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石油化工智能調(diào)節(jié)閥維護保養(yǎng)
本文重點分析了調(diào)節(jié)閥在使用過程中曾出現(xiàn)的故障，并給出了相應的解決方案。依據(jù)儀表設備和控制系統(tǒng)管理、維護保養(yǎng)的經(jīng)驗，以各種現(xiàn)場儀表設備和控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障為案例，運用儀表工作原理、自動控制原理、工藝過程知識等，分析了石油化工裝置中出現(xiàn)的各種儀表設備和控制系統(tǒng)故障現(xiàn)象及故障產(chǎn)生的原因、處理辦法以及預防措施。這些故障案例雖不能涵蓋大部分故障，但分析方法和處理故障的思路卻能供現(xiàn)場儀表維護保養(yǎng)人員參考和學習，在此與大家一起探討。
1 石油化工智能調(diào)節(jié)閥維護保養(yǎng)定位器的故障分析及處置
1.1 氣動放大器故障
1) 故障現(xiàn)象。某調(diào)節(jié)閥的閥門定位器有輸入信號，但無輸出信號，使閥門不能動作。
2) 現(xiàn)象分析。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)閥門定位器的氣動放大器有故障，進一步解體檢查，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部氣動放大部分的球閥處積聚了水和污物，堵塞了放大器的氣路，造成氣動放大器無輸出信號。閥門定位器氣動放大器結(jié)構(gòu)如圖1所示。
3) 處理方法。由于儀表空氣中含有的水分和污物容易堵塞氣路，因此氣動放大器應定期拆洗，此外放大器經(jīng)拆洗后應該進行校驗，檢查和調(diào)整其放大倍數(shù)達到規(guī)定值。
1.2 恒節(jié)流孔堵塞
1) 故障現(xiàn)象。裂解爐急冷熱交換器的進水調(diào)節(jié)閥突然關閉。
2) 現(xiàn)象分析。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)此時閥門定位器無輸出信號，由于調(diào)節(jié)閥是風開閥，閥門因無風而關閉；進一步檢查發(fā)現(xiàn)閥門定位器的氣動放大器的恒節(jié)流孔堵塞，使氣流不能通向噴嘴擋板。當噴嘴背壓為零，即氣動放大器無輸入信號時，下方的球閥在彈簧作用下向上移動并關閉氣源進氣口；而上方的錐閥向上移動并打開排氣口，造成無輸出信號，同時使調(diào)節(jié)閥膜頭上的氣體通過放大器的排氣口排出，使閥門關閉。如調(diào)節(jié)閥為風關閥，則上述故障會造成閥全開。
3) 處理方法。將恒節(jié)流孔拆下，用金屬絲通針將孔穿通即可。
因此，應對氣源的空氣過濾器進行定期吹掃、排放，以清除內(nèi)部積水等。保持氣源干燥、清潔，可保障氣動儀表的可靠運行。
1.3 反饋連桿脫落或緊固螺絲松動
1) 故障現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)某調(diào)節(jié)閥始終是全開，改變控制信號也不起作用。
2) 現(xiàn)象分析。調(diào)節(jié)閥的反饋連桿起負反饋作用，當反饋連桿脫落時，便失去了負反饋作用，此時閥門將處于全開或全關位置，反饋連桿連接示意如圖2所示。
閥門定位器的動作過程如下：
a) 當控制信號增大或減小時，通過波紋管的氣動定位器或電磁線圈的電動定位器，拉動擋扳蓋住或離開噴嘴，使噴嘴的背壓為最大或最小，此時氣動放大器輸入信號為最大或最小，那么其輸出信號也是最大或最小。如是氣開式閥門，使調(diào)節(jié)閥打開，如是氣關式閥門，則關閉；同時閥桿上移或下移，閥桿帶動定位器反饋連桿推開或拉下?lián)醢?，它的動作方向與波紋管電磁線圈正好相反，起到負反饋作用，使擋板隨著閥桿的移動，慢慢離開或接近噴嘴，使噴嘴的背壓減小或增大，最后達到平衡，此時閥門達到信號控制的目標位置。
b) 如果反饋連桿脫落或緊固螺絲松動，則閥桿的移動不能反饋給定位器的擋板，擋板仍保持原始位置，定位器的輸出信號始終是最大或最小，即調(diào)節(jié)閥的開度一直保持在全開或全關位置，使之無法控制。
3) 處理方法。如果故障是由反饋連桿脫落所引起，則重新裝好反饋連桿即能恢復定位器正常工作；如果是反饋連桿緊固螺絲松動引起的故障，則懷疑支點可能移動，因此緊固螺絲后，還應重新調(diào)整定位器，然后才能正常使用。
2 石油化工智能調(diào)節(jié)閥維護保養(yǎng)閥桿故障分析及處置
1) 故障現(xiàn)象。定位器的輸出信號改變后，調(diào)節(jié)閥經(jīng)過多次振蕩后才穩(wěn)定。
2) 現(xiàn)象分析。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，該調(diào)節(jié)閥的閥桿有些彎曲，同時填料壓蓋壓得太緊，填料缺少潤滑油，使閥桿和填料之間摩擦力增大，進而閥桿移動阻力增大，小的偏差信號產(chǎn)生的推動力不能克服摩擦阻力，調(diào)節(jié)閥閥桿連接示意如圖3所示?？刂菩盘栐龃髸r，定位器輸出的氣動信號增大，才能推動閥桿動作；但是動作后又超過了信號點的目標位置，反過來控制信號又減小，將試圖使閥桿再回到目標位置；由于摩擦阻力問題，只有當控制信號又超過平衡點時，閥門才能動作。因而，閥桿保持上、下移動，呈現(xiàn)跳動現(xiàn)象，從而引起閥門振蕩
3) 處理方法。同類調(diào)節(jié)閥在日本同類工廠中每年調(diào)換一次，而該閥在中國某企業(yè)使用過程中規(guī)定2 a調(diào)換一次；同時對更換下來的閥門進行修補，然后作為備品。該流量調(diào)節(jié)閥下游側(cè)工藝管線沖蝕也較嚴重，現(xiàn)增設一段短管，內(nèi)襯硬質(zhì)金屬，工藝方面規(guī)定該條短管需每年調(diào)換一次。從調(diào)節(jié)閥下游側(cè)工藝管線沖蝕特別嚴重的情況分析，該現(xiàn)象與調(diào)節(jié)閥的工作開度過小有關，應當設法降低急冷油泵的出口壓力，使調(diào)節(jié)閥開度增大，該方法是改善閥門沖蝕的有效措施之一。
10 石油化工智能調(diào)節(jié)閥維護保養(yǎng)開始動作信號未校準到位產(chǎn)生的問題及處置
1) 故障現(xiàn)象。裂解爐稀釋蒸汽流量調(diào)節(jié)回路中，調(diào)節(jié)器輸出信號在閥門開度為20%～30%時，流量變化特別靈敏。閥位信號稍有變化，流量變化就很大，使流量調(diào)節(jié)回路無法實現(xiàn)自動控制。
2) 現(xiàn)象分析。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)蒸汽流量調(diào)節(jié)回路中調(diào)節(jié)閥的行程沒有調(diào)整好。該閥門是風開閥，定位器輸入信號增加到20%時，閥門才開始執(zhí)行關閉動作，而信號為50%時閥門開度基本正確，這說明閥門起步點信號不在0，而是在20%，對應輸入信號在20%～50%時，閥門已達一半行程，表明定位器放大倍數(shù)過大，因此閥門開度為20%～30%時，輸入信號稍有變化，閥門行程就會有較大變化，造成流量變化特別靈敏。
3) 處理方法。發(fā)生上述故障的主要原因：在校驗調(diào)節(jié)閥行程時，沒有檢查閥門開始動作時對應信號的大小。有時儀表工在校驗調(diào)節(jié)閥行程時，只作3點檢查：在調(diào)好輸入信號50%這點之后，只看輸入信號在0和100%時閥門是否開足或關死，并沒有注意閥門開始動作所對應的輸入信號究竟是多少。上述案例就是輸入信號在0～20%變化時，閥門還沒有開始動作，均處于全關狀態(tài)。為防止這種情況發(fā)生，在校驗調(diào)節(jié)閥行程時，除一般校驗外，還需檢查調(diào)節(jié)閥的開始動作信號是否在0或100%附近，如有誤差可以調(diào)節(jié)定位器的放大倍數(shù)，即調(diào)量程即可解決該問題。因此校驗調(diào)節(jié)閥行程時，應該檢查5點，即對應信號在0，25%，50%，75%，100%時的閥門開度。
11 石油化工智能調(diào)節(jié)閥維護保養(yǎng)結(jié)束語
石油化工裝置中儀表及控制系統(tǒng)暴露出來的各種故障，有的是儀表設備或控制系統(tǒng)自身產(chǎn)生的，同時也有工藝設備故障或工藝操作失誤導致的問題，但這些現(xiàn)象都會在儀表中顯示出來。通過對故障原因的歸類、分析、總結(jié)，提出了相應的處理方法，以期對廣大儀表操作人員提供借鑒。
