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E69P电气阀门定位器的应用及维护

作者: 2014年11月20日 来源: 浏览量:
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引言一些化工生产过程具有工艺流程长、生产连续化、控制自动化的特点,为了有效地进行工艺操作和生产控制,有时需要设置控制回路进行调节。通常调节回路由调节器、气动调节阀、被控对象、测量变送器四部分组成。其中

    引言

    一些化工生产过程具有工艺流程长、生产连续化、控制自动化的特点,为了有效地进行工艺操作和生产控制,有时需要设置控制回路进行调节。

    通常调节回路由调节器、气动调节阀、被控对象、测量变送器四部分组成。其中气动调节阀的主要附件包括空气过滤减压阀、电气阀门定位器、手轮三部分。在生产过程中被控参数能控制在规定的范围内,最终是通过调节阀来实现的,而调节阀能被控制在调节器输出值对应的阀位上是由电气阀门定位器实现的。

    1 E69P电气阀门定位器一般介绍

    1.1 控制的实现

    E69P电气阀门定位器(以下简称定位器)是支架安装仪表,它把4~20mADC电流输入信号转换成相对应的气信号,能传送不超过气源压力的所需全部气信号。投运前通过改变电流信号的大小来改变其输出仪表空气的压力,从而调整阀位,保证输入信号对应准确的阀位,同时调节阀门的开度来实现工艺参数的控制。

    定位器与调节阀是以相宜的作用方式(正作用或反作用)来控制介质流量大小的。执行机构的阀杆一般为直行程。

    定位器是如何把电流信号转换成与其成正比的阀杆位置的呢?处于永久磁场中的线圈,当流过4~20mADC电流输入信号时,产生一个成正比的切向推力,该推力使得与线圈一体的挡板相对于喷嘴运动,改变气动放大器的气信号输出压力。输出压力施加到气动执行机构上,驱动阀杆并通过机械连杆反馈到定位器的喷嘴,形成了挡板和喷嘴之间的节流关系,如此相互关联实现了阀位移动。

    1.2 定位器的安装方法

    首先将安装板装在阀门上,再把定位器装在安装板上,然后安装其组件(如叉形片、反馈连杆等)。调整各安装组件的相对位置,使阀门在50%行程时反馈连杆保持水平,同时在指定量程的刻度上,这样定位器就能实行对执行机构的定位作用。

    1.3 调校步骤

    (1)把50%直流电流信号加在定位器上;

    (2)调整粗调或细调零点螺钉,使阀杆读数为50%行程位置。

    (3)再把0%和100%输入信号加在定位器上,并记录阀杆位置。

    (4)如果阀杆位置分别不在0%和100%处,则要根据量程调整表(见表1),调整量程螺钉(量程螺钉每转动一圈能引起10%的行程变化)。

表1 量程调整

    (5)再施加50%直流电流信号。如果阀杆不在中间行程位置,调整零点螺钉重置阀杆到行程的50%,并检查刚才行程调整结果。必要时,重复(3)、(4)、(5)步聚,直到行程正确为止。

    1.4 改变定位器的正反作用方式

    要实现控制回路的正确调节,调节阀的作用方式至关重要,这就需要定位器的配合使用。

    定位器的作用方式由动圈顶部显露标记表示:INC-INC表示增加输入引起输出增加,INC-DEC表示增加输入引起输出减少。当重新安装动圈时,动圈上显露标记必须指示所希望的定位器的作用方式。若想要改变其作用方式,只需把线圈正反倒装即可。另一个方法是改变定位器的输入信号,既简单又快捷。通过改变DCS控制软件的输出设置,从0%~100%改成100%~0%,或者从100%~0%改成0%~100%,就可以改变调节阀的作用方式。

    2 在化工生产中的应用

    2.1 改变调节阀的气开、气关作用方式

    当生产过程需要改变调节阀的气开、气关作用方式时,可采用1.4节中方法实施,同时定位器的量程螺钉也需进行相应调整,量程调整组合件相对于反馈连接轴向里或向外有所不同,其实最终改变的是喷嘴与挡板的距离。

    2.2 定位器与DCS控制系统的连接使用

    定位器与控制系统通过控制电缆(2×1.5mm2)连接,它接受来自模拟量输出模块的4~20mADC信号,具体的接线方法如图1所示。

图1 定位器与DCS控制系统接线图

    此控制回路由现场部分和控制室部分组成。现场部分由变送器、调节阀、JB接线箱和控制电缆构成。变送器通过导压管与被控设备内的介质相通,接受来自冗余输入卡件的24VDC电源,把检测到的压力值转换为相应的4~20mADC信号,经过JB接线箱、电缆到冗余输入卡件,并将此信号转换为1~5VDC的信号送到模拟量输入模块。此信号通过现场总线送到CPU,CPU通过PID计算后输出一个无源的4~20mADC信号(两个模拟量输出模块各半的信号),再通过冗余输出卡件将信号叠加后送到定位器。最终通过改变调节阀的阀位,把工艺参数控制在规定范围内。

    2.3 定位器与电磁阀、快速排气阀的配套使用

    电磁阀与定位器组合可实现联锁保护功能。当工艺生产发生异常并符合联锁动作条件时,能按规定的程序应进行紧急自动操作,使调节阀及时关闭或打开。如我厂的尿素大颗粒造粒机进尿液阀门PV-2221气动调节阀,就是定位器和电磁阀及快速排气阀配套使用实现紧急联锁动作的。正常情况下,电磁阀带电,定位器正常工作,调节阀PV-2221通过开度大小控制造粒机的负荷大小。当突发故障时,电磁阀由联锁程序操控,使电磁阀失电,定位器输出的气路被切断,调节阀气缸内的气源压力通过快速排气阀排出而快速关闭,切断尿液的流入,保护造粒机不坐床。但快速排气阀容易因漏气而造成调节阀膜头内的气压不稳,使调节阀阀位波动。所以在工艺要求不高或电磁阀排气量符合要求时,不必使用快速排气阀。

    2.4 定位器与气锁阀的配合使用

    当调节阀突发故障时,气锁阀能锁住进入调节阀气缸的气路,使阀门保持在故障发生前的开度,满足工艺继续安全生产的条件,而不至于发生事故。例如我厂空压制氮站的仪表空气输出阀FV-001,当调节阀的仪表空气压力低于气锁阀的低压动作设定值时,仍能保持阀位当前开度,从而使得仪表空气继续外送,供全厂的调节阀或其它设备使用。如果仪表空气突然中断外供,后果将是无法想象的。

    3 电气阀门定位器在化工厂的使用及维护

    在实际生产应用中,定位器的使用环境会比较恶劣,如在高温、振动、有粉尘、有腐蚀性气体的环境中长时间连续工作,难免会有故障发生。因此必须做好长期的仪表维护、维修工作。

    定位器长时间使用后,机械方面可能会发生故障,反馈连接轴抱死就是常见故障之一。反馈连接轴是阀杆和定位器的连接部件,其抱死将直接导致定位器的反馈元件不动作,使定位器停止工作,实现不了信号所对应的阀位开度。故障表现形式多为调节阀开度处于常开或常闭的位置。造成此故障的原因是定位器在恶劣的使用环境中长期处于一个开度,反馈连接轴周围的缝隙会被灰尘或铜锈所填满,造成其不能自如转动,也不能带动量程调整组合件转动。这样反馈不能改变喷嘴(与挡板)的相对位置,导致阀位不准。处理这种故障,需用螺栓松动剂喷到反馈连接轴处,并反复转动此轴,经维护后如能自如转动就可继续使用。但在调节要求较高的情况下,需直接更换新的定位器,以免影响安全生产。因此平时必须注意定期维护,仪表工要定期润滑反馈连接轴。

    再一个就是喷嘴与放大器的软管连接。连接喷嘴的软管必须与喷嘴组合件平行安装,才不会被定位器的外盖所触及,放大器来的仪表空气才能没有阻碍地被送到喷嘴处。如软管被外盖挤压造成气路不畅,定位器就不能正常工作。这种故障一般都发生在更换或安装新定位器的时候,所以要引起注意。

    放大器气路堵塞或垫片破损也是常见的故障。仪表空气有时候会带有微小颗粒、油污或水汽,这样就会造成放大器的节流孔堵塞,或使垫片破损。当气路堵塞时,需用0.005in(1in=25.4mm)直径的金属丝插入节流孔进行清洁处理,当垫片破损时应及时更换。如果类型定位器的反馈连接轴能有所改进,作成可拆开的组件,或许会更好,这样就不易抱死,也便于平时维护。

    4 结束语

    尿素生产是一个高温、高压、长时间连续操作的过程,需要在无人直接参与下利用控制装置对生产过程的工艺参数进行自动控制,并使这些工艺参数能够自动地被控制在规定的范围内。自动控制的性能好坏直接影响到产品的质量、产量、成本和工人的劳动环境。因此定位器作为自动控制设备之一,亦越来越重要。

 

 

 

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