​恒立佳创：S Zorb 装置闭锁料斗程控球阀故障分析及对策

S Zorb 装置是炼油厂生产合格汽油的关键脱硫单元，含硫汽油在吸附剂作用下与氢气发生脱硫反应，吸附 “硫” 后的吸附剂需循环再生以维持活性。闭锁料斗作为关键设备，承担着吸附剂在高压含氢反应器与低压含氧再生器之间的转移任务，同时实现两者的有效隔离，其运行可靠性直接决定装置能否稳定生产。该闭锁料斗通过程序控制 31 台球阀的开关完成吸附剂循环，其中 10 台位于吸附剂输送主管线的球阀（XV01、XV02、XV03、XV05、XV06、XV08、XV09、XV10、XV13、XV14），需在承受温度压力频繁变化、吸附剂颗粒（0~150μm）磨损冲蚀的同时，达到 Class VI 级密封要求。随着使用时间增长，程控球阀故障率逐渐上升，多次导致闭锁料斗停运，严重影响装置正常生产。

一、程控球阀运行状态与故障特征

闭锁料斗每 20~30 分钟完成一次吸附剂循环，意味着程控球阀需频繁开关，每天操作次数达 48~72 次。在停工大修期间，对 15 台 MOGAS 品牌程控球阀（主要由阀体、执行机构、回讯器等组成）进行高压水试验，发现 13 台存在不同程度泄漏，经维修处理后重新投入使用。大修后第 4 年，阀门故障率特别攀升，期间因阀门故障导致闭锁料斗停运 169 次。

统计显示，故障主要集中在阀体本身及执行机构两部分，其中阀体故障占比超 70%，具体包括开关慢（42%）、内漏（20%）、盘根外漏（12%）；执行机构相关故障占比约 30%，涉及电磁阀（5%）、气缸（5%）、回讯器（2%）、DCS 模块（2%）等。拆解故障阀门后发现，阀球密封面普遍存在磨损，部分阀球在吸附剂长期冲蚀下已发生破损。类似问题在广州、金陵等炼油厂的 S Zorb 装置中也普遍存在，主要表现为密封面磨损、内漏或开关超时。

二、故障原因深度分析

（一）阀体本身故障诱因

开关慢：关键原因是阀球与阀座之间摩擦力增大。新阀或维修后阀门的预紧力若过大，会导致阀球与阀座间隙过紧，叠加使用过程中的热膨胀，直接增加摩擦力；阀门使用一段时间后，阀球与阀座接触面出现磨损，细小吸附剂颗粒易进入间隙，加速磨损进程，引发开关不畅甚至卡涩。

内漏与外漏：内漏主要由密封面磨损、阀球破损导致，无法满足 Class VI 级密封要求；外漏则多因盘根老化、安装不当或阀杆密封损坏引发。

（二）执行机构故障诱因

电磁阀、气缸、回讯器等部件的老化、损坏或参数不匹配，会影响阀门动作响应速度和准确性。此类故障多可通过在线更换部件、调整仪表风压等方式解决，对生产影响相对有限。

（三）工况与设备寿命特性

程控球阀需承受压力温度周期变化、吸附剂颗粒冲蚀，且密封要求高，长期处于苛刻工况下，其自然寿命受磨损程度直接影响，故障率符合设备 “浴盆曲线” 规律：初装后为初始故障期，易因装配预紧力、温度适配、执行机构装配等问题引发故障；运行一段时间后进入低故障率的偶发故障期；随着磨损累积，较终进入故障率快速上升的耗损故障期。

三、预知维修策略与实施措施

传统故障后被动维修模式存在明显弊端：阀门故障频发时往往无法支撑至大修就需更换，更换过程中闭锁料斗需停运吹扫，装置被迫进料循环，严重影响生产；夜间故障时，人员、设备召集困难，作业安全风险高。因此，必须采用预知维修模式，在设备功能性故障发生前，有计划地开展维修，降低停机损失。预知维修的关键是找到设备性能劣化曲线中的潜在故障点（P 点）与功能故障点（F 点），在两者之间的关键窗口内实施维修。

（一）建立精细化台账管理

对所有闭锁料斗程控球阀实施 “1 阀 1 码 1 账” 管理，将编码钢印于阀体便于识别跟踪，详细记录阀门品牌、型号、生产日期、初装日期、安装位置、故障情况、维修记录、二次安装信息等内容。通过动态收集和分析数据，结合阀门型号、安装位置等差异，摸索合理的使用寿命及报废周期，提高阀门利用率。

（二）排除初始故障期干扰

新阀与维修后阀门检验：新购阀门需查验合格证并进行打压密封试验；维修后备用阀门除打压密封试验外，建议开展离线开关测试，利用风压驱动阀门反复动作，既排查动作不畅问题，又实现阀球与阀座配对磨合。条件允许时，可模拟实际工况（升温至 300℃左右操作温度）进行测试，并增加力矩检测，避免安装后因热膨胀导致阀球 “抱死” 或卡涩。

规范安装操作：MOGAS 阀门设计有承压端（标有 PE 标记，内置碟簧），安装时需严格按照图纸标识方向连接阀体法兰，若安装方向错误，管道压差会导致含吸附剂颗粒的介质轻易进入密封面，造成密封不严和加速磨损。

（三）强化运行状态监测

采用人工巡检与 DCS 数据采集相结合的监测方式：人工巡检时通过 “听、看、摸、测” 排查异常；在装置控制室 DCS 系统中实时读取阀门所在管线的温度、压力、开工用时等数据，定期记录阀门打开与关闭用时。通过定时定量收集数据，为分析阀门劣化趋势、判定故障状态提供坚实依据。

（四）总结维修规律优化管理

提前筹备维修资源：对于判定需更换的阀门，提前准备测试合格的备件，协调起重设备与专业人员，与生产调度沟通流程调整方案，提前下达安全隔离措施，缩短作业时间，降低对生产的影响。

集中开展维修作业：若多台阀门同时进入 P-F 维修窗口，可计划闭锁料斗单次停运，集中完成多台阀门更换，比较大化保障装置生产的连续性与经济性。

跟踪技术改造效果：对实施阀球表面喷涂耐磨涂层、更换新型盘根填料、增加气控装置提升执行机构输出扭矩等技术改造的阀门，进行重点追踪评估，通过减缓性能劣化，延长阀门运行时间与服役寿命。

（恒立佳创是恒立集团在上海成立的一站式客户解决方案中心，旨在为客户提供恒立全球12个生产制造基地生产的液压元件、气动元件、导轨丝杆、密封件、电驱电控、精密铸件、无缝钢管、传动控制与系统集成等全系列产品的技术支持与销售服务。）