气动调节阀故障保位方案
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气动调节阀震荡、控制不稳的原因及措施
原因1 : 气源压力变化较大或过滤器、减压阀工作不正常。
措施1:检查压缩空气系统运行状态。
措施2:检查更换过滤器或减压阀。
原因 2: 气源压力稳定,信号压力不稳。
措施1:电控智能定位器故障,对定位进行初始化标定,标定后如果还不稳定,应更换智能定位器。
措施2:更换智能定位器后如果还不稳定,应对PID参数整进行整定。
措施3:对机械控制器或定位器,应更换机械控制器或定位器,并对控制器进行调定。
措施4:更换机械控制器或定位器后仍不稳定,应检查更换信号气源放大器,并进行调定。
原因3 : 气源、信号压力均稳定,但调节阀工作仍不稳定。
措施1:检查气动隔膜执行器的气密性。
仔细检查驱动推杆密封是否有轻微漏气现象,如果存在漏气应解体更换密封;解体检查隔膜是否有划伤、刺伤而造成的轻微漏气现象,如有漏气应更换隔膜。
措施2:仔细检查定位器与主阀连接部位是否有间隙,应重新更换或紧固定位器与主阀的相关连接件。
措施3:用肥皂水仔细检查信号气管路是否有轻微漏气现象,一旦发现应及时处理。
措施4:信号气源放大器调定不合理,调整信号气源放大器平衡螺钉。
措施5:调节阀运动机构( 包括主阀和气动隔膜执行器) 阻力过大,应解体主阀,检查更换异常元件,包括阀芯、阀座、阀杆、阀杆密封及驱动推杆。
措施6:检查气动隔膜执行机构内压力平衡弹簧是否损坏,检测弹簧是否已疲劳变形,如果存在异常应更换压力平衡弹簧。
气动调节阀的维护及故障处理策摘要:气动调节阀在电力领域、石油领域和化工领域中被广泛应用,是化工自动化生产过程中必不可少的一部分。
气动调节阀一旦出现故障,势必会严重影响工业控制系统,严重情况下还会导致整个控制系统停运,影响产品质量。
为此,相关部门和操作人员需要深入了解气动调节阀的故障,找出其存在的问题,加以解决,保障工业生产系统顺利运行。
关键词:气动调节阀;维护修理;故障处理引言空气压缩是气动调节阀工作的关键动力,气动调节阀结构十分简单,作业性能颇为稳定,可操作性强大。
在工业化快速发展的背景下,工业生产自动化水平也有所提高,越来越多的工业自动化领域普遍应用气动调节阀,在化工生产和电力过程中气动调节阀的应用率最高。
气动调节阀在压缩空气后会产生动力,对阀门定位器进行调节。
调节阀的主要功能就是依靠接收控制信号,依据信号的规律对管道中的介质流通进行流量控制、压力控制和温度控制等。
因此,气动调节阀的灵敏度影响自动化控制系统,灵敏速度快,自动化控制系统质量就好,反之亦然。
气动调节阀直接接触工艺管道,常处于高温、高压和腐蚀等恶劣环境下,如果不能做好保障措施,会对企业带来消极影响。
在工业自动化系统控制中,需要分析气动调节阀的故障,根据实际故障作出可行性解决方案。
1气动调节阀概述气动调节阀主要指应用转换器、电磁阀和保位阀等关键器件,使用气缸控制阀门,实现比例式调节,及时接收控制信号,调节管道介质中的温度、流量和压力等参数。
气动调节阀反应速度十分灵敏,在应用过程中可以不采用额外的防爆措施,具有超高的安全指数。
2气动调节阀的常见故障2.1调节阀不动作发现气动调节阀不动作,首先应确认启动调节阀气源压力是否在正常运行。
查找气源故障问题,如果气源压力处于平稳状态,那么就可以继续确认定位器或电气转换器的放大器是否处于正常输出状态。
如果没有输出效果,则可以断定放大器恒节流孔堵塞,或压缩空气中的水分聚集于放大器球阀处。
工作人员可以使用小钢丝球疏通恒节流孔,将截流口中的污物等清洁干净。
气动阀门是近年来各工业使用较多的设备之一,通过借助压缩空气来实现驱动,进而实现阀门的开闭。
气动执行器可以简单的实现快速直线循环运动,结构简单,维护便捷,同时可以在各种恶劣工作环境中使用,如有防爆要求、多粉尘或潮湿的工况,主要应用于石油、天然气、化工、电力、印染、矿业、制药等场所。
气动阀门根据作用形式,一般可分为气开式、气关式。
气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度出发来考虑。
当气源切断时,调节阀是处于关闭位置安全还是开启位置安全。
气开型(Air to Open)是当膜头上空气压力增加时,阀门向增加开度方向动作,当达到输入气压上限时,阀门处于全开状态。
反过来,当空气压力减小时,阀门向关闭方向动作,在没有输入空气时,阀门全闭。
故有时气开型阀门又称故障关闭型(Fail to Close FC)。
气关型(Air to Close)动作方向正好与气开型相反。
当空气压力增加时,阀门向关闭方向动作;空气压力减小或没有时,阀门向开启方向或全开为止。
故有时又称为故障开启型(Fail to Open FO)。
那么在使用过程中,通常会出现的几项故障位置为(FO、FC、FL),在阀门故障关/故障开中故障是指:气源故障时阀门的动作。
对于气动阀门故障位置,主要分为几种情况:1、气动阀门装置联锁动作情况下,阀门位置应有以下几种情况:FC——气源丢失,阀门处于关闭位置FO——气源丢失,阀门处于打开位置FL——气源丢失,阀门处于时刻位置并一直保持FLC——气源丢失,阀门保位但趋于关闭,阀门处于关闭位置(气缸中气体消耗完)FLO——气源丢失,阀门保位但趋于打开,阀门处于打开位置(气缸中气体消耗完)2、调节阀或开关阀参与装置联锁动作情况下,阀门位置应有以下几种情况:FC——气源丢失或电磁阀失电,阀门处于关闭位置FO——气源丢失或电磁阀失电,阀门处于打开位置AFL/EFC——1.气源丢失电磁阀未失电,阀门保位;2.不管气源是否丢失电磁阀失电,阀门处于关闭位置AFL/EFO——1.气源丢失电磁阀未失电,阀门保位;2.不管气源是否丢失电磁阀失电,阀门处于打开位置气动阀门通过输出信号实现阀门的切断、接通、调节等功能,其启闭速度相对较快,常用于快速两位切断使用,也可以用于调节流量使用,搭配不同的配件,就能达不到各种不一样的控制方式。
气动调节阀的三断保位方法。
一般来说,我们在选择气动薄膜调节阀时,都要先确定选气开还是气闭,这就是选择调节阀断气时的保护位置,如果工艺要求断气时阀门打开,则选择常开(气闭)式调节阀,反之则选常闭(气开)式调节阀。
这只是一个粗浅的方案,如果工艺要求断气、断电、断信号的三断保护,则调节阀就需要配置一些附件来组成一个保护系统才能实现控制要求,这些附件主要有保位阀、电磁阀、气罐等。
以下是单作用气动薄膜调节阀和双作用气动调节阀的两种保位方案。
一、气动薄膜调节阀方案(调节阀配用电-气阀门定位器)本方案主要由气动调节阀、电-气阀门定位器、失电(信号)比较器、单电控电磁换向阀、气动保位阀、阀位信号返回器等组成。
其工作原理如下:1、断气源:当控制系统气源故障(失气)时,气动保位阀自动关闭将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内,输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡,气动控制阀的阀位保持在故障位置。
该保位阀应设定在略低于气源的最小值时启动。
2、断电源:当控制系统电源故障(失电)时,失电(信号)比较器控制单电控电磁换向阀的输出电压消失,单电控电磁换向阀失电,单电控电磁换向阀内的滑阀在复位弹簧的作用下滑动,电磁阀换向,将气动保位阀的膜室压力排空,气动保位阀关闭,将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内,输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡,气动控制阀的阀位保持在故障位置。
3、断信号:当控制系统信号故障(失信号)时,失电(信号)比较器检测到后,断掉单电控电磁换向阀的电压信号,单电控电磁换向阀失电,单电控电磁换向阀内的滑阀在复位弹簧的作用下滑动,电磁阀换向,将气动保位阀的膜室压力排空,气动保位阀关闭,将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内,输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡,气动控制阀的阀位保持在故障位置。
位置反馈信号由阀位信号返回器给出。
本方案的优点:“三断”保护启动时,系统反应较快,动作迅速。
搞定气动调节阀故障可以采取以下八招:1.检查气源:首先确认气源供应是否正常,检查气源阀门是否打开,气压是否足够。
如有必要,使用气压表检测气源压力。
2.检查气动执行器:检查气动执行器是否受损或卡住,可能的故障包括气动执行器内活塞卡死、密封圈损坏等问题。
3.检查控制线路:检查气动调节阀的控制线路,确认电缆接头是否松动或腐蚀甩缆是否受损,并对电缆进行必要的维修或更换。
4.清洁阀体:检直阀体内部是否有杂物或污物,这些可能影响阅门的运行。
5.调节死区调节气动调节阀的死区,以确保操作控制的准确性.6.校准气动调节阀:如有必要,对气动调节阀进行手动校准,确保调节阀与控制系统的匹配。
7.更换零部件:如发现密封圈磨损、阀芯不良等问题,需要更换相应的零部件。
8.注意安全:在进行维修和检修时,务必注意安全,对气动系统的关键部件进行准确操作,并按照正确的程序操作。
气动调节阀是过程工厂的无名英雄,默默地维持液位、流量和温度等关键参数。
当您的阀门发脾气时,您该怎么办?八招轻松搞定气动调节阀故障这篇文章能帮到您.气动调节阀控制回路连接示意图1、目视检查①检直气动调节阀阀门本体和附件是否漏气或物理损坏。
②验证从调节器到定位器/电磁阀的气源。
③如果没有气源,请打开气源集管中的隔离阀。
④确认调节器设定压力与阀门数据表相符。
2、气压检查将气压调整至建议水平(气压太低=气动调节阀运动缓慢,气压太高=执行器损坏)。
3、电源检查①使用P1.C/DCS命令测试阀门运动。
②如果没有任何动作,请检查电源电压和电缆连接,包括控制柜中的保险丝。
③检查电缆健康状况;更换有故障的线对。
气动调节阀控制回路4、阀门行程和反馈检查①使用O-100%命令执行阀门行程检查。
②验证图形反馈;根据需要调整设置或校准。
5、联锁和许可检查如果阀杆没有运动,请检查P1.C/DCS逻辑是否互锁或许可。
6、校准①如果行程问题仍然存在,请校准气动调节阀。
②如果校准后行程问题仍然存在,请检杳定位器的毫安输入。
气动调节阀故障原因分析及处理措施摘要:对于化工生产而言,气动调节阀是一类较为重要的仪表设备,确保气动调节阀运行的正常,是保障化工企业得以生产高效、安全的重要前提。
基于此,文章对气动调节阀常见故障进行了深入分析,并对相关处理措施进行了有效探讨,希望能够为相关人员提供有益参考。
关键词:气动调节阀;常见故障;维护处理当前气动调节阀被广泛运用带了现代化的燃机电厂各项系统当中,主要用作对管道流量的调控,气动调节阀具有反应灵敏、控制便捷、安全系数高、无需额外采取防爆措施等优点。
不过随着其应用范围的扩大,使用故障也时有发生,对于机组的运行安全产生较大威胁,为此必须要对气动调节阀的故障进行分析与处理。
一、调节阀无动作故障原因分析及处理在对调节阀没有动作这种类型的故障进行分析时,首先是要对远程信号的传输情况进行确定,如信号稳定情况、电压正常情况等,然后对气动调节阀中的气源压力状态进行判断,进而实现对起源故障的排查。
如果气源压力正常,则需判断定位器、电气转换器放大输出情况。
对于无输出的情况,则说命名放大器、电气转换器的进气口过滤网出现堵塞现象,或者是压缩空气水分过量堆积在放大器球阀位置。
此时,可采用细小钢丝进行过滤网的疏通,清洁污物、杂物、气源等。
若是以上问题均处于正常状态,信号能够正常传输但是调节阀仍然没有动作,则表明执行结构存在故障,或者是阀杆存在弯曲现象,或者是阀芯卡死状态。
此时则需打开气动调节阀的阀门进行详细检查,就检查情况进行妥善处理。
二、调节阀卡死堵塞及处理气动调节阀运行时出现阀杆往复运行动作迟钝、缓慢,极大可能是由于阀体内出现较大的粘粘物质结焦堵塞,或者是填料压实过紧,或者是聚四氟乙烯填料发生老化,或者是阀杆弯曲划伤等原因导致。
就气动调节阀运行的整体而言,调节阀出现卡死堵塞问题,较为常见在新投入运行或者是大修之后的投运初始阶段,由于管道内部存在焊渣、铁锈等使得腔内的节流口、降噪笼、导向套等位置出现堆积堵塞,或者是在经过较长时间的运行之后,阀门管道内部的结垢发生脱落在腔内形成堆积,影响介质的流通。
气动调节阀的维护与故障处理摘要:随着我国电力生产的发展,在实际生产中会利用调节阀对运行介质进行调整控制,达到生产过程中温度、压力、流量等各种参数能够符合设备运行所需的工况。
一旦调节阀使用中出现问题,会影响到电力运行设备指标,甚至阻碍其运行。
因此,对于气动调节阀的选择和应用必须高度关注,利用科学有效的方法,使电力设备自动控制中气动调节阀的作用能够得到最大程度的发挥,实现电力设备安全、稳定、经济的运行。
关键词:气动调节阀;故障;策略前言:自动化控制系统是电力生产系统的神经中枢、安全保障和运行中心,同时气动调节阀、仪表也是现代化工厂不可或缺的部分。
因此对在机组运行过程中,阀门出现填料涵泄漏,调节阀关闭状态下仍然有流量等情况。
影响了机组的运行经济性以及安全性。
本文通过对造成调节阀泄漏、流量调节不足等原因提出了相应解决方案。
1、气动调节阀的常见故障1.1调节阀填料泄露故障一般来说,在填料函中填充填料,然后通过压盖对其施加轴向压力。
由于压力的作用,填料会发生一定程度的变形,产生径向力,然后与阀杆紧密接触。
但是仔细看,这种接触状态并不是很均匀,有的部分接触松动,有的部分接触紧密,有的部分没有接触。
就调节阀而言,其在运行过程中,阀杆也会随着填料进行相应运动,这种运动称为是轴向运动,因受到高温、高压以及强渗透力流体介质带来的影响,使得调节阀填料函成为发生泄漏故障问题比较多的位置。
导致填料发生泄漏,主要在于界面发生泄漏,如果填料为纺织类填料,还会产生一定的渗漏问题,这里所讲的渗漏主要是指压力介质随着填料纤维间缝隙向外泄漏。
对于阀杆和填料两者之间出现的界面泄露主要是因为填料与接触面之间的压力衰减,填料本身发生老化等方面因素导致,压力介质会通过填料和阀杆两者间隙处泄露。
1.2振动问题调节阀处于生产环境中,不可避免会产生振动,因此也容易引发故障。
振动问题主要会引发的故障,如固定螺丝出现滑动、定位器接线位置损坏等。
大型生产设备更换不易,长期下去需要多次更新设备,会加大生产浪费。
调节阀故障的有哪几种保位方案调节阀在过程控制中的作用是人所共知的,在许多控制过程中要求调节阀在故障时处于某一个位置,以保护工艺过程不出现事故,这就要求调节阀在设计上实现故障—安全的三断(断气、断电、断信号)保护措施。
对于电动调节阀来说,比较简单,断信号时,可以根据控制模块的设定而停留在全开、全关、保持中的任一位置,而断电时,自然停留在故障位置,或带有复位装置的电动执行器也可将阀位运行到全开或全关。
对于气动调节阀来说,情况就比较复杂了,所以我们主要讨论气动调节阀的三断保位方法。
一般来说,我们在选择气动薄膜调节阀时,都要先确定选气开还是气闭,这就是选择调节阀断气时的保护位置,如果工艺要求断气时阀门打开,则选择常开(气闭)式调节阀,反之则选呼吸阀(气开)式调节阀。
这只是一个粗浅的方案,如果工艺要求断气、断电、断信号的三断保护,则调节阀就需要配置一些附件来组成一个保护系统才能实现控制要求,这些附件主要有保位阀、电磁阀、气罐等。
以下是单阻火器用气动薄膜调节阀和双作用气动调节阀的两种保位方案。
一、气动薄膜调节阀方案(调节阀配用电-气阀门定位器) 本方案主要由气动调节阀、电-气阀门定位器液位计电(信号)比较器、单电控电磁换向阀、气动保位阀、阀位信号返回器等组成。
其工作原理如下:1、断气源:当控制系统气源故障(失过滤器时,气动保位阀自动关闭将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内,输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡,气动控制阀的阀位保持在故障位上海上球阀门。
该保位阀应设定在略低于气源的最小值时启动。
2、断电源:当控制系统电源故障(失电)时,失阀门比较器控制单电控电磁换向阀的输出电压消失,单电控电磁换向阀失电,单电控电磁换向阀内的滑阀在复位弹簧的作用下滑动,电磁阀换向球阀保位阀的膜室压力排空,气动保位阀关闭,将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内,输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡,气动控制阀的阀位保持在故障位置。
【气动调整阀】气动调整阀常见故障检修方法气动调整阀维护和修理保养气动调整阀是一种直角回转结构,它与阀门定位器配套使用,可实现比例调整;V型阀芯较为适用于各种调整场合,具有额定流量系数大,可调比大,密封效果好,调整性能灵敏,体积小,可竖卧安装。
适用于掌控气体、蒸汽、液体等介质。
由于气动调整阀应用范围越来越广,相继的就显现了各型各色的小故障,常见的故障重要有调整阀不动作、动作不稳定、调整阀振动、调整阀的泄漏量增大以及调整阀的动作迟钝。
(一)调整阀不动作:1.无信号、无气源。
①气源未开,②由于气源含水在冬季结冰,导致风管堵塞或过滤器、减压阀堵塞失灵,③压缩机故障;④气源总管泄漏。
2.定位器无气源。
①过滤器堵塞;②减压阀故障I③管道泄漏或堵塞。
3.有气源,无信号。
①调整器故障,②信号管泄漏;③定位器波纹管漏气;④调整网膜片损坏。
4.定位器有气源,无输出。
定位器的节流孔堵塞。
5.有信号、无动作。
①阀芯脱落,②阀芯与与阀座卡死;③阀杆弯曲或折断;④阀座阀芯冻结或焦块污物;⑤执行机构弹簧因长期不用而锈死。
(二)调整阀的动作不稳定:1.信号压力不稳定。
①掌控系统的时间常数(T=RC)不适当;②调整器输出不稳定。
2.气源压力不稳定。
①压缩机容量太小;②减压阀故障。
3.气源压力稳定,信号压力也稳定,但调整阀的动作仍不稳定。
①定位器中放大器的球阀受脏物磨损关不严,耗气量特别增大时会产生输出震荡;②定位器中放大器的喷咀挡板不平行,挡板盖不住喷咀;③输出管、线漏气;④执行机构刚性太小;⑤阀杆运动中摩擦阻力大,与相接触部位有停滞现象。
(三)调整阀振动:1.调整阀在任何开度下都振动。
①支撑不稳;②相近有振动源;③阀芯与衬套磨损严重。
2.调整阀在接近全闭位置时振动。
①调整阀选大了,常在小开度下使用;②单座阀介质流向与关闭方向相反。
(四)流量可调范围变小:重要原因是阀芯被腐蚀变小,从而使可调的最小流量变大。
了解气动调整阀的故障现象及原因,可以对症实行措施予以解决。
调节阀安装原则及常见故障预防措施1气动调节阀安装位置,距地面要求有一定的高度,阀的上下要留有一定空间,以便进行阀的拆装和修理。
对于装有气动阀门定位器和手轮的调节阀,必须保证操作,观察和调整方便。
2.调节阀应安装在水平管道上,并上下与管道垂直,一般要在阀下加以支撑。
对于特殊场合下,需要调节阀水平安装在竖直的管道上时,也应将调节阀进行支撑(小口径调节阀除外)。
安装时,要避免给调节阀带来附加应力。
3.调节阀的工作环境温度要在(-30--+60)相对湿度不大于95%4.调节阀前后位置应有直管段,长度不小于10倍的管道直径(10D),以避免阀的直管道太短而影响流量特性。
5.调节阀的口径与工艺管道不相同时,应采用异径管连接。
在小口径调节阀安装时,可用螺纹连接。
阀体上流体方向箭头应与流体方向一致6.要设置旁通管道。
目的是便于切换或手动操作,可在不停车的情况下调节阀进行检修7.调节阀在安装前要彻底清除管道内的异物,如污垢,焊渣等。
电动调节阀安装原则:1. 阀门的安装位置、高度、进出口方向必须符合方向设计要求,连接应牢固紧密。
2. 阀门可用各种形式的端部与管道连接。
其中最主要的连接方式有螺纹、法兰及焊接连接。
法兰连接时,若温度超过350℃时,由于螺栓。
法兰和垫片蠕变松弛,应选择耐高温螺栓材料。
3. 阀门安装前必须进行外观检查,阀门的铭牌应符合现行国际标准GB12220《通用阀门标志》的规定。
对于工作压力大于1.0MPA及在主干管上起到切断作用的阀门,应进行强度和严密性实验,合格后方准使用。
其他阀门可不单独进行实验,待在系统试压中检验。
4. 强度试验时,实验压力为公称压力的1.5倍,持续时间不少于5min,阀门的壳体、填料应无渗漏。
5.严密性实验时,实验压力为0.3mpa,实验压力在实验持续的时间内应保持不变,时间应符合表2的规定,以阀瓣密封面无渗漏为合格。
6.公称通径:DN15-500二、气动调节阀和电动调节阀常见故障三、气动调节阀常见故障及产生的原因(一)调节阀不动作,故障现象及原因如下;1.无信号、无气源。
气动调节阀故障保位方案
1 控制阀保位的必要性
不同工艺系统的控制需求决定了执行机构不同的失效安全工作模式。
失效安全模式的选择原则首先是安全生产,其次是连续性。
在工程实践中,当遇到自控系统的气源、电源及输出信号故障时,不同的场合对阀门的状态有不同的要求,这些要求往往是出于安全和尽量减少故障损失方面的考虑,另外在安全的情况下,尽量保持装置生产的连续性也是需要考虑的一个重要方面。
这就要求自控系统采取一些必要的安全保护措施。
例如:在用蒸汽对罐内的物料进行加热时,如果遇到气、电故障,应将蒸汽的入口阀门关闭,切断蒸汽,即故障关(Fail to close),以防罐内物料过热结焦;再如在水冷却物料系统中,遇故障时,则希望冷却水不要被切断,此时要求水入口调节阀故障开(Fail to open);而有些特殊的场合则希望故障出现时,阀位保持在原来的位置不变,以保持流体的稳定流量,如高温高分子中间聚合物的夹套管的蒸汽温度控制阀,一旦故障,全开会导致主管道内物料的结焦,全关则可能会导致熔体输送管线内的高分子聚合物冷却凝结,堵塞管线,此种情况下故障阀门需要保位(Fail to lock),以确保物料输入的稳定连续性。
这就要求控制阀在设计中实现故障时安全的三断(断气、断电、断信号)保护措施。
工程中常见的三种安全失效模式如图1所示。
图1 工程中常见的三种控制阀安全失效模式
确切说,前两种情况下的调节阀已经失去调节作用,只是在失效前采取了安全的失效模式,而对于故障保位的失效模式来说,相对稳定的控制系统,调节阀是在凭借记忆或惯性调控着介质的流量,在一定的时间内确保生产的稳定连续性,给出维护设备安全和仪表检修
故障原因的时间,减少因为偶然的小事故而导致的停车或安全事故的发生,同时也减少由之而来的损失和危险。
2 故障保位系统的实现方案
执行机构的类型和所需的失效安全工作模式决定了附件的配置结构。
常见的控制阀可分为电动阀和气动阀两大类。
电动阀实现保位较为简单,它由电动执行机构进行控制,当断电时,电机停止运转,电动执行机构停止运动,阀门自然保持在故障时的位置,即实现了故障保位功能,但是它只有故障保位功能而无故障关、开的功能。
气动调节阀实现故障开和故障关相对来说比较容易些,但要实现故障保位则需要一系列的附件来协助才能完成保位功能。
气动调节阀在正常工作时,需要由系统提供气源、电源、信号源,这些是调节阀正常工作的必要基础保证。
一般工厂的DCS都会被设计为双路供电,而且设有UPS,故而断电时故障保位相对考虑得较少,除非是很关键部位的气动控制阀才会设有三断的故障保位,或者考虑其断气和断信号时的保位功能,较常见的是只考虑断气保位功能,即常说的工程上的保位。
实现调节阀的故障保位就要求调节阀在设计上设有故障时安全的三断保护措施。
实际工程中,调节阀的故障保位方案有多种,所需的附件亦是多种多样。
下面就单作用调节阀的三断保位措施进行分析。
2.1 断电保位措施
a)采用两通电磁阀,其连接如图2所示。
在定位器的输出气源信号到控制阀膜头之间的线路上加接一通电开的两位两通电磁阀FY-001,其电源与控制阀的电源回路串接在一起。
当控制阀的电源出现故障时(失电或者电源低于限定值),该电磁阀动作,定位器与膜头之间的气路被关断,电磁阀后的气路成为封闭的气路,保持关断前的压力加在调节阀的膜头上,从而使调节阀的开度维持在故障前位置,实现失电保位的功能。
b)采用智能定位器。
有些阀内部具有电磁阀的智能定位器,可以通过编程或者附加输入功能来锁定阀位或者驱动阀门达到保位功能。
目前智能阀门定位器的应用还不是很普遍,而且各个厂家的产品智能程度不一,在选用时需要注意内部是否有气路切断电磁阀。
图2 采用两通电磁阀的保护方案
2.2 断气保位措施
a)采用气动保位阀。
对于气源故障的保位来说,气动保位阀是首选附件,用于重要自动控制回路中作为安全保护装置的气动单元组合辅助单元。
气动保位阀(又叫气动锁止阀)本身是一种单弹簧结构。
单作用定位器可选用单通道气动保位阀,双作用定位器可选用双通道气动保位阀。
当控制系统气源故障(失气)时,气动保位阀自动关闭,将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内,输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡,气动控制阀的阀位保持在故障位置,以保证工艺过程正常进行,直至气源事故消除,正常供气后保位阀自动打开恢复正常工作。
气源保位阀应设定在略低于气源的最小值时启动。
聚酯项目现场的终聚釜入口的液位控制阀LV-11602,为最终反应器R-101的进料液位控制阀,反应器出口的高温熔体要求精确的黏度控制以保障产品的质量,黏度控制的两个关键因素是温度和压力稳定;要控制温度和压力稳定,进料液位就必须连续、稳定,否则液位波动就会波及温度和压力,温度控制精度要求0.1%,否则就会产出色泽较差的成品丝。
除了在投产之初该阀关闭,一旦打开生产运行之后,就必须持续稳定进料,保证产品的质量;
所以设计要求该调节阀气源故障保位。
采用的保位措施就是利用Type 167DA保位阀,其连接原理如图3所示。
图3 采用气动保位阀的保护方案
b)闭锁阀,也称气控换向阀。
顾名思义,故障时可转换气路流向的气控元件。
它是气源故障保位另一种方案中采用的重要附件。
该方案由储气罐、止回阀、闭锁阀、截止阀等组成。
其工作原理如图4所示。
图4 采用闭锁阀的保护方案
当气源故障(失气)时,止回阀关闭,闭锁阀信号检测失气,闭锁阀的滑阀在弹簧的作用下复位,气路换向,进口1与信号出口断开,切断系统的气源管路,储气罐管路进口2与信号出口接通,由储气罐向阀门供气,可以保证阀门有若干次动作,实现连续控制的目的。
由于储气罐的容量有限,且储气罐中的气源压力会随着阀门动作不断下降,所以不可过长时间地使用储气罐为阀门供气。
该方案在气源故障时,阀门动作的次数与储气罐的容量有关。
2.3 断信号保位措施
对于常见的使用电-气转换器和气动阀门定位器的控制阀来说,断信号保位措施如图5所示。
即将来自控制室的4~20mA信号同时引至电子开关(失电检测器),再由电子开关控制一个接在定位器输出到膜头的管路上的两位直通电磁阀。
当控制回路的信号缺失时,电子开关会使两位直通电磁阀失电关闭,将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内,原理同2。
2中断气保位措施一样,只是该措施的检测信号受控于来自控制室的信号。
由于此种故障时现场阀位的信号无法由原来的通道反馈回总控室,因此需要添加位置反馈信号给总控,信号由阀位信号返回器给出。
对于比较普遍的使用电-气阀门定位器的控制阀来说,采用两线制的接线方式,只需要采取两断(断气、断信号)的保护措施即可,系统调试稍麻烦一点,能够普遍适用于防爆要求严格的场合。
需要指出的是,保位阀在气路切断后,只能在短时间内维持气压稳定,如果需要较长时间的阀位稳定,则必须采用配置闭锁阀的方案来确保故障保位较长时间的实现。
3 三断保位综合分析
由以上分析得出:在一些需故障保位场合,如果在断电不断气的情况下,可用通电开的二通电磁阀实现保位功能,在断气不断电的情况下,可采用保位阀或者闭锁阀实现该功能。
对一些特别重要的场合,为防止断电、断气带来的影响,可同时用二通电磁阀和保位阀。
为减少在现场安装时的不必要麻烦,可由阀门生产厂家完成系统的成套安装工作,从而提高系统的可靠性。
用户只要在控制阀订货时注明故障时保位(Failtolock)即可。
对于双作用的调节阀的保位原理同上,只不过是在双作用的控制气路管线上各自添加保位阀和电磁阀,确保故障时将两个气室的压力锁定。
图5 断信号的保拉措施
以上为硬件方面实现的故障保位。
其实在DCS内部,还有一种故障保位,就是在DCS 内部信号的软保位。
所谓的软保位,就是DCS内部检测到模拟输入信号为坏质量(Bad)或者DCS部分输入卡件通道故障时,针对装置的关键仪表位号的输出通道的电位信号,在软件内部设置的信号保持功能,故障时可设置输出为0,100%或者是Hold。
它可以在DCS某些卡件故障时,不会引起关键仪表输出的波动而影响生产过程的稳定。
但是这种输出保位仅局限于输入无信号或者坏质量时,输出信号后的执行机构能否真正地实现保位无法保障,所以只能说是部分意义的故障保位。
关于控制系统的三断保护措施,很多的阀门厂家针对工程实例中的不同需求,已经研制开发了多种不同的措施来确保控制系统的各种隐患所导致的安全保位方案。