上海融駿閥門有限公司
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閱讀：323發(fā)布時間：2017-10-20
催化裂化煙機入口高溫蝶閥是催化裂化裝置能量回收機組的關鍵設備，上海閥門對控制再生器壓力、保護煙機起著重要作用。為保證能量回收機組的平穩(wěn)和長周期運轉，要求煙機入口高溫蝶閥具有耐高溫和耐磨蝕性能，同時要求其電液執(zhí)行機構有較高的靈敏度和準確度，操作靈活可靠，在事故狀態(tài)下能快速關閉等特點。目前煙機入口蝶閥使用的電液執(zhí)行機構可分為彈簧復位式單作用和雙作用兩種，均采用數(shù)字式控制系統(tǒng)，配置為一閥一站，獨立分體式結構。
以某煉油廠引進的催化裂化裝置煙機入口高溫蝶閥為例，介紹了該煙機入口蝶閥液壓系統(tǒng)在調試過程中出現(xiàn)的問題以及解決方案。
1 工作原理
該煙機入口高溫蝶閥采用帶彈簧的單作用電液執(zhí)行機構，執(zhí)行機構由控制系統(tǒng)、單作用油缸、撥叉機構以及角位移傳感器等作為反饋元件組成電液位置伺服控制系統(tǒng)。圖1是電液執(zhí)行機構系統(tǒng)控制。
電液執(zhí)行機構系統(tǒng)控制-中國泵閥*網(wǎng)
圖1 電液執(zhí)行機構系統(tǒng)控制
電氣控制系統(tǒng)的輸入端接受4～20mA輸入信號，經(jīng)規(guī)格化處理轉換成0～10V電壓信號，并同時接受角位移傳感器檢測到的實際閥位信號，經(jīng)處理后也轉換成0～10V電壓信號，二者在位置放大器中進行比較，其差值經(jīng)放大后作為電液伺服閥的指令信號，驅動電液伺服閥，控制伺服油缸按的方向運動。同時通過傳動機構將伺服油缸的直線位移轉換為閥板的角位移，直到輸入信號與反饋信號偏差為零，使其停止在與輸入信號相對應的位置上，達到位移與信號的平衡。
2 液壓系統(tǒng)功能
該液壓系統(tǒng)由油箱、主輔油泵、主輔油泵電機、雙聯(lián)過濾器、蓄能器和集成油路等組成，為滿足蝶閥的工藝操作要求，蝶閥電液執(zhí)行機構必須具備調節(jié)、在緊急狀態(tài)快速關閉（ESD）、鎖位、手動液壓操作等功能。
2.1 調節(jié)功能
圖2為煙機入口蝶閥正常工作狀態(tài)時的液壓原理。該液壓油路為雙泵配置，互為主備，當油壓低時備泵自啟。調節(jié)回路進粗過濾器1依靠電動機3驅動齒輪泵2進雙聯(lián)過濾器7、伺服閥10、先導式兩位兩通液壓閥12和手動閥13，將液壓油送入液壓油缸。常位電磁閥11作為液壓閥12的先導閥來控制其連通/切斷。通過蓄能器9、溢流閥5和卸荷電磁閥6來穩(wěn)定泵出口壓力。正常狀態(tài)下，鎖位電磁閥20，ESD電磁閥19A和19B為帶電狀態(tài)，插裝閥15關閉。
正常工作狀態(tài)時的液壓原理-中國泵閥*網(wǎng)
圖2 正常工作狀態(tài)時的液壓原理
2.2 快速關閉和鎖位功能
圖3為煙機入口蝶閥快速關閉狀態(tài)時的液壓原理，該電液執(zhí)行機構為雙ESD電磁閥（19A和19B）冗余設計，任一電磁閥失電，蝶閥快速關閉。插裝閥15接通，開始卸油，同時，伺服閥10執(zhí)行關閥動作，油缸的液壓油通過手動閥13、液壓閥12和伺服閥10以及插裝閥15快速回油箱。
快速關閉狀態(tài)時的液壓原理-中國泵閥*網(wǎng)
圖3 快速關閉狀態(tài)時的液壓原理
當跟蹤失調、輸入信號丟失、反饋信號丟失和控制電源丟失等故障出現(xiàn)時，控制系統(tǒng)鎖位。為避免誤動作，主控室和現(xiàn)場會分項報警，電磁閥11和鎖位電磁閥20斷電，切斷進回油路，蝶閥保持原位。排除故障后，執(zhí)行機構恢復正常工作。
2.3 手動液壓功能
圖4為煙機入口蝶閥手動液壓原理，當液壓系統(tǒng)調試或出現(xiàn)故障時，切換到手動狀態(tài)，手動閥13和手動/自動檢測開關17切換到手動位置，使用手動泵21調節(jié)閥門開度。
手動液壓原理
圖4 手動液壓原理
3 現(xiàn)場調試發(fā)現(xiàn)的問題分析及改進方案
正式投用前對煙機入口高溫蝶閥及其電液執(zhí)行機構的調節(jié)、鎖位、快速關閉、手動液壓操作功能進行測試，發(fā)現(xiàn)電液執(zhí)行機構存在以下問題。
3.1 自動-手動切換中出現(xiàn)擾動
電液執(zhí)行機構分別測試自動控制狀態(tài)和手動模式時，各功能運行穩(wěn)定。但由自動控制狀態(tài)切換手動狀態(tài)時，實際檢測到的閥位信號波動較大，與給定信號存在偏差。
對系統(tǒng)液壓原理分析，發(fā)現(xiàn)自動-手動切換中出現(xiàn)擾動是由于切換時，液壓油通過蓄能器16、手動閥17和手動閥13反竄回液壓缸，從而引起閥門開度突然變大。
改造方案是在液壓回路中加裝一管式單向閥，阻斷竄回液壓缸回路。通過多次調試，確認該方法有效消除了自動-手動切換中出現(xiàn)的擾動現(xiàn)象，改造效果良好。圖5為改造后煙機入口蝶閥簡化的液壓原理。
改造后液壓原理
圖5 改造后液壓原理
3.2 閥位漂移現(xiàn)象
在閥門調試過程中多次出現(xiàn)中控室突然接到閥門全開或閥門開大信號，幾秒后閥門又復位到閥位的信號等閥位波動現(xiàn)象，并且此現(xiàn)象出現(xiàn)的頻率以及閥門開度變化沒有規(guī)律性。
針對上述問題，從整個控制回路上進行排查。問題可能出現(xiàn)在以下部分：①電氣元件接觸不良；②閥位變送器故障；③中控室給定信號存在干擾；④閥位反饋信號存在干擾（閥位信號反饋給中控室）；⑤變送器反饋信號存在干擾（閥位信號反饋給控制系統(tǒng)）；⑥控制系統(tǒng)中元器件存在問題。
排除方案：①重新對系統(tǒng)有關元器件、插裝件、接線端子以及端子之間的內部接線進行檢查確認，并再次進行調試復查，發(fā)現(xiàn)上述問題依然存在。②更換閥位變送器后發(fā)現(xiàn)上述閥位漂移現(xiàn)象仍有發(fā)生。③現(xiàn)場加裝信號記錄儀，分別對中控室給定信號、閥位反饋信號、變送器反饋信號進行現(xiàn)場檢測記錄來判斷是否為線路干擾引起的波動。通過中控室檢測數(shù)據(jù)和現(xiàn)場記錄儀數(shù)據(jù)對比，排除了信號干擾波動引起問題的可能。zui終確定問題出現(xiàn)在電氣控制系統(tǒng)部分。更換電氣控制單元，閥位波動問題得到解決。
4 結論
蝶閥電液執(zhí)行機構作為煙機入口高溫蝶閥的控制系統(tǒng)，可靠性要求很高，需要具備調節(jié)性能好、緊急動作快的特點，所以對電液執(zhí)行機構應合理配置。
（1）在調節(jié)回路中并聯(lián)備用比例閥。當主調節(jié)回路伺服閥故障時，可通過備用比例閥進行位置調節(jié)。
（2）出廠時，增加穩(wěn)定性測試，提高其抗*力。
（3）自動-手動切換操作時，應先使用手動泵建立油壓，再把手動閥13和手動閥17切換到手動狀態(tài)，以免引起閥位波動。
（4）隨著國產(chǎn)電液執(zhí)行機構技術的成熟，引進上海閥門配套的電液執(zhí)行機構*可以國產(chǎn)，不必與閥門一起進口，以節(jié)省費用和便于維修。
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