静叶比例阀控制系统改造应用
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比例阀控制可编程调速器在丹江口水电厂的应用孙富根1陈海军2(1.湖北丹江口水力发电厂湖北丹江口市442700;2.湖北汉江王甫洲水力发电有限责任公司湖北老河口市 441800)摘要本文对丹江口水电厂比例阀控制可编程调速器的特点、工作原理及现场调试运行情况进行了介绍,针对比例阀控制可编程调速器在调试和运行中遇到的问题作了初步的分析。
关键词丹江口水电厂比例阀控制可编程调速器调试和运行一、电厂概况丹江口水电厂位于南水北调中线水源地湖北丹江口市境内,装有6台15万千瓦的水轮发电机组,总装机容量90万千瓦,是我国早期投产的大型水力发电厂之一。
因电厂的可调性好,当前在容量已超过80000MW的华中电网中仍承担着调频、调峰、调相和事故备用等重要任务,是电网的主要直调厂之一。
二、调速系统现状及改造的原因目前在运行的水轮机调速器是1993年到1995年更换的,电气部分采用的是南京自动化研究所(南瑞)研制的SJ-700系列双微机水轮机调速器,机械部分是武汉市水电控制设备公司(武汉三联)生产的KZT-150型块式直连型机械液压系统。
电液转换器为环喷式。
该套调节系统投运以来运行稳定可靠,但随时间的推移各种故障现象日趋增多,其中许多与设备的结构有关,这种调速器已越来越不能满足我厂安全生产的需要。
南水北调中线水源工程的实施,使丹江丹江大坝在原有的162米高程基础上,加高14.6米,坝顶高程将达到176.6米,大坝加高后,水库的正常蓄水位由157米升高到170米,相应的发电额定水头将由现在的63.5米提高到81米,由于水头的提高,发变电设备也要作相应的更新改造,其中水轮机调速器也被列入此次改造项目。
三、新型调速器的选型及工作原理和性能特点通过全国科学技术工作者的不懈努力,我国水轮机调节技术近年来已取得了长足的进步,各主要生产厂生产的可编程调速器的技术性能、功能和工艺水平已全面达到国际先进水平。
各种新型电液转换技术也都有了成熟的应用。
比例阀的智能化控制系统设计与应用摘要:本文主要介绍了比例阀的智能化控制系统的设计与应用。
首先,介绍了比例阀的基本原理和结构特点;然后,详细探讨了智能化控制系统的设计要求和硬件模块的选型;最后,以某型号比例阀为例,介绍了智能化控制系统的应用实例。
关键词:比例阀、智能化控制系统、设计、应用一、引言比例阀是一种常用的工业自动控制设备,在液压和气动系统中起到调节流量和压力的作用。
随着科技的不断进步,智能化控制系统在工业领域得到了广泛应用。
本文旨在通过对比例阀的智能化控制系统的设计与应用进行研究,为相关领域的工程师和研究人员提供参考。
二、比例阀的基本原理和结构特点比例阀是基于电磁铁的工作原理实现对流体流量的调节。
当电磁铁通电时,通过杆塞和弹簧的相互作用,改变阀芯的位置,从而调节通过阀体的流体流量。
比例阀具有结构简单、响应速度快、精度高等优点,广泛应用于各个领域。
三、智能化控制系统的设计要求1. 精度要求:智能化控制系统在控制比例阀时需要具备高精度的调节能力,以满足工业生产中对流量和压力的准确控制需求。
2. 响应时间:智能化控制系统应具备快速的响应时间,能够及时调节比例阀的工作状态,以达到稳定控制效果。
3. 可靠性:智能化控制系统在工业环境中需要具备良好的抗干扰能力和可靠性,能够保证长期稳定运行。
4. 可扩展性:智能化控制系统应具备良好的可扩展性,可以方便地与其他设备进行接口和通信。
四、智能化控制系统硬件模块的选型在设计智能化控制系统时,需要选择合适的硬件模块以实现系统的功能需求。
以下是一些常见的硬件模块选型:1. 控制器:选用高性能的嵌入式控制器,具备良好的运算能力和稳定性。
2. 传感器:选用高精度的压力传感器和流量传感器,以实时监测比例阀的工作状态。
3. 通信模块:选用可靠的通信模块,可以与其他设备进行数据交换和远程控制。
4. 电源模块:选用可靠的电源模块,以保证系统的稳定供电。
5. 人机交互界面:选用易于操作和显示的触摸屏或按钮面板,以方便用户进行参数设置和监控。
电厂水处理阀门控制系统改造与应用【摘要】安阳电厂水处理车间阀门已运行有十多年,设备陈旧,操作不灵活,反馈不正常,经常出现问题,热控人员需要经常处理缺陷,同时也无法实现远方操作,在已有阀门控制程序的基础上,对就地电磁阀箱进行了改造。
从设备安全和经济的角度方面考虑,不同阀门采用不同的控制方案,重要阀门采用双作用电磁阀控制,一般阀门采用单作用电磁阀控制,从控制方式上分远方操作和手动操作,从最大程度上满足运行人员的操作要求,当阀门出现故障,总结了一套检修操作方案,确保能快速、准确找到问题并进行处理,为机组安全运行提供保障。
【关键词】水处理;阀门;电磁阀0.引言水处理车间在电厂中一直处在非常重要的位置上,它向全厂提供用水,包括锅炉给水、热网用水、各重要辅机冷却用水、凝汽器用水等等。
安阳电厂水处理车间自运行以来,已有十余年的时间,设备出现不同程度的老化,其中表现最为突出的是阀门老化、操作不灵活,反馈不能正常反映阀门状态等一系列问题。
随着安阳电厂1、2号机组的新建,水处理车间也进行了改造,首先是控制系统的改造,由原来的西门子公司的PLC控制系统改造成日立DCS控制系统。
虽然日立控制系统中已经做好了水处理控制阀门的程序,但是与原有就地阀门电磁阀箱还没有建立起关系,这段期间运行人员只能在就地操作阀门,无法实现远方操作,这给运行人员带来了不小的劳动量。
1.阀门控制的基本结构运行人员通过操作员站发出控制指令,传送到数据处理单元,将信号送至就地电磁阀箱,或者直接在电磁阀箱面板上发出开门指令,使电磁阀动作,最终使阀门达到运行人员的要求。
同时,将阀门的动作状态反馈给就地电磁阀箱和操作员站。
2.改造主要设备本次改造主要是虚线框里的内容,即对电磁阀箱进行改造。
改造后使用的设备主要有:2.1气管路采用的是外径为10CM的不锈钢管路。
管子在铺设时的坡度符合要求,管路铺设整齐、美观、固定牢固,成排铺设的管路,其弯头弧度一致。
就地电磁阀箱内管路与导线分开铺设,并保持一定距离。
关于催化裂化轴流风机静叶控制系统原理及应用探讨关键词:催化裂化轴流风机静叶控制当系统阻力位于失效线上时,也会发生运行不稳定状况,风机不能在稳定的工况点上运行。
由于气流不稳定,风机叶片受到气流脉动力激振,而最终导致叶片断裂,但当风机在喘振线(性能曲线上已给出)以下工作时,可保证风机的稳定运行。
一、催化裂化轴流风机的阻塞现象当轴流式主风机在低压比、大流量下运行,且流量大到动、静叶之间的气速超过临界气速时,风机流道的有效通流能力减少,风机出口压力继续降低,流量不再增加,出现阻塞现象。
阻塞多发生在轴流风机的高压段,阻塞时高压叶栅内气流流动紊乱,使叶片和风机排气缸剧烈振动,若延续时间过长同样也会振断叶片。
引起催化剂倒流、塌床、和泥,使主风总管阻死无法向再生系統供风。
反阻塞控制和反喘振一样,因为阻塞点难以测量和预料,同样在风机阻塞线上设置一条反阻塞线,通过自动控制使风机只能在反阻塞线上运行,以防发生阻塞。
反阻塞线的裕度通常为5-10%。
在风机出口管理上设一反阻塞单向快速切断阻尼阀与反逆流阀,参与到两器流化风低流量自保联锁中。
也可适当地关闭此阀就能使风机压比增高,在容积流量减少,从而避免阻塞、催化剂倒流引起的高温损机。
二、催化裂化轴流风机静叶控制系统的工作原理av型静叶可调轴流风机又称为子午加速风机。
由启动电动机或烟气轮机通过联轴器和中间轴带动叶轮旋转做功,介质(气体)则通过叶片(轮)流道时在子午面上收敛加速,从而获得动能,再经后导叶整流后进入扩压器,此时流速下降,大部分动能转换为静压能,从而满足了系统用风压、风量需求。
该控制系统的主要控制方案有静叶开度控制与故障锁位两种,所有的控制功能都由集成在电液控制柜内的 plc(西门子 s-224 型号)或者独立的静叶控制器来完成。
av型静叶可调轴流风机含anl3~ans0共23种机号,每种机号可分为13、15、17、19共4种叶片数,每种叶片数又可分为4种叶片安装角,故能满足用户的各种参数要求,从而选出与系统工况具有最佳匹配特性的风机。
主风机静叶控制系统改造作者:陈珂来源:《青年生活》2019年第10期摘要:本文分析了中石化济南分公司二催化装置主风机组原静叶控制系统的工作原理及缺点,介绍了REXA静叶执行器的构成、工作原理、改造方案,改造后解决了原控制系统控制不稳定、伺服阀卡涩、静叶漂移及渗漏等问题。
关键词:REXA执行器;主风机;静叶调节;引言:中石化济南分公司二催化装置主风机组是陕鼓AV-56-14,原主风机静叶调节系统采用的是液压站式伺服调节系统,有独立的动力油站、伺服放大器、伺服阀和双伺服马达组成。
使用多年来,存在动力油系统泄漏、伺服阀卡涩及静叶漂移等诸多安全隐患。
为解决这些问题,提高静叶调节系统的安全性和可靠性,借助大检修机会,对原控制系统进行改造,采用机电液一体化的REXA执行器代替原液压站式伺服调节系统。
一.原静叶控制系统原静叶控制系统是一个典型的电液伺服控制系统,由DCS发出指令信號,以液压油为工作介质实现位置控制的系统。
就控制作用来看,分为给定环节、反馈环节、比较环节、放大运算环节和执行环节,被控对象是主风机的静叶。
静叶角度调节系统(在DCS中实现)根据工艺对主风机的出口流量要求送出4~20mA (DC)信号到电液伺服阀进行电液转换,并根据静叶位置变送器反馈信号对机壳两侧的伺服马达进行定位控制,通过液压传动使安装在机壳两侧的调节油缸作轴向往复移动,从而达到调节静叶角度控制风机出口流量的目的。
电液伺服阀是静叶调节系统中重要的核心控制部件,该阀内部结构精密、间隙小,对动力油的清洁度要求很高,油液中杂质颗粒度直径要求小于5μm,一旦油路发生堵塞,静叶控制就会失灵【1】。
二.REXA静叶调节系统构成及工作原理REXA执行器由控制模块与动力模块两部分组成。
控制模块包括位置电源、马达驱动器、控制处理器、电源开关及连接端子。
动力模块是执行器的核心,由马达、齿轮泵等组成。
采用高度集成化、模块化、小型化设计,所有组件内部集成一体化结构。
第46卷第18期2018年9月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.46No.18Sep.2018新型REXA 执行器在风机静叶调节系统中的应用赵连彬,赵冠夫(沈阳东北电力调节技术有限公司,辽宁 沈阳 110000)摘 要:针对大庆石化催化裂化主轴流风机原电液伺服静叶调节系统存在的动力油系统泄漏严重㊁伺服马达拒动㊁伺服阀卡涩及静叶漂移等问题,对该系统进行了升级改造㊂将原电液执行器更换为REXA 电液执行器,增加REXA 控制单元㊂系统改造后,缩短了液压油管路,原系统的伺服阀卡涩㊁静叶漂移及渗油漏油等问题得到很好的解决㊂结果表明,REXA 执行器具有响应速度快㊁定位精度高㊁抗干扰能力强等优点,同时节约了人工成本㊂关键词:轴流风机;伺服;调节系统;REXA 执行器 中图分类号:TH17 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2018)18-0099-03第一作者:赵连彬(1986-),男,工程师,主要从事汽轮机电调工作㊂Application of New REXA Actuator in Fan Static Nlade Regulation SystemZHAO Lian -bin ,ZHAO Guan -fu(Shenyang Northeast Electric Power Control Co.,Ltd.,Liaoning Shenyang 110000,China)Abstract :Aiming at the serious leakage of power oil system,the rejection of servo motor,the jam of servo valve and the drift of stator blade in the original electro -hydraulic servo control system of FCC main axial fan in Daqing Petrochemical Company,the system was reformed.The original electro hydraulic actuator was replaced to REXA actuator,REXA control unit was increased.After the transformation,the hydraulic oil pipeline was greatly reduced,and the problems such as the servo valve jamming of the original system,static blade drift and leakage were solved.The results showed that REXA actuator had the advantages of fast response speed,high positioning accuracy and strong anti -interference ability while saving labor cost.Key words :axial flow fan;servo;regulating system;REXA actuator大庆石化公司炼油厂100×104t /a 重油催化裂化装置主风机组由电动机/发电机-轴流风机-烟气轮机(简称 烟机”)组成㊂烟机运行的是否稳定将直接决定着机组的性能指标,影响着机组的余热回收㊂介质烟气经再生器内第一㊁二级旋分器,三级旋分器分离催化剂细粉后进入烟机入口,供烟机做功[1]㊂静叶可调轴流风机:喘振线相对平稳,一般调节范围较宽㊂有固定的工作转速,原动机可以为电动机或蒸汽透平机组,容易避开叶片振动频率,安全系数较高,有调节缸,有降低噪音这一优势[2]㊂轴流压缩机配套的静叶调节系统通常由动力油站㊁伺服马达㊁伺服阀㊁动力油管路和一套自动化仪表等组成静叶调节的液压伺服控制系统[3]㊂在客户长期使用过程中,轴流压缩机静叶常出现执行机构动作不灵活,伺服阀卡涩㊁静叶位置漂移等现象;并且动力油系统跑冒滴漏的现象比较严重,在线无法进行维修及更换,若系统漏油严重则引起机组非正常停车,不但影响生产而且污染环境㊂为提高风机静叶调节系统运行的安全性和可靠性,消除漏油跑油等安全隐患,我公司新推出REXA 静叶调节系统,既解决了原系统存在的问题,又能够降低能源消耗,同时实现基本免维护运行㊂1 改造方案1.1 改造方案 本改造方案对轴流风机本体部分不做任何改动,只改造静叶调节系统相关部件,拟采用REXA 替代原液压伺服调节机构作为新的风机静叶调节系统[4]㊂改造部件明细如下:1.1.1 取消的模块(1)动力油站(包括电机㊁加热器㊁电磁阀组等),见图1;(2)伺服阀专用控制块㊁伺服阀和马达㊂图1 原静叶调节系统Fig.1 the original static blade regulation system1.1.2 保留的单元(1)联接轴套及内部相应联接件;(2)控制室控制系统(控制信号为4~20mA 信号)㊂1.1.3 新增的模块REXA 执行器安装在原伺服油缸的位置,控制箱安装在易于操作及满足工作环境的地方㊂图2 REXA 静叶调节系统Fig.2 REXA static blade regulation system1.2 REXA 执行器的工作原理REXA 液压执行器接受中央控制室来的控制指令,比较当前位置(或反馈)信号与控制指令,如果偏差大于所设死区,则输出动作信号,从而智能可控电机运行,通过高精度齿轮泵和流量匹配阀控制液压油流动,实现伺服油缸的线性位移大力矩输出,进一步驱动轴流风机静叶位置,当所设置偏差小于死区时,智能电机停止运行,动力油缸自动保持位置,完成整个调节过程[5]㊂在高精度齿轮油泵不运行时,REXA 电液执行器依靠流量匹对阀FMV1㊁FMV2封闭伺服油缸两侧进口㊁排油口,执行器从而保持原位状态㊂当REXA 接受到左移信号时,智能可控电机驱动油泵顺时针转动,向对应的系统侧供油,在14MPa 高压油的作用下,开启液压锁FMV1㊁FMV2,液压缸左侧通过液压锁FMV2排油至油泵人口,高压油通过液压锁FMV1进入液压缸右侧,在压差的作用下,液压缸活塞向左侧运动输出位移,信号消失油泵停止转动,动作过程结束,执行器在新的平衡位置下保位[6]㊂图3 REXA 执行器工作原理Fig.3 REXA executor working principle当REXA 接受到右移信号时,智能可控电机驱动油泵逆时针转动,向对应的系统侧供油,在14MPa 高压油的作用下,开启液压锁FMV1㊁FMV2,液压缸右侧通过液压锁FMV1排油至油泵人口,高压油通过液压锁FMV2进入液压缸左侧,在压差的作用下,液压缸活塞向右侧移动输出位移,信号消失油泵停止转动,动作过程结束,执行器在新的平衡位置下保位[6]㊂1.3 REXA 电液执行器的特点REXA 执行器采用机㊁电㊁液集成化设计,并且不需另额外提供动力电机㊁齿轮泵㊁液压油路,去掉了体积巨大的液压站㊂集成型模块化设计,使REXA 执行器结构相对简单㊁占用空间小㊁质量轻,易于安装维护和维修㊂液压油路在封闭式循环流动,从根本上解决了因液压系统开放式循环而导致的液压油污染所带来的问题㊂获得美国专利的流量配对系统使执行机构内部的流体压力独立于外部负载的大小和方向,保持恒定,不随介质压力的波动而抖动或改变,保证执行机构在不需动作时保持原位,电机不工作,延长电机使用寿命[7]㊂2 改造后的特点2.1 安全且可靠(1)执行器集成型模块化设计,无多余管路连接,无外供油源,取消了原动力油站;(2)取消了原液压伺服阀等阀组,使用美国专利的流量配配阀,伺服阀卡涩㊁漂移等问题很好的得到处理;(3)液压系统为完全封闭式设计,从根本上解决原液压系统因是开放式系统导致的液压油污染带来的问题㊂2.2 节能降损耗(1)风机静叶保持位时,REXA 电液执行器的伺服电机不工作,节约电㊁油等能源;(2)因为液压油路是闭式循环,工作介质不需要过滤和更换,不再需要油过滤器㊁空气滤清器㊁冷却器及加热器等设备,减少了备件所需费用;(3)基本实现免维护,节省大量人力资源㊂3 结果分析表1 两种执行器结构比较Table 1 Comparison of two executor structures结构REXA 电液执行器原电液执行器组成由双向高速齿轮泵㊁伺服电机㊁油箱㊁流量匹对阀由柱塞泵㊁相交流电机㊁油箱㊁蓄能器㊁电加热器动力设备功率2kW 伺服电机1台,只在调节时运行,节能连续运行液压油过滤器无高精度过滤器,滤芯需定期更换控制阀高性能流量匹配阀,不接受电信号,液压泵控制1只PARK 阀,伺服放大器控制,易堵塞零漂,卡涩时易造成静叶调节失控㊂空气过滤器无高精度空气过滤器,滤芯需定期更换蓄能器无共2台,每台16L,合计32L 油箱容积1.5L,10年更换1次容积500L,需3年更换1次油管路6.5m105m油站体积310mm ×110mm ×110mm,集成在伺服油缸上,节省空间2400mm ×1750mm ×1550mm,地面0m 平台安装,需要油管路与二层平台轴流压缩机连接与8m 平台轴流风机静叶调节系统连接4 结 论REXA 电液执行器已与Dresser(德莱塞兰)轴流压缩机配套(下转第112页)表2 审核后与同行业企业资源与能源利用指标对比Table2 Comparison of resource and energy utilization index of enterprises in the same industry after audit单位产品电耗/(kWh/t)综合能耗/(kgce/t)新水消耗/(m3/t)本公司(审核前)3300.37940.952.97本公司(审核后)3232.49925.252.79清洁生产企业3482.051009.47.18翌川公司采用嘉恒法炉渣处理技术,水耗远低于同行业企业㊂(3)废物回收利用情况:翌川公司生产废水主要是设备冷却水㊁炉渣产生的冲渣废水,上述废水均循环使用,不但节约了水资源,实现零排放,工业用水重复利用率为91.33%㊂回转窑和矿热炉产生的高温烟气直接引至干燥窑用于干燥原料矿石,节省了烟煤的使用量,减少SO2排放量㊂除尘系统收集的除尘灰回用后作为原料配料使用㊂表3 审核后与钢铁行业(铁合金)废物回收利用指标对比Table3 Comparison with Waste Recovery and Utilization Indexof Iron and Steel Industry废物回收利用指标本公司(RKEF工艺生产粗镍合金)钢铁行业(铁合金)(HJ470-2009)一级二级三级水重复利用率/%91.33≥95≥90炉渣利用率/%100100微粉回收利用率/%100100由表3可以看到清洁生产方案实施效果明显㊂公司总共实施23项清洁生产方案,其中无/低费方案20项,中/高费方案3项,年节省炮泥20吨,节约用电1084.78万kWh,节约用煤100t,节约用水19000m3,单位产品二氧化硫减排量为0.006kg/t,实现节能减排㊂2.5 持续清洁生产企业推行清洁生产是一个不间断地对清洁生产方案滚动实施的过程,即不断地发现问题㊁解决问题的过程,实现清洁生产在公司内长期㊁持续地推行下去,必须根据公司的实际情况制定持续清洁生产计划,使清洁生产有组织有计划地持续进行下去㊂3 结 论翌川公司通过此次清洁生产审核,从早期的环境整治㊁厂容厂貌的改善到安全文明生产,从基本制度管理升华到以 节能㊁降耗㊁减污㊁增效”为核心的清洁生产审核,由于公司领导的重视和带领,广大员工的积极参与和生产部门的密切配合,取得了较好的成效㊂(1)提高了清洁生产意识,企业管理水平得到全面提升㊂(2)摸清了公司污染源分布和污染物产生情况,以及高能耗㊁高物耗和废弃物产生量较大的部位,进一步减少了污染物排放和能源消耗㊂(3)公司建立了一系列的清洁生产相关制度,完善了公司的生产管理制度和清洁生产激励机制,激励员工积极参与合理化建议㊂参考文献[1] 刘国俊,魏立安.清洁生产理念在铅冶炼行业中的应用[J].江西化工,2018(2):25-28.[2] 明扬,黄羽飞.我国铜冶炼废气治理技术研究[J].农业与技术,2015(18):230-231.[3] 张丽萍,孙强.清洁生产在铜冶炼行业中的应用[J].绿色科技,2017(10):99-101.[4] 钱志东.红土镍矿冶炼行业(RKEF工艺)洁生产评价指标体系构建及实例研究[D].福州:福建师范大学,2014.[5] 肖薏.清洁生产技术在重金属冶炼行业企业中的应用实例[J].科技经济与资源环境,2017(2):107.(上接第100页)20余年,很好的解决了原来液压调节系统渗油漏油㊁伺服阀卡涩及静叶漂移的问题㊂在国内REXA风机静叶调节执行器已成功应用到陕西鼓风机厂轴流风机上,在AV80㊁AV100等型号机组已成功应用㊂采用REXA电液调节系统替换原动力油站与伺服阀的技术方案,既提高了轴流压缩机静叶角度调节的稳定性和可靠性,又降低了运行成本,保证了装置的安全稳定运行㊁同时提高了工厂自动化水平㊂参考文献[1] 邓克明,雷亚军.大庆石化烟机磨损原因分析及应对措施[J].中外能源,2008(24):183-190.[2] 陕西鼓风机厂轴流压缩机培训教材[OL].互联网文档资源,2016(03):42-45.[3] 朱芬梅,吴正锋,于飞.电动鼓风机智能化静叶系统的开发与应用[J].甘肃冶金,2014(01):56-57.[4] 钟海,李闽燕.REXA执行在主风机静叶调节系统中的应用[J].化工自动化及仪表,2017,47(5):54-56.[5] 吴世权,王会刚.机组静叶控制系统几种电液执行器对比分析[J].设备管理与维修,2016,39(11):154-156.[6] 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静叶比例阀控制系统改造应用李立奎【摘要】Electric static stability control system is one of the main factors to ensure the regulative ability of control equipment. The failures of stator blade servo control system include control signal loss and tracking lag. In this paper, in view of the above problems, the electro-hydraulic proportional valve instead of the electro-hydraulic servo valve could effectively solve the above problems, and could ensure the smooth production.%电炉静叶控制系统工作的稳定性是保证设备调控能力的主要因素之一。
在生产实践中发现,静叶伺服控制系统出现的一些故障包括控制信号丢失、跟踪滞后等问题。
针对以上问题,采用电液比例阀代替电液伺服阀,有效解决了以上问题,保证了生产顺行。
【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】2页(P195-196)【关键词】静叶比例阀;控制;改造【作者】李立奎【作者单位】莱芜钢铁集团粉末冶金有限公司,山东莱芜 271104【正文语种】中文【中图分类】TH120 引言静叶控制系统一般采用用电液伺服阀控制方式[1-3]。
电液伺服阀具有响应时间短、工作可靠等优点,但在生产实践中发现,静叶伺服控制系统出现的一些故障包括控制信号丢失、跟踪滞后、位置传感器故障等,会造成静叶大幅波动甚至全开或全关,严重影响了设备调控效果。
REXA执行器在主风机静叶调节系统中的应用钟海;李闽燕;王健;果硕;赵仁辉;唐艳伶【摘要】针对二催化主风机原电液伺服静叶调节系统存在的动力油系统泄漏严重、伺服马达拒动、伺服阀卡涩及静叶漂移等问题,对该系统进行了改造.将原电液执行器更换为REXA执行器.改造后,极大地减少了液压油管路,解决了原系统的伺服阀卡涩、静叶漂移及渗漏等问题.【期刊名称】《化工自动化及仪表》【年(卷),期】2017(044)009【总页数】4页(P895-898)【关键词】REXA执行器;主风机静叶调节系统;改造;电液执行器【作者】钟海;李闽燕;王健;果硕;赵仁辉;唐艳伶【作者单位】中国石油华北石化公司;中国石油华北石化公司;中国石油华北石化公司;中国石油华北石化公司;中国石油华北石化公司;中国石油华北石化公司【正文语种】中文【中图分类】TH862+.77中国石油华北石化公司二催化主风机是装置扩能改造时由三催化搬迁过来的,其中风机静叶调节系统采用的是液压站式伺服调节系统,由独立的动力油站、伺服放大器、伺服阀和双伺服马达组成[1~4]。
风机静叶调节系统自开工以来,存在动力油系统泄漏严重、伺服马达拒动、伺服阀卡涩及静叶漂移等诸多安全隐患。
为解决上述问题,提高风机静叶调节系统的安全性和可靠性,中国石油华北石化公司决定在装置大检修期间,对原系统进行改造,采用REXA执行器代替原液压伺服调节系统作为新的静叶调节用执行器。
1.1 REXA执行器的构成REXA执行器是一种智能型机电液一体化执行器,由控制箱、动力模块和两个动力油缸组成。
两个动力油缸分别固定在原伺服油缸的位置,与风机静叶连杆刚性连接。
动力模块固定在一侧动力油缸上,通过不锈钢管与两个动力油缸连接。
控制箱就近安装在易于操作和维护的地方。
1.2 REXA执行器的选型根据现场测量并与技术资料比对可知:风机静叶的双侧出力合计约42kN,实际行程45mm,全行程时间约20s。
故可选择GL20000-2-0.5D-P-2S型REXA执行器作为该风机静叶调节用执行器,其技术参数为:最大出力90kN,实际行程50mm,全行程时间约15s,满足原设计参数要求。
采用比例阀技术改进设计钻机液压系统摘要:笔者结合多年的实践工作检验,提出了了中深孔钻液压的系统的新型方案,其重要特征在于利用比例阀门技术达到了恒压钻进的目的,同时也得到了最为科学、理想的钻数。
此外,本文从理论方面上针对钻机液压系统的散热情况以及构成特点进行了研究分析,并针对液压件型号的选择提出了几点意见。
关键词:钻机液压系统;比例阀门技术;改进设计引言现阶段,在我国地质勘探过程中使用最为普遍的是深孔钻机。
和国外先进的钻机相比较而言,我国所使用的深孔钻机的钻进效率偏低,钻机性能与规格等诸多方面均无法完全满足具体的使用要求。
因此,研究与开发高性能的液压钻机有着重要的现实意义。
研究人员在吸取国外先进钻井的设计经验的同时,根据现阶段钻机通常采取的重要性能参数与钻进技术工艺要求,提出了利用比例阀门技术对钻机液压系统进行改造的新方案。
下文针对采用比例阀技术改造钻机液压系统进行了分析。
1.钻机液压系统的工作原理以及构成特征该钻机液压系统是有:动力头与绞车闭式回路、比例阀门控制自动的加减压给进回路、补油回路、变量控制回路以及压力控制回路、泥浆泵的闭式回路等基本的回路组合而成。
1.1.动力头与绞车的闭式回路。
因为在实际的钻探施工过程中,提钻绞车、取芯绞车以及动力头并不需要同参与施工,因此将这些元件的油马达均可以放置在同一个回路上,以此简化系统的结构。
在本回路中,油泵需要根据实际操作顺序要求在其中的某个油马达上提油,因而,可以选择小规格型号的油泵。
此外,动力头与绞车闭式的回路还具备了工作效率高、结构简单以及节约能源资源等诸多优点[1]。
1.2.比例阀门控制自动的加减压给进回路。
在本回路上油泵供给Lee换向阀、油经顺序阀以及进入给进的油缸,也实现了对钻具的加压目的。
利用比例压力对阀门进行有效的控制,以此实现对油缸的自动化调整,使得进油的压力值不断偏小,最终实现了加压钻进、减压钻进的目的,有效的控制了加压力和减压力的实际大小。
静叶比例阀控制系统改造应用*
李立奎
(莱芜钢铁集团粉末冶金有限公司,山东莱芜 271104)
摘 要:电炉静叶控制系统工作的稳定性是保证设备调控能力的主要因素之一㊂在生产实践中发现,静叶伺服控制系统出现的一些故障包括控制信号丢失㊁跟踪滞后等问题㊂针对以上问题,采用电液比例阀代替电液伺服阀,有效解决了以上问题,保证了生产顺行㊂
关键词:静叶比例阀;控制;改造
中图分类号:TH12 文献标志码:A 文章编号:1007-4414(2015)03-0195-02 Transformation and Application of Control System of Stator Blade Proportional Valve
LI Li-kui
(Powder Metallurgy Co.,Ltd,Laiwu Steel Group Co.,Ltd,Laiwu Shandong 271104,China) Abstract:Electric static stability control system is one of the main factors to ensure the regulative ability of control equipment. The failures of stator blade servo control system include control signal loss and tracking lag.In this paper,in view of the above problems,the electro-hydraulic proportional valve instead of the electro-hydraulic servo valve could effectively solve the above problems,and could ensure the smooth production.
Key words:stator blade proportional valve;control;transformation
0 引 言
静叶控制系统一般采用用电液伺服阀控制方式[1-3]㊂电液伺服阀具有响应时间短㊁工作可靠等优点,但在生产实践中发现,静叶伺服控制系统出现的一些故障包括控制信号丢失㊁跟踪滞后㊁位置传感器故障等,会造成静叶大幅波动甚至全开或全关,严重影响了设备调控效果㊂
1 存在问题的分析
莱钢集团粉末冶金公司的电炉机组静叶开度均由电液伺服阀来控制㊂其静叶调控系统工作原理为:有自控系统发出的指令信号,在伺服控制器中与油缸的实际位置信号比较,成为误差信号放大后,送入电液伺服阀㊂伺服阀按一定的比例将电流信号转变成液压油量推动油缸运动㊂由位置传感器发出的反馈信号不断改变,直至与指令信号相等时,油缸停止运动㊂油缸的直线运动,通过一套曲柄转变成静叶的旋转运动,改变敬业的开度㊂随着系统信号的不断变化,透平静叶的开度也将不断改变,从而达到控制及组转速,控制煤气流量㊁控制高炉顶压的目的[4]㊂在熟知其工作原理后,对设备的运行情况进行实时监控跟踪,记录所有相关数据并一起分析研究,确认了目前静叶伺服控制系统存在的主要问题如下㊂1.1 对动力油油质的要求
当前,对电炉机组所用动力油的油污染等级要求为8级以下(NAS1638标准),而电液伺服厂家提供的产品说明中要求伺服阀对动力油油质为6级或更好,当前动力油系统达到6级的污染登记难度相当高㊂因此,在生产过程中,经常出现伺服阀堵塞现象,导致伺服阀动作不灵敏,动作过程振动大,莱钢粉末冶金公司曾出现过因伺服阀振动大导致不锈钢供油管道振裂的问题㊂
1.2 电液伺服阀控制系统不具备锁位功能
电液伺服阀控制系统不具备锁位功能㊂对于电液伺服阀控制系统一旦发生电液伺服阀输入或输出信号丢失㊁调节器跟踪滞后㊁静叶位置传感器故障和电磁失电等情况,电液伺服阀控制系统将出现静叶异常动作,从而导致机组存在着严重的控制隐患,影响了设备稳定和生产顺行㊂
因此,如何有效消除电液伺服阀控制系统缺陷,确保机组在出现信号故障时能够维持稳定的运行状态,对于提升设备稳定运行显得非常必要㊂
2 静叶控制改造思路和技术分析
2.1 改造思路的确定
根据静叶伺服控制系统的现状和存在的不足,为解决此问题,最终选择了用电液比例阀代替电液伺服阀的技术改造方案㊂
2.2 伺服阀控制系统与比例控制系统技术比较
采用电液比例阀代替电液伺服阀,主要问题是在控制精度和响应时间上的区别,采用大流量高品质的电液比例阀,恰好解决了此问题㊂下面将从油质要
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㊃机械研究与应用㊃2015年第3期(第28卷,总第137期) 检测与控制
*收稿日期:2015-05-06
作者简介:李立奎(1978-),男,山东莱芜人,工程师,研究方向:冶金设备管理㊂
求㊁结构特点㊁影响时间等方面进行比较说明㊂电液伺服阀与电液比例的参数对比如表1所列㊂
表1 电液伺服阀与电液比例阀参数对比
项目电液伺服阀电液比例阀
结构特点采用衔铁式力矩马达和喷嘴挡板使伺服阀
结构极为紧凑㊂动作灵敏㊂由于采用喷嘴
结构,对油质要求较高㊂
采用比例电磁铁作为控制单元,配有集成电子放大器,由电信号确
定阀芯位置㊂因优化了集成电液系统,其优良的动态特性和静态
特性可与伺服阀相比㊂同时具有敏感性㊁油质要求低㊁易维护,可
靠性高等特点㊂
油质要求NAS1638标准:6级或更好
ISO4406标准15/12级或更好
油质过滤要求:5um
ISO4406标准18/15(相当于NAS1638标准9级和10级之间)
油质过滤要求:10um
相应时间≤20ms≤15ms
从表中可以看出,电液伺服阀和电表比例在油质要求上线相差大,比例阀较伺服阀的油质要求低3个级别,这就给生产中动力油的过滤工作带来几大好处,大大降低了TRT动力油过滤成本,同时也避免了因油质轻微污染造成了伺服阀堵塞而导致伺服阀动作不灵敏㊁工作振动大等问题㊂从以上对比分析看处,在油质要求㊁工作稳定性等方面,电液比例阀具有明显的有优秀㊂
3 静叶控制改造实施过程
将原有的电液伺服阀更换为过滤阀台,在现有伺服阀二级过滤器周围安装电液比例阀集成箱,将过滤阀台与电液比例阀集成箱通过高压胶管连接,原伺服阀的供回油管道不做改变[5]㊂
在PLC安装与比例阀配套的智能型控制器来控制比例阀动作,代替原伺服阀的素服拉制器㊂PLC系统稍做或调整以适合于比例阀控制模式,控制室到现场的布线不作任何改变㊂第一步,再远阀块附近安装新的阀台;第二部步,取下伺服阀,安装上相同安装尺寸的油路过渡阀台,将压力油回油和负载油路通过此块和高压软管引出道心制作的阀台;第三部步,在控制室安装ISA控制器,连好线路后调校㊂
4 结 论
现场试验和运行试验表明,改造后,静叶控制精度和动态响应㊁静叶油缸全行程时间,故障锁位功能均达到或优于改造指标,同时炉顶压波动一直控制在±1000兆帕范围内,更好地稳定了高炉生产㊂同时具备自动锁位功能的电液比例阀静叶控制系统,有效解决了以下难题:
(1)输入信号丢失锁位功能:当位置控制信号超过正常的信号范围(4~20mA)时,控制器将油缸就地锁位;一旦信号恢复到正常的范围,则锁位自动解除㊂该功能主要是针对信号传输先断开或PLC信号从输出错误时,避免油缸按照错误指令误动作㊂(2)反馈信号丢失锁位功能:一旦静叶位置传感器的反馈信号超出正常范围则使油缸就地锁位;待信号回复后侧锁位自动解除㊂该功能的设置主要避免因位置传感器故障而导致的油缸误动作㊂(3)跟踪信号锁位功能:对于控制器发出的信号进行跟踪,一旦其发亏信号和输出信号在规定时间内误差超出正常范围时,则使油缸就地锁位;待恢复正常后则锁位功能在输出和反馈一致时解除㊂该功能的设置主要是避免因油缸的卡涩㊁比例阀堵塞动作迟缓的故障时对高炉顶压造成的波动㊂
(4)断电锁位功能:在控制系统失去电源后,油缸立刻就地锁位㊂
参考文献:
[1] 许有熊.新型压电式电-气PWM比例阀的研究[J].中国机械
工程,2009(14):21-25.
[2] 田秀平.冷床裙板比例阀和两级马达液压控制[J].液压与气
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[3] 宋宗南.新型比例阀用动磁式电机械转换器[J].微特电机,
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[4] 郑凯锋.比例阀控制非对称液压缸系统的非线性建模与仿真
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[5] 严荣松.工业炉气质转换分析与比例阀应用研究[J].工业炉,
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检测与控制 2015年第3期(第28卷,总第137期)㊃机械研究与应用㊃。