Fisher智能阀门定位器在防喘振控制阀的应用

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)神华宁夏煤业集团煤化工公司机械动力部 作者:苟蔚勇

  神华宁煤集团煤化工公司应用FisherDVC6000智能阀门定位器,其行程检测模块和控制器可分离安装,安全可靠,定位准确,维修次数少。行程检测模块仍然采用滑线电阻式位置变送,虽然较其他品牌寿命稍长,但使用1~1.5a就出现了反馈信号波动现象。EMERSON的TRI-LOOP333模拟量变送器作为阀位反馈变送器一旦断电或回路断开后,就会进入锁死状态,导致阀位反馈信号出现坏值。

  目前国内煤化工产业蓬勃发展,煤化工企业朝着大型化、集群化、智能化和清洁化等方向发展,对自动控制系统提出更高要求,以实现过程强化、功能安全和能效管理,控制阀(亦称调节阀)作为实现控制效果的最终执行单元显得尤为重要。因为控制阀直接接触、控制流经的各种工艺介质,工作环境恶劣,其中用于高温、高压、高压差、强冲刷磨蚀及低温等苛刻工况的大口径、特殊结构、材质的调节阀又占了很大比例。控制阀可靠、稳定工作关乎生产安全、优质运行,直接影响着企业效益。

  Emerson—Fisher等全球主要专业生产商的产品有着较多的应用,现就FisherDVC6000系列智能阀门定位器的应用做一介绍。阀门定位器可提高控制阀阀位的线性度、减少调节信号的传递滞后、改善调节阀流量特性、实现分程控制等,成为充分发挥控制阀调节性能、控制作用不可或缺的附件。

一、常规一体式阀门定位器存在问题

  神华宁煤集团煤化工公司甲醇、烯烃等生产装置投产以来,空分压缩机等大型转动设备相连的大口径管道振动大,特别在开、停车或异常工况放空时,管道中气体介质强烈的紊流和流速过快引起管线强烈振动,多次造成管道上的防喘振控制阀杆振断、安装在阀体上的一体式定位器(见图1)电路损坏、气源管线接头松动、气管线断裂等故障,引起停车停产,损失巨大。

安装在控制阀体上的常规一体式阀门定位器

图1 安装在控制阀体上的常规一体式阀门定位器

二、FisherDVC6000系列智能阀门定位器应用

  原常规一体式定位器安装在阀体上,随阀门一起振动,极易造成定位器内部元器件松动及损坏,从而产生误动作导致机组跳车,影响生产。与常规阀门定位器相比,DVC6000智能阀门定位器的行程检测模块和控制器可分离安装。控制器通过1根电缆与行程检测模块连接,用1根或2根气信号管与执行机构连接,这样在振动场合分离式安装具有很大的优势,还可用于过高或过低的环境温度、辐射等场合。分离安装的DVC6000阀门定位器现场应用情况如图2所示。

采用DVC6000系列智能阀门定位器改造后的防喘振控制阀

图2 采用DVC6000系列智能阀门定位器改造后的防喘振控制阀

  改造内容有:

  (1)更换定位器采用行程检测模块与控制器电路单元分开安装,代替只能安装在控制阀上的一体式定位器。只有阀杆行程检测模块安装在阀体上的阀杆连接处、电路较多的主定位器单元从阀门上分离,单独固定安装,不再安装在阀门本体上。再配以EMERSON公司的333型Tri—Loop阀位变送器将阀位反馈信号送至DCS。

  (2)更换气源管采用不锈钢金属编织PTFE内衬挠性软管代替不锈钢气源硬管,防止了阀体振动传递到分离安装的电路单元。

  (3)更改气动放大器(即流体增压器)安装位置,气动放大器垂直安装改为水平安装。尤其是SMC等品牌的放大器内部阀杆较细,垂直安装受振动影响更大。由于防喘振控制特点要求防喘振阀快开慢关,因此在气路上还需配以气动放大器(即流体增压器)实现快开、(单向)阻尼器(即节流调节阀)实现慢关功能,与FisherDVC6000定位器装配后,重新联调很重要。

  改造前的防喘振阀及定位器气路如图3所示。改造后的防喘振阀及定位器气路如图4所示。

改造前的防喘振阀及定位器气路图

图3 改造前的防喘振阀及定位器气路图

1.过滤减压阀 2.角行程降噪偏心旋转阀 3、7.气动放大器 4、6.单向阀 5.阻尼器 8.两位三通电磁阀 9.一体化定位器

改造后的防喘振阀及定位器气路图

图4 改造后的防喘振阀及定位器气路图

1.过滤减压阀 2.角行程降噪偏心旋转阀 3、7.气动放大器 4、6.单向阀 5.阻尼器 8.两位三通电磁阀 9.主定位器FisherDVC6035—FM10.阀位反馈模块

三、有待改进的问题

  FisherDVC6000系列智能阀门定位器的行程检测模块仍然采用滑线电阻式位置变送,虽然较其他品牌寿命稍长,但使用1~1.5a就出现了反馈信号波动现象(此时阀门真实情况没有变化),虽然已将大部分主电路模块移出强振动区,但由于行程检测模块仍在阀体上,仍受管线振动威胁,所以应开发出新形式耐振动的检测手段,从根本上延长使用寿命。

  EMERSON的TRI-LOOP333模拟量变送器作为阀位反馈变送器一旦断电或回路断开后,就会进入锁死状态,导致阀位反馈信号出现坏值,必须用HART375手操器重新激活才可以正常使用,这点需做改进,方便现场故障处理操作。

四、结语

  从改造后运行实践来看,FisherDVC6000智能阀门定位器在防喘振阀上的分离式安装应用有以下优点:

  1)安全可靠,改造后气路控制精准,使敏感电子元件不受影响;定位准确,避免了超调的可能。

  2)减少维修次数。减少安装在阀门本体上的电子元件,阀门反馈模块故障率低;一次改造完成,即解决了一体式定位器频繁损坏更换备件的昂贵费用,减少了因阀门定位器损坏对生产的影响,避免损失数百万元。

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