PTA装置D1-401结晶器氧分析仪样气减压阀安装改造

　　1 概述

　　辽化芳烃厂PTA装置采用的氧含量分析仪表系统是由SERVOMEX(仕富梅)公司提供的1400型顺磁氧含量分析仪，其中 D1-401 结晶器氧含量分析仪设置为2取1高报连锁停车。

　　由于 PTA 装置 D1-401 结晶器生产具备的特殊性，即生产时器内气体高温高压，且含有大量醋酸、PTA粉末等高浓度酸性物质使管线内部受其腐蚀老化而产生大量杂质等，造成氧分析仪一次取样点后的样气减压阀经常性的在不到一周的时间内发生阀组件损坏，且有时阀内堵塞的问题，使氧含量检测数据不准确并自然而然地危及连锁，可能造成停车或更严重后果。

　　解决此问题的关键就在于解决气体条件中高温高压，且杂质影响大等的问题。本篇论文阐述的解决方案是改造样气减压阀前管线，应用自然衰减法来减缓直至消除高温高压样品气及杂质等对阀组件的影响。此问题现已成功解决。

　　2 SERVOMEX 顺磁式氧含量分析仪测量原理简述

　　Servomex 的顺磁式氧含量分析仪是应用氧气的顺磁性原理来进行检测的。氧气相对其他气体来说，具有最强的顺磁性。在磁场中会强烈地受到磁场吸引，向磁场密集处聚集。

　　如图示，将灌有氮气的球体(哑铃球)悬挂在非均匀的强磁场中(在工厂时以氮气进行标定，哑铃球最终停止位置设为平衡零点)，样气中所含的氧气会受磁场吸引而向哑铃球四周聚集，从而对其造成转动效应，此转动效应可从光学反馈系统侦测出。将电流通回哑铃周围的反馈线圈，可产生一个恰可抵消哑铃转动的力矩，这个力矩使哑铃回到零点位置，此时反馈电流的大小和样气中氧浓度呈完全线形相关。

　　3 原减压阀减压系统及存在问题

　　上图为减压阀的基本内部结构图，如图示样气经过减压阀进口，进入由阀门密封弹簧和阀门顶杆封闭的一个气室，这时调节输出调节螺杆，形成螺杆向下的位移，此位移使得输出调节弹簧产生形变，向下压迫压板和调节膜片，使其下方的阀门顶杆也向下移动，便部分打开了样气进入的封闭气室，此时样气便可以经过阀门顶杆被顶开而打开的开口，流出至出口，气室的开度完全由输出调节螺杆控制，就达到了对于样气的减压，控制的目的。

　　辽阳石化芳烃厂的 PTA 装置所用减压阀是美国GO公司的PR1系列减压阀

          原减压阀减压系统中，两路样品从工艺管线流出，经过一次取样阀(截止阀)，直接进入减压阀的入口端，经过减压阀后，以设定压力流出，进入阀后样气处理系统的洗涤塔中进行洗涤处理。因为样品来自D1-401结晶器，作为样气来源的D1-401 结晶器在正常工艺环境下，器内气体温度很高(160℃)，压力很大(15kg/cm3)，且气体内含有一定量的固体对苯二甲酸(TA)粉末，高浓度醋酸液滴等杂质，这样高温高压高腐蚀性且混有各种杂质的样气从入阀开始就对减压阀的密封小弹簧，阀门顶杆，阀门密封垫及调节膜片等结构直接造成了极大的冲击效应。实际应用中，在不到一周的时间里，就造成减压阀的阀门密封小弹簧变形、断裂，阀门顶杆、阀门密封垫及调节膜片缺损、变形，阀结构基本失效，失去对样品气压力的控制能力。而自下而上的气路流动，也使得样气中携带的酸性固态粉末，因其自身重力方向和气路流动方向正好相反，堆积在阀结构中气通路的沟回结构内后，不易再被样气冲刷带走，也造成了阀内构件的堵塞。在多次实际维护中，都观察到了减压阀阀内元件的损坏或固态粉末及杂质在阀内堆积结块的现象。