控制蝶阀故障原因分析

一、设备概况及简介

该装置锅炉B-01 入口烟道高温蝶阀双作用气动蝶阀。该气动蝶阀采用的是常规机械式双作用电气阀门定位器，该型号阀门定位器在装置区使用共 38台，其余定位器自使用至今均未出现故障。由于阀门较大（直径2.3米），为保证控制速度，定位器通过控制两个气动放大器来控制阀门的开关。

二、故障经过

1月17日16:58时，车间装置因锅炉B01烟气入口蝶阀故障关闭，装置紧急停工，具体情况如下：

1.16:32 B01炉膛压力P528由6.95KPa开始下降，炉膛温度T528A由475℃逐步下降。

2.16:34 锅炉 B02 炉膛熄火。

3.16:50 工艺人员将烟气入口蝶阀HC501开度由90%调整为95%,

炉膛压力 P528及炉膛温度T528A仍未恢,经现场查看，锅炉B01烟气入口蝶阀处于关闭状态。装置总产汽量由274t/h下降至134t/h。

4.19:17B01烟气入口蝶阀故障处理完毕，进入复工阶段。

三、原因分析

（一）过程检查及分析

故障前锅炉B01烟气入口蝶阀HC501遥控开度输出信号一直为90%，未进行调节，故障发生后将信号调整为95%仍然无法打开，联系设备维修公司仪表人员现场检查处理，确认控制阀处于全关位置。工艺将该阀切出后仪表专业进行检查测试。

结合以往维护经验及现场实际情况，出现控制阀关死或打开无法调节，主要由以下几个方面的原因造成上述故障。

1.气源无压力或不在正常范围内。

2.仪表供风管路不畅或泄露。

3.仪表风品质差，有杂质造成过滤器、定位器背压系统堵塞。

4.定位器内部泄露、线圈故障、导向阀泄露、喷嘴堵塞。

5.控制回路故障，造成控制信号丢失。

6.机械传输转动部分故障。

7.锅炉入口蝶阀气缸泄露。

基于上述故障原因，维护人员对控制阀做出如下检查：

1.对控制系统输入输出回路信号、控制阀气源压力、气缸进行检查，各部分均正常。

2.供风气路无冻凝、堵塞、杂质等现象。

3.由操作室给0-100%的控制信号，阀门无动作。

4.在现场用信号发生器进行测试发现，控制信号正常，但在控制信号变化时，阀门定位器一直单侧输出，气动加速器只有关阀侧有风压，没有随着控制信号进行调节。

5.进一步检查发现阀门定位器磁钢线圈开路（极小概率事件）。仪表维护人员更换同型号的定位器后，控制阀动作恢复正常。

由该定位器的工作原理可知，喷嘴挡板的位置由弹簧力和线圈磁力（4-20mA信号）控制，喷嘴挡板形成的背压控制导向阀决定给哪个气缸供风，从而控制阀门的开关。当线圈开路时（线圈无磁力），则挡板完全被 弹簧力拉至极限位置，则导向阀一直向单侧气缸供风，从而造成气缸阀向关闭方向运动，直至全部关闭。基于以上分析可以判断，导致控制阀故障 的原因是阀门定位器磁钢线圈开路。

（二）故障根本原因

1.直接原因：锅炉B01烟气入口蝶阀阀门定位器磁钢线圈开路，导致蝶阀故障关闭无法打开，进而造成B01炉膛压力P528和炉膛温度不断下降，最终主风机及再生工段急停。

2.间接原因：因环保相关要求，在B01烟气入口蝶阀出现故障时，生产车间不允许开启烟道旁通阀HC509，故烟气在进入B01锅炉受阻的情况下影响锅炉B02及烟气轮机的正常工作，导致装置停工。

四、整改措施

1.与工艺车间联系，了解该类定位器现场使用情况。

2.现场检查该阀门定位器的完好状态和供风气路情况。

3.会同其他仪表专业技能专家就该问题的成因与预防进行探讨。

4.联系生产厂家技术人员，就定位器的故障原因进一步分析。

五、总结与启示

1.排查关键装置的重要关键控制回路，与主管部门协商逐步更换可进行阀门运行状态诊断的智能定位器。通过软件数据分析平台提前发现问题，及时处置。

2.鉴于此控制阀仅为平衡两台炉子烟气流量，正常生产过程中基本无需调节功能，建议在装置停工检修时将此阀改为现场手动操作