调节阀“三断”保位方案在重钢焦化厂的应用

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作者：蔡海峰浏览量：138

调节阀在过程控制系统中起着极其重要作用，要保证正常工作调节阀需要系统连续、正确地提供气源、电源、信号源。而实际情况是：过程控制系统无法100%毫无差错地保证上述气源、电源、信号源（简称三源）正确、连续地提供，造成调节系统无法正常运行，进而影响生产的连续性。因此，对调节阀要采取相应的保护措施，即三断（断气源、电源、信号源）保护，确保在紧急情况下，调节系统不影响生产持续进行。
重钢焦化厂目前使用的气动调节阀有单作用、双作用两类，部分区域也使用电动调节阀。气动调节阀配置的阀门定位器有智能电-气定位器和电-气机械式阀门定位器两种。根据生产工艺的需求以及阀门定位器自身具备的功能，应分别对不同类型的调节阀选用不同的保位方案。
1配置智能电-气阀门定位器的调节阀选用的方案如图1所示。
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图1配置智能电-气阀门定位器的调节阀选用的方案
配置智能电-气阀门定位器的调节阀选用的方案如图1所示。焦化厂使用的智能阀门定位器本身就具备断电、断信号保位功能，使阀门在系统故障时锁定在当前位置（气源供应正常时），为了实现阀门三断保护中的断气保护，只需要在气源管路中增加空气锁闭阀。根据现场实际需要设定气锁阀压力，一般为3kg F/cm2。正常工作时，气源压力高于设定压力，定位器与调节阀膜盒的气源管路被联通，调节阀依据定位器的输出进行动作。当气源供应发生异常，即气源压力小于设定压力3kg F/cm2时，气锁阀自动切断定位器与调节阀膜盒之间的气源通路，使压力锁定在气动调节阀的膜室内。对于单作用调节阀，该压力与调节阀弹簧产生的反力相平衡，气动调节阀的阀位保持在故障前的位置；对于双作用调节阀，双通道气锁阀将仪表空气锁定在调节阀上下膜室内，上下膜室产生的反力相平衡，调节阀的阀位保持在当前位置，从而实现阀门的断气保护。
此方案的优点：所用附件相对较少，占用空间较小；安装、调试比较方便、简单、快捷；“三断”保护启动时，系统反应较快，动作迅速；整体造价低。
2配置电-气机械式阀门定位器的调节阀选用的方案
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图2配置电-气机械式阀门定位器的调节阀选用的方案
配置电-气机械式阀门定位器的调节阀选用的方案如图2所示。由于机械式阀门定位器不具备断电、断信号保位功能，因此需要增加失电比较器、单电控电磁换向阀、气锁阀。正常工作时，电磁阀始终得电，气锁阀打开，阀门依照定位器的输出而动作。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，电磁换向阀失电，其内部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，气锁阀关闭，将定位器的输出信号压力锁定在气动调节阀的膜室内。对于单作用调节阀，该压力与调节阀弹簧产生的反力相平衡，气动调节阀的阀位保持在故障前的位置。对于双作用调节阀，双通道气锁阀将仪表空气锁定在调节阀上下膜室内，上下膜室产生的反力相平衡，调节阀的阀位保持在当前位置，从而实现阀门的三断保位。
此方案的优点：“三断”保护启动时，系统反应较快，动作迅速。
此方案的缺点：电磁阀长期带电，影响使用寿命，需要定期检查其运行状态。配用附件较多，安装、调试较复杂。
3三断保位功能方案
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图3三断保位功能方案
三断保位功能方案如图3所示。该方案在三断保位功能方面与图2一样，只是在定位器输出回路中增加一个气路放大器来加快执行机构的动作速度。智能型定位器需要加快执行机构动作速度可参考该方案实施。
4智能电动控制阀方案
　　智能电动调节阀是由智能电动执行机构与阀门组成。智能电动执行机构本身具有断电源保位功能，断信号时可设置保持原位、全关、全开，因此其保位功能相对气动调节阀更为方便、快速。
5结语
通过以上方案的实施，重钢焦化厂各调节阀在紧急情况均能达到预定的保位功能，满足生产工艺的需求。
收稿日期：2013-09-08

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