SA/CL-1-EP型阀门定位器的在线更换与思考

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)真空技术网整理 作者:王国荣

  在工业过程控制系统中,调节阀是调节流体流量的控制装置。能够调节流体的压力,温度,流量,液位等工艺参数。而阀门定位器是调节阀准确定位的重要部件,定位器的好坏直接影响工艺产品的质量以及装置的安全。为了使化工装置正常运行,不停车、在线处理或更换阀门定位器是非常必要的。

  下面是在线更换STISA/CL-1-EP定位器及更换过程中出现的问题及思考。

1、PV1021A阀门在流程中的重要性

  101JT是燃气透平,燃烧的乏气一部分给一段炉加温,一部分放空。PV1021A、PV1021B是101JT的乏气放空控制阀门,使用STI SA/CL-1-EP阀门定位器。流程示意如图1。

SA/CL-1-EP型阀门定位器的在线更换与思考

图1 流程示意

  PT1197A、PT1197B、PT1197C、PT1059A、PT1059B、PT1059C是该段工艺上的六块压力检测变送器,测量乏气压力,用于联锁控制。

  PT1197A、PT1197B、PT1197C三选二产生PALL1197低联锁,低联锁值是0.4kPa(表)。

  PT1059A、PT1059B、PT1059C三选二产生PAHH1059高联锁,高联锁值是0.15kPa(表)。

  所以PV1021A、PV1021B阀门的开度对工艺生产的影响很大。

  2014年4月10日,PV1021A/B两个阀门都处于手动控制状态。PV1021A开度为15%,PV1021B全关。晚上10点28分,PT1021检测压力突然减小,工艺人员立即在DCS上关小PV1021A,但是PT1021的检测压力无变化。仪表人员立即到现场检查阀门,判断该阀门定位器故障,PV1021A打手轮操作,以稳定工艺,之后检查发现该阀门定位器内部控制膜片破裂漏气,导致定位器控制失效。

2、STISA/CL-1-EP定位器的工作原理

  SA/CL-1-EP电气定位器由SA/CL-1大流量气动定位器和电气转换器(TYPE 122/WAT-SON SMITH)组成,如图2。

SA/CL-1-EP型阀门定位器的在线更换与思考

图2 SA/CL-1-EP定位器

  SA/CL系列定位器根据力平衡原理工作。当控制气压增大时,它会作用在①膜片上,迫使膜片带动④拉杆及③滑阀向上运动,这样工作气源通过滑阀组(由滑阀和滑阀外套组成)分配到气缸顶部进口,压缩空气不断进入气缸顶部,在气压的推动下活塞向下运动,气缸下端的空气便从滑阀组排向大气,同时带动⑦凸轮片也向下运动,在⑩调整滚柱与凸轮片的机械传动下,反馈转轴⑤会顺时针旋转,从而迫使⑧零点调整螺栓向下压,在②弹簧的传动下,向下的压力传导到膜片上,当气缸到达预定位置,向下的压力与膜片向上的推力达到力平衡时,滑阀便处于平衡状态,这时气缸两端都不会进出气,气缸也就定位在一个位置上。若控制气压发生变化,平衡被打破,气缸再次被重新定位。

3、更换定位器的过程

  (1)准备工作

  现场查看该阀门执行机构装置的连接情况,如图3。

SA/CL-1-EP型阀门定位器的在线更换与思考

图3 定位器执行机构示意

  PZ1021A是风门挡板,执行机构和挡板之间由转轴连接,连接部件可以活动,而且执行机构的底座也是活动的。将气缸与挡板的连接插销拆除,气缸就处于自由状态,连接的定位器就可以更换校验。在拆卸连接插销前一定要将风门挡板固定死。因为如果挡板随意动作,就可能引起联锁动作,造成装置跳车。

  (2)更换定位器

  更换定位器相对简单,只需将气源关闭,更换定位器就可以了。

  (3)校验

  更换完定位器之后,需校验定位器,以确保该风门能够满足工艺需要。用信号发生器(CA71)对定位器加4~20mA信号校验。检验完成后和主控进行联校,该定位器工作正常。

4、校验完成后出现的问题

  在完成定位器校验,盖接线盒的盖子时,发现只要将盖子盖住接线盒,在控制电流未发生改变的情况下,定位器就动作,气缸的活塞就移动位置,造成定位不准。反复多次调试都没有解决问题。在准备用内六角扳手紧固接线盒内部的连接件时,发现只要内六角扳手靠近电气转换器磁铁部分,气缸活塞就会动作。这时在没有检查接线盒盖子材质的情况下,误判接线盒盖子有铁的材质,在盖子靠近电气转换器时,与磁铁产生感应,导致活塞动作。于是更换了四氟材料的接线盒盖,但出现同样故障。再次判断故障原因,可能是控制气压力变化,造成活塞动作。将接线盒的电气接头松开,接线盒通大气,盖上盖子,故障消失,说明是控制气压力变化造成活塞动作。但是这时候只是将电气接头松开,根本就没有在接线盒上找排气孔,误认为该定位器设计有缺陷。其实在定位器的接线盒部分有一个排气装置,只是当时这个排气装置的盖子未打开,造成气压变化故障。

5、思考

  (1)造成这次更换定位器后阀门出现执行机构活塞移动的故障,说明我们平时没有对该定位器进行仔细研究,犯了经验主义的错误,导致更换过程既浪费了人力和物力(临时加工了一个四氟接线盒盖子),更浪费了时间,给工艺人员带来长时间不能操作的重大隐患。STI SA/CL系列定位器与其他厂家型号的定位器不同,较多厂家的定位器接线盒和电气转换部分,基本都是分开连接,排气孔都在电气转换和放大器部分,而且排气孔不需要打开,是直接排气。而STI SA/CL系列定位器的电气转换部分在接线盒内部,而且排气孔的盖子需要打开才能排气。

  (2)不要无故怀疑设计问题

  在没有确认接线盒盖子材料的情况下,就判断使用的是铁材质,会和电气转换的磁铁发生作用,进而影响喷嘴和挡板的距离,使得气缸活塞位置发生变化。

  (3)理论与实际的联系欠缺

  虽然知道定位器的工作原理,但理论和实际没能很好地结合,没有想到定位器的电气转换部分在接线盒内部。根据定位器的工作原理,该定位器是耗气型,应该考虑排气问题,但是没有考虑,导致接线盒上的排气帽没有打开,使得电气转换的气体无法排除,导致喷嘴和挡板的距离发生变化,使得阀位和信号不能很好地配合。这就需要我们在今后遇到故障的情况下,更多地考虑理论与实际情况,少走弯路。

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