目前，中国石油宁夏石化公司拥有2套大型合成氨装置和2套大型尿素装置，共有1200多个自动调节阀参与控制。自动调节阀的稳定运行是制约设备安全稳定运行的重要因素，特别是尿素设备的高温、高压、易结晶，导致调节阀经常出现故障、寿命缩短、维护频繁，影响设备的稳定运行。为了确保设备的稳定运行，消除限制长周期运行的瓶颈，结合工艺条件和调节阀的实际使用，取得了良好的效果。
1 一尿素汽提塔液位控制阀
化肥尿素装置蒸汽提塔液位控制阀的应用环境为高温、压差大、结晶方便。由于环境恶劣，阀杆容易断裂，填料容易泄漏。自设备生产以来，多次出现故障，导致设备停止。通过分析工艺条件和调节阀结构，认为故障的主要原因是：
①阀杆悬空过长，当阀芯端受到严重不平衡时，阀杆容易断裂或弯曲；
②导套配合过紧，容易从填料底部的阀杆和导套配合部位断裂；
③阀腔内气蚀严重，未经特殊处理的阀杆、阀芯易损坏。
为解决存在的问题，采用以下技术改造：
①制作了一个由四根均匀分布的钢筋支撑的圆柱体，镶嵌在阀腔内，将阀芯的活动范围限制在圆柱体内，结构如图1所示。
②加粗阀杆，扩大和延长填料底部导向金属套的内径。
③要求调节阀供应商对阀杆和阀芯进行特殊处理。
改造后的汽提塔液位控制阀解决了阀杆容易断裂的问题，阀门的使用寿命也从2~3个月延长到2~a没有故障，直到大修才更换内部，达到预期的改造效果，确保设备周期长，降低维护成本，提高效率。
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图1 圆柱体示意
2 二尿素三通旋塞阀
二化肥尿素装置造粒系统有9个三通旋塞阀，经常因四氟衬套破裂而泄漏。需要停止造粒，更换三通旋塞阀衬套，清理大颗粒装置。由于介质容易结晶尿液，清床难度大，环境恶劣，清床难度大。为了延长三通旋塞阀的使用寿命，减少维护次数，仔细分析了三通旋塞阀的使用环境和内部结构，认为四氟衬套破裂泄漏的主要原因是:
①更换衬套时，安装后的衬套容易变形，阀芯和衬套密封不好；
②阀门动作过程中，由于阀芯开窗孔过大，衬套容易被切割损坏，导致阀门内漏；
③采用阀体出口管道<10mm盘管伴热效果差，尿液易结晶，堵塞管道和阀门。
根据上述原因，研究决定进行以下技术改造：
①在满足维修时间的情况下，每次维修三通旋塞阀时，必须将阀门整体下线，并使用014MPa蒸汽更换阀体加热衬套。更换衬套时，用自制龙门架在阀体上均匀加压，保证更换后衬套均匀完好。
②将阀芯原设计的开口窗改为多孔网眼，避免转动时衬套分裂。阀芯改造前后结构形状如图2所示。
③阀体后管道由原来的阀体从原来的<10mm将盘管伴热改为夹套伴热，提高伴热效果。改造后的夹套伴热结构如图3所示。
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图2 阀芯改造前后结构形状示意
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图3 改造后的夹套伴热结构示意
3 一尿素二氧化碳压缩机防喘振阀
二氧化碳压缩机防哮喘振动阀是二氧化碳压缩机四段回流入入口的防哮喘振动调节阀。在正常生产过程中，阀门需要完全关闭，以确保进入尿素合成系统CO2量。然而，在压缩机刚刚冲洗的过程中，由于机组系统的振动和阀体本身从开启状态到逐渐关闭的振动，阀门经常出现故障，调整失控，系统停止。阀门失控的主要原因是：
①原调节阀膜头弹簧力不足，阀门关闭不到位，容易造成内漏；
②阀杆太细，稍加预紧力就容易弯曲；
③电阀定位器固定在膜头上，由于振动容易漂移，阀门关闭不到位。
针对上述原因，经过工艺和阀门安装运行环境分析，与二化肥尿素装置四回一防喘振动阀相比，认为与二化肥尿素装置四回一防喘振动阀相同类型的阀门可以满足要求，并购买了一个阀门进行安装试验，完全克服了原调节阀的缺陷，确保阀门关闭时无泄漏，压缩机跳车时阀门可立即打开，不会引起压缩机喘振。自更换阀2以来a没有任何故障，完全解决了阀门失控的问题。
4 二尿素汽提塔出料阀
二化肥尿素装置蒸汽塔给料阀为双膜头控制阀，膜头弹簧长，弹簧支架刚度差，易变形。此外，阀门安装水平，弹簧容易弯曲，膜头内的几个弹簧经常不规则地缠绕在一起，切割膜片，膜头泄漏，阀门失控。为了有效地解决这个问题，弹簧支架被普通钢取代为刚性好的45#钢和热处理，在弹簧支撑部分加工支撑工件和支撑焊接牢固，用于固定弹簧，确保弹簧水平放置在膜头内，不易和缠绕。
5 其他调节阀
近年来，尿素装置中还进行了其他调节阀的技术改造，包括化肥尿素装置蒸汽调节阀的结构更换，解决了阀腔内不平衡力导致阀杆旋转的问题；化肥尿素装置合成塔给料阀杆粗化措施解决了原阀杆易断裂的问题；化肥尿素装置造粒控制阀衬套的定位解决了衬套依赖进口的问题.
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