三通接头老化泄露差点致非计划停车，这个板子拍谁？

1.装置及单元简介

某公司5万吨/年硫黄回收联合装置，2016年6月开工建设，2017年10月26日工程完成并投运。硫黄回收装置主要原料为酸性气， 主要产品为液硫。

2.回路及仪表简介

硫比值分析仪（位号AT10201，型号TLG-837 ）是紫外分光光谱仪，它利用被测量介质对紫外光的吸收，与被测量介质浓度成线性关系实现定量测量。

在硫黄回收装置中，部分H 2 S先和空气反应生成SO 2 ，然后剩下的 H 2 S 和生成的 SO 2 在催化剂的帮助下反应实现硫回收。 为使硫回收过程达到最佳的回收效果，需要通过控制空气进气量使 H 2 S 和 SO 2 的摩尔比为2:1； 为此需要在尾气出口配置一套硫黄比值仪，以测量 H 2 S 和 SO 2 浓度，并计算两者的比值（ H 2 S / SO 2 ），将信号传递给DCS，由DCS控制空气进气阀（阀芯为球阀），实现反馈控制； 减小硫排放量、提高硫回收率、优化控制，降低能耗。 硫比值回路图如图1所示。

1.故障前工艺情况

故障发生前，生产装置运行正常，工艺参数没有异常及波动；仪表维护人员最后一次巡检仪表各数值指示正常。

2.故障现象及描述

硫黄比值仪投用后发现硫化氢与二氧化硫测量趋势表现为正比例（与下面描述比值增大、减小不是同一个意思，此处是说趋势表现为正比例，硫化氢测量数值变大，二氧化硫测量数值也变大；正常硫化氢与二氧化硫数值为反比例关系，硫化氢测量数值变大，二氧化硫测量数值减小）现象，偶尔出现测量数值跳零（图2）。

3.故障影响范围

酸气、风气配比不当，影响硫黄回收率。 克劳斯反应过程中 H 2 S 和 SO 2 的分子比为2:1，当原始的 H 2 S 和 SO 2 的分子比不等于2:1时，随着反应的进行， H 2 S 和 SO 2 的比值随之增大或减小，随着偏离程度的增大硫转化率明显下降。为了提高装置硫转化率，在操作过程中必须控制反应炉的空气量合适以确保尾气中 H 2 S 和 SO 2 的分子之比达到2:1。另外，由于生产线氧管线压力波动大，造成风气配比波动大，进而影响炉膛温度，可能造成非计划停车。

4.仪表及系统处理过程

注意：进入硫黄装置，除个人劳保用品穿戴齐全外，还需佩戴四合一报警器（硫化氢，一氧化炭，氧气和可燃性气体），按要求佩戴防毒口罩，做好个人安全防护。

（1）发现问题： 硫黄比值仪投用后发现硫化氢与二氧化硫测量趋势出现正比例现象，偶尔出现测量数值跳零。

（2）检查原因及处理方案：

图3-4： 被污染准直器图、清理后准直器

②检查取样探头的高压蒸汽、冷指蒸汽（专业名词）、反吹风、抽吸气运行情况。

③检查预处理箱内的各阀门、流量计是否工作正常，气动三通阀有内漏现象（阀位在关闭状态时仍有介质流过，气动三通阀拆分见图5），经过拆检后发现阀芯经过长时间的高压力、高流速表面出现腐蚀（图6）。

④更换气动三通阀整体后硫化氢与二氧化硫测量趋势恢复正常（图7）。

图7： 硫黄比值仪正常运行状态 图

1.故障前仪表可靠性评价：

仪表风管三通（三通接头）长时间经受高压，高流速气体冲蚀， 可能会存在一定内漏风险，需定期按计划更换 。巡检人员在巡检过程中未仔细观察气路压力指示，对压力下降数值不敏感，导致未能及时发现内漏的三通，未能及时更换以避免问题的出现，由于巡检人员对小问题的忽视，降低了仪表系统的可靠性。

2.失效分析：

（1）直接原因： 三通接头处受高压气体（高压蒸汽，此处压力达3Mpa，目前使用的气动三通阀只适用于常压条件，下次报备需报高压阀门）冲击损坏，导致气路发生泄漏是本次事故的直接原因（图8）。

注：A，I为控制气动阀动作的驱动器接口；B为连接机柜下方的高压蒸汽总管；E,G为仪表风或氮气总管；H为连接标气；C,D,F连接实物探头，C为低压蒸汽入口，F为高压蒸汽入口，D为仪表风或氮气总管出口。

（2）间接原因： 高压气体冲击三通接头，导致三通接头损坏；三通接头质地不均匀导致一侧易损，最终导致三通接头损坏，所以引发此次故障；三通接头在与气路管连接时存在偏移（观测阀芯受损部位可发现为单侧长期受冲蚀），未能使气路管与三通接头以一条直线接入，因此在高压、高速气体流过时，受阻不同，长时间冲击一侧就会导致三通接头损坏，从而引发此次故障。

（3）管理原因： 在日常工作中未指定专门的负责人员对该表检查维护，未生成台账每天填写设备检查记录，未设立考核制度，从而导致巡检人员在巡检过程中走马观花，久而久之，引发此次故障。巡检人员在日常巡检过程中未能发现此问题，以及发现问题未能及时排除可能存在的危险因素，也是导致此次故障的管理原因。

3.故障性质

阀芯经过长时间的高压力、高流速冲蚀表面出现腐蚀，导致测量趋势出现正比例现象，偶尔出现测量数值跳零故障；属器件年久老化故障类型；巡检人员未能及时发现三通接头老化泄露现象 。

（1）巡检人员加强巡检，每天在巡检过程中携带泡沫水，对可能存在泄露的转接处进行试漏，发现有轻微泄露，先紧固，再进行试漏，若还未解决，更换备用件。

（2）每周定期对发射端跟接收端探头进行反吹或清洁工作，做好仪表维护，防止有大块污物出现，从而影响仪表测量。

（3）预处理箱内目前使用的三通阀，四通阀适用条件为常温常压，而高压蒸汽与低压蒸汽为采样探头正常工作必备条件（防止硫结晶污染准直器末端玻璃柱），在高温高压工作条件下，需换耐高温高压材质备件，增加使用寿命。

2.持续改进

（1）重要仪表专人管理，对班组人员进行仪表专业知识培训，让每个人了解该仪表工作原理，能够独立处理事故。

（2）改造完善气路回路测量管路的保温，避免样气在镜片处凝固。