)材料在長周期運行中故障或維護不當。后者主要是由于維護施工質量差或維護選擇附件質量差造成的。幾種常見的閥桿故障及其處理方案如下。

(1)緊固填料壓蓋

   閥蓋上的填料函采用串聯填料密封結構。兩種不同材料和規(guī)格的填料串聯安裝在一個填料函中。內部為備用填料，外部為工作填料。正常運行時，備用填料松套不壓在閥桿上。當出現泄漏跡象時，可適當擰緊工作填料蓋，消除泄漏。

(2)注入液體填料

   對于串聯填料密封，工作填料完全壓緊即可實現密封。泄漏時，表明外側工作填料失效，需要啟用內側填料，并更換外側填料。通過填料函上備用填料處的注入口向內注入液體填料，將備用填料充實并壓緊，使該填料起到密封作用。在閥門正常工作、調節(jié)狀態(tài)下，也可方便地更換外側的工作填料。

備用填料為浸油石墨根，工作填料為柔性石墨，液體填料可采用二硫化鉬鋰基脂或添加一定比例的石墨粉制備。液體填料通過專用工具從填料箱上的專用注入口進入填料腔，擠壓內部備用填料密封。隨著填料的注入，閥桿泄漏將逐漸減少，直到完全不泄漏。

(3)串聯填料密封更換

   串聯填料密封有泄漏跡象時，首先擰緊填料蓋，通過進一步壓緊外部工作填料堵塞泄漏。當工作填料失效或需要更換時，注入液體填料，填充備用填料，壓緊堵塞，使填料密封。此時，閥門可以在正常工作狀態(tài)下輕松更換外部工作填料。

更換內填料時，確認內填料正常工作：①松開壓蓋螺栓，取下填料壓蓋。②根據安裝填料的逆向順序，用盤根鉤等工具依次取出外填料。③根據現場狀態(tài)判斷，在安全的前提下，盡量取出外部填料。④清理粘附在外填料箱內表面的填料碎片。⑤按技術要求依次填充事先準備好的填料(盤根)。⑥安裝填料壓蓋，按技術要求擰緊壓蓋螺栓，更換盤根。⑦注意調整工作填料的壓力，確保填料函的密封性能和閥桿動作的靈活性，防止盤根與閥桿間隙過小，導致填料和閥桿過早磨損，增加功耗。

3 電液控制系統(tǒng)常見故障及預防

滑閥的電液系統(tǒng)包括弱電、動力、過濾、壓力控制、電液轉換、液力放大和液力驅動。故障具有多樣性、復雜性、偶然性、必然性和隱蔽性。

3.1 故障檢查

首先，觀察故障現象，仔細了解故障原因和故障前后設備的運行情況，查明故障是在什么條件下發(fā)生的，了解與故障相關的其他因素和故障特點。一般來說，故障部位可以通過目視檢查、聽覺、觸摸、嗅覺和儀器檢測進行診斷和發(fā)現。根據驗證的故障原因，首先選擇可以通過簡單檢查驗證或維修使設備恢復正常工作狀態(tài)的項目，即采先易后難的原則，排出檢查順序，以便在最短時間內完成檢查工作。

液壓系統(tǒng)的主要問題往往是由液壓油的質量或電液控制閥的故障引起的。電液控制閥故障的主要原因是液壓油的清洗。因此，液壓油的更換和管理是確保滑動閥安全高精度運行的基本條件。

3.2 電液系統(tǒng)的維護和維護

3.2.1 控制閥管理

控制閥作為電液系統(tǒng)的一部分，安裝在液壓泵和液壓缸之間，在系統(tǒng)中不工作，只控制執(zhí)行元件。液壓控制閥結構精密緊湊，其運行可靠性主要與液壓系統(tǒng)的設計選擇和液壓油的質量有關。

在日常運行和維護中，應根據控制閥的頻率制定不同的維護計劃。

(1)定期更新頻繁運行的控制閥。伺服閥應根據實際情況定期更新，避免閥芯磨損的負面影響。

（2）對于偶爾動作的控制閥，應根據實際生產情況制定計劃，在線測試其靈活性。例如，對于自保電磁閥，定期測試不僅可以檢查其可靠性，還可以使油流通閥芯，沖刷液壓油中沉積在閥芯上的雜質或變質材料，有利于疏通閥芯通道，避免閥芯卡住。

（3）定期清潔外彈簧控制閥。對于滑動閥油溫控制閥，外彈簧受環(huán)境影響，定期清理灰塵和污垢，恢復其靈活性，保證使用效果。

3.2.2 液壓油管理

據資料顯示，70%~80%的液壓系統(tǒng)故障與液壓油問題有關。保證液壓油質量的穩(wěn)定性和清潔度，有利于提高液壓系統(tǒng)的可靠性。

(1)選擇滑閥油

一般選用耐磨液壓油，油粘度是液壓油最重要的性能指標之一。其選擇是否合理，對液壓系統(tǒng)的運動穩(wěn)定性、工作可靠性和靈敏度、系統(tǒng)效率、功率損失、氣蝕現象、溫升和磨損有顯著影響，甚至使系統(tǒng)無法工作。因此，在選擇液壓油時，應根據具體情況或系統(tǒng)要求選擇合適的粘度和液壓油品種。

(2)油的清潔度

油的清潔度是決定液壓系統(tǒng)能否正常工作的關鍵因素。據統(tǒng)計，75%的液壓系統(tǒng)故障是由于液壓油不清潔造成的。應采取有效措施保持液壓油的清潔：①防止外部雜質進入系統(tǒng)。根據技術規(guī)范的要求，制定清洗油箱、更新液壓油的計劃，所有添加液壓油的設備必須保持清潔。特別建議在購買滑閥液壓油時選擇小包裝，避免包裝過程中的二次污染。②液壓元件不易拆卸，拆卸的元件必須嚴格保持清潔，存放在無塵場所。液壓零件的清洗、檢查和拆卸也應在無塵場所進行。簡而言之，液壓系統(tǒng)零件必須避免長期暴露，以減少雜質進入系統(tǒng)的機會。③過濾雜質，防止系統(tǒng)產生污垢。經常檢查過濾器的壓差，檢查是否堵塞。防止油變質，定期清洗油箱，清除沉積物，徹底更換油。④定期檢查油質。液壓油的污染和物理化學性能有兩個主要方面：一是油的物理化學性能，如粘度、閃點、酸度、含水量、抗泡沫試驗和防銹試驗。二是檢查油中雜質顆粒的大小和數量，即油的污染。

（3）油溫

   油溫主要影響油的粘度。油溫過低會增加粘度，使吸油困難。油溫過高會降低粘度、油質、泄漏、油老化和變質，加速密封件的老化、變質和故障。油箱的油溫不得超過60℃，一般液壓設備的油量控制在35~60℃工作比較合適。

(4)保持足夠的油量

   輸油量由執(zhí)行裝置的速度決定。因此，油箱的液位應盡可能接近規(guī)定范圍的上限。特別是在第一次運行時，當液壓元件充滿油時，必須注意觀察油箱的液位高度，使液位接近允許液位的上限。

4 結語

隨著催化裂化技術的不斷進步和國內外催化裂化新技術、新設備的不斷應用，催化裂化裝置的規(guī)模也越來越大，滑閥直徑以及制造技術難度也由此增大?；y位置關鍵，除了具有生產調節(jié)作用之外，也是裝置自保啟動情況下安全停車的關鍵設備之一，其安全運行性能將對整個裝置產生較大的影響。