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石油化工智能調(diào)節(jié)閥維護(hù)保養(yǎng)
本文重點(diǎn)分析了調(diào)節(jié)閥在使用過(guò)程中曾出現(xiàn)的故障，并給出了相應(yīng)的解決方案。依據(jù)儀表設(shè)備和控制系統(tǒng)管理、維護(hù)保養(yǎng)的經(jīng)驗(yàn)，以各種現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備和控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障為案例，運(yùn)用儀表工作原理、自動(dòng)控制原理、工藝過(guò)程知識(shí)等，分析了石油化工裝置中出現(xiàn)的各種儀表設(shè)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(yù)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(chǎng)儀表維護(hù)保養(yǎng)人員參考和學(xué)習(xí)，在此與大家一起探討。
1 石油化工智能調(diào)節(jié)閥維護(hù)保養(yǎng)定位器的故障分析及處置
1.1 氣動(dòng)放大器故障
1) 故障現(xiàn)象。某調(diào)節(jié)閥的閥門(mén)定位器有輸入信號(hào)，但無(wú)輸出信號(hào)，使閥門(mén)不能動(dòng)作。
2) 現(xiàn)象分析。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)閥門(mén)定位器的氣動(dòng)放大器有故障，進(jìn)一步解體檢查，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部氣動(dòng)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(dòng)放大器無(wú)輸出信號(hào)。閥門(mén)定位器氣動(dòng)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(dòng)放大器應(yīng)定期拆洗，此外放大器經(jīng)拆洗后應(yīng)該進(jìn)行校驗(yàn)，檢查和調(diào)整其放大倍數(shù)達(dá)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(jìn)水調(diào)節(jié)閥突然關(guān)閉。
2) 現(xiàn)象分析。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)此時(shí)閥門(mén)定位器無(wú)輸出信號(hào)，由于調(diào)節(jié)閥是風(fēng)開(kāi)閥，閥門(mén)因無(wú)風(fēng)而關(guān)閉；進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)閥門(mén)定位器的氣動(dòng)放大器的恒節(jié)流孔堵塞，使氣流不能通向噴嘴擋板。當(dāng)噴嘴背壓為零，即氣動(dòng)放大器無(wú)輸入信號(hào)時(shí)，下方的球閥在彈簧作用下向上移動(dòng)并關(guān)閉氣源進(jìn)氣口；而上方的錐閥向上移動(dòng)并打開(kāi)排氣口，造成無(wú)輸出信號(hào)，同時(shí)使調(diào)節(jié)閥膜頭上的氣體通過(guò)放大器的排氣口排出，使閥門(mén)關(guān)閉。如調(diào)節(jié)閥為風(fēng)關(guān)閥，則上述故障會(huì)造成閥全開(kāi)。
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(yīng)對(duì)氣源的空氣過(guò)濾器進(jìn)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(dòng)儀表的可靠運(yùn)行。
1.3 反饋連桿脫落或緊固螺絲松動(dòng)
1) 故障現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)某調(diào)節(jié)閥始終是全開(kāi)，改變控制信號(hào)也不起作用。
2) 現(xiàn)象分析。調(diào)節(jié)閥的反饋連桿起負(fù)反饋?zhàn)饔茫?dāng)反饋連桿脫落時(shí)，便失去了負(fù)反饋?zhàn)饔茫藭r(shí)閥門(mén)將處于全開(kāi)或全關(guān)位置，反饋連桿連接示意如圖2所示。
閥門(mén)定位器的動(dòng)作過(guò)程如下：
a) 當(dāng)控制信號(hào)增大或減小時(shí)，通過(guò)波紋管的氣動(dòng)定位器或電磁線圈的電動(dòng)定位器，拉動(dòng)擋扳蓋住或離開(kāi)噴嘴，使噴嘴的背壓為最大或最小，此時(shí)氣動(dòng)放大器輸入信號(hào)為最大或最小，那么其輸出信號(hào)也是最大或最小。如是氣開(kāi)式閥門(mén)，使調(diào)節(jié)閥打開(kāi)，如是氣關(guān)式閥門(mén)，則關(guān)閉；同時(shí)閥桿上移或下移，閥桿帶動(dòng)定位器反饋連桿推開(kāi)或拉下?lián)醢澹膭?dòng)作方向與波紋管電磁線圈正好相反，起到負(fù)反饋?zhàn)饔茫箵醢咫S著閥桿的移動(dòng)，慢慢離開(kāi)或接近噴嘴，使噴嘴的背壓減小或增大，最后達(dá)到平衡，此時(shí)閥門(mén)達(dá)到信號(hào)控制的目標(biāo)位置。
b) 如果反饋連桿脫落或緊固螺絲松動(dòng)，則閥桿的移動(dòng)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(hào)始終是最大或最小，即調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度一直保持在全開(kāi)或全關(guān)位置，使之無(wú)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(fù)定位器正常工作；如果是反饋連桿緊固螺絲松動(dòng)引起的故障，則懷疑支點(diǎn)可能移動(dòng)，因此緊固螺絲后，還應(yīng)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(hù)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(hào)改變后，調(diào)節(jié)閥經(jīng)過(guò)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(shí)填料壓蓋壓得太緊，填料缺少潤(rùn)滑油，使閥桿和填料之間摩擦力增大，進(jìn)而閥桿移動(dòng)阻力增大，小的偏差信號(hào)產(chǎn)生的推動(dòng)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。控制信號(hào)增大時(shí)，定位器輸出的氣動(dòng)信號(hào)增大，才能推動(dòng)閥桿動(dòng)作；但是動(dòng)作后又超過(guò)了信號(hào)點(diǎn)的目標(biāo)位置，反過(guò)來(lái)控制信號(hào)又減小，將試圖使閥桿再回到目標(biāo)位置；由于摩擦阻力問(wèn)題，只有當(dāng)控制信號(hào)又超過(guò)平衡點(diǎn)時(shí)，閥門(mén)才能動(dòng)作。因而，閥桿保持上、下移動(dòng)，呈現(xiàn)跳動(dòng)現(xiàn)象，從而引起閥門(mén)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(guó)某企業(yè)使用過(guò)程中規(guī)定2 a調(diào)換一次；同時(shí)對(duì)更換下來(lái)的閥門(mén)進(jìn)行修補(bǔ)，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(yán)重，現(xiàn)增設(shè)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(yán)重的情況分析，該現(xiàn)象與調(diào)節(jié)閥的工作開(kāi)度過(guò)小有關(guān)，應(yīng)當(dāng)設(shè)法降低急冷油泵的出口壓力，使調(diào)節(jié)閥開(kāi)度增大，該方法是改善閥門(mén)沖蝕的有效措施之一。
10 石油化工智能調(diào)節(jié)閥維護(hù)保養(yǎng)開(kāi)始動(dòng)作信號(hào)未校準(zhǔn)到位產(chǎn)生的問(wèn)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(hào)在閥門(mén)開(kāi)度為20%～30%時(shí)，流量變化特別靈敏。閥位信號(hào)稍有變化，流量變化就很大，使流量調(diào)節(jié)回路無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(méi)有調(diào)整好。該閥門(mén)是風(fēng)開(kāi)閥，定位器輸入信號(hào)增加到20%時(shí)，閥門(mén)才開(kāi)始執(zhí)行關(guān)閉動(dòng)作，而信號(hào)為50%時(shí)閥門(mén)開(kāi)度基本正確，這說(shuō)明閥門(mén)起步點(diǎn)信號(hào)不在0，而是在20%，對(duì)應(yīng)輸入信號(hào)在20%～50%時(shí)，閥門(mén)已達(dá)一半行程，表明定位器放大倍數(shù)過(guò)大，因此閥門(mén)開(kāi)度為20%～30%時(shí)，輸入信號(hào)稍有變化，閥門(mén)行程就會(huì)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(yàn)調(diào)節(jié)閥行程時(shí)，沒(méi)有檢查閥門(mén)開(kāi)始動(dòng)作時(shí)對(duì)應(yīng)信號(hào)的大小。有時(shí)儀表工在校驗(yàn)調(diào)節(jié)閥行程時(shí)，只作3點(diǎn)檢查：在調(diào)好輸入信號(hào)50%這點(diǎn)之后，只看輸入信號(hào)在0和100%時(shí)閥門(mén)是否開(kāi)足或關(guān)死，并沒(méi)有注意閥門(mén)開(kāi)始動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)究竟是多少。上述案例就是輸入信號(hào)在0～20%變化時(shí)，閥門(mén)還沒(méi)有開(kāi)始動(dòng)作，均處于全關(guān)狀態(tài)。為防止這種情況發(fā)生，在校驗(yàn)調(diào)節(jié)閥行程時(shí)，除一般校驗(yàn)外，還需檢查調(diào)節(jié)閥的開(kāi)始動(dòng)作信號(hào)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(wèn)題。因此校驗(yàn)調(diào)節(jié)閥行程時(shí)，應(yīng)該檢查5點(diǎn)，即對(duì)應(yīng)信號(hào)在0，25%，50%，75%，100%時(shí)的閥門(mén)開(kāi)度。
11 石油化工智能調(diào)節(jié)閥維護(hù)保養(yǎng)結(jié)束語(yǔ)
石油化工裝置中儀表及控制系統(tǒng)暴露出來(lái)的各種故障，有的是儀表設(shè)備或控制系統(tǒng)自身產(chǎn)生的，同時(shí)也有工藝設(shè)備故障或工藝操作失誤導(dǎo)致的問(wèn)題，但這些現(xiàn)象都會(huì)在儀表中顯示出來(lái)。通過(guò)對(duì)故障原因的歸類、分析、總結(jié)，提出了相應(yīng)的處理方法，以期對(duì)廣大儀表操作人員提供借鑒。
