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关于数字阀门技术在石炼化的应用

调节阀中数字调节阀技术的特点控制阀是控制系统的最终控制单元,起到关键作用,数字阀门定位器是实现数字阀门技术的重要组成部分, 也是它的核心部分,数字阀门技术实际是定位器智能化,所以数字阀门定位器也称智能定位器。在石油化工装置自动化控制系统中,调节阀的选用对精度而言至关重要,它的使用情况影响到产品质量,并关系到装置安全生产,普通的阀门定位器不能满足要求,数字阀门技术在这背景下应运而生。智能化和数字化控制技术将逐步取代电子和模拟控制技术,数字阀门技术逐步在控制系统中得到应用,将是控制阀发展的趋势。

一.数字阀门技术的工作原理与特点

智能定位器,这种基于微处理器的控制器具有通信功能,采用气动控制,并具有内部逻辑能力。除了将电流信号转换为气压信号对阀门进行控制外,智能定位器还采用了HART通信协议,以方便进行过程操作关键信息的存取。智能定位器能收到关于阀门移动位置和补充及激励气压的反馈。这使得智能定位器不仅能自我诊断,还能够诊断它所连接的阀门。

智能定位器可以实时信息控制、提高安全性和减少硬件开支。对石化企业来说它的优点体现三方面:

1.节省空气消耗,减少能耗,由于智能定位器结构特点,它的空气消耗只是传统定位器20%。

2.可以在线更换,连续性生产装置重要阀门一般没有复线,一旦损坏,严重影响生产,但是智能定位器通过PC机保存组态数据和初试化数据,故障时更换智能定位器,只需将组态数据和初试化数据下载到定位器中就可以使用,精度达到1%。

3.在线诊断,通过诊断信息分析可以缩短仪表维护人员的故障处理时间。

二.智能定位器应用情况:

1.应用类型:

智能定位器在我厂应用始于1999年重整装置,2003年在100万吨加氢装置大量应用,上海光辉调节阀配西门子6DR5000系列智能定位器,FISHER调节阀配FISHER DVC6000系列智能定位器。目前,智能定位器生产厂家比较多,采用智能化模块,但在国内应用广泛和成熟的为西门子和FISHER智能定位器。

2.应用范围和数量:

现在随着数字化技术的应用,在其他装置普遍使用,但是考虑它的价格,在其他装置应用数量比较少。使用的装置包括一催化、二催化、重整、加氢、焦化。

3.特殊应用场合

智能定位器除了在加氢装置大范围使用,其他使用的地方均为比较特殊的场所,智能定位器的可靠性和控制精度在特殊阀门上有比较大的优越性,同时考虑

特殊阀门的控制在生产装置的重要性,所以选用智能阀门定位器。

3.1 一催化烟机入口阀控制

以前采用吴忠VPT定位器和SMC气动定位器,控制精度不高,经常出现振动,严重影响机组运行,2005年对烟机入口阀控制系统进行改造,选用西门子智能定位器6DR5000系列,采用角行程安装,代替气动定位器连杆传动反馈,消除机械传动误差。同时取消阀门位置变送器,在智能定位器安装回讯模块实现回讯远传指示。减少了阀门的安装附件,投用一年多时间,运行稳定,控制精度高,在2006年对大旁路和小旁路阀进行同样的改造,三分程阀门的控制精度达到了投用以来的最好水平。

3.2 在机组重要阀门上使用智能定位器

焦化富气压缩机防喘振回流阀使用FISHER智能电位器,一催化气压机出口放火炬阀和二催化放火炬阀使用了西门子智能定位器,保障了机组可靠和稳定运行。

3.3 压差较大和比较恶劣工况下应用

焦化辐射入口阀前后压差达10Kgf/cm3,介质为含催化剂渣油,装置运行后期,阀芯和阀套冲刷严重,控制不稳,出现滑量,严重影响生产。经过改变调节阀形式,更换为智能定位器,投用以后控制平稳,控制。

4.目前运用存在的问题及解决措施。

4.1 智能定位器可以减少维护量,但是在投用前安装调试环节必须严格按照标准和步骤执行,特别在自校验和初始化阶段,尽量减少错误发生,避免存在的运行隐患。应定期检查定位器周围的工作环境,同时保证其工作气源的稳定和洁净,减少外界因素造成的仪表波动和故障。

4.2 智能定位器采用微处理芯片,当采用两线制连接时,它完全从4-20ma信号中获取电源,微处理器工作有最小电流限制。西门子智能定位器最小维持电流为3.6Ma,FISHER智能定位器不致引起微处理器重新启动的最小电流为3.5ma。但是在ABB控制系统中电流输出范围组态为-14%~114。

4.3 由于设计结构上原因,智能定位器对气路密封的要求比较高,西门子智能定位器由压电阀组成气路控制及放大部分,执行机构不动作时候,压电阀关闭,执行机构气缸不进气。在使用的时候定位器输出气路密封不严或气缸漏气导致气压下降,压电阀动作,导致执行机构动作振动,所以要求在安装环节质量保证,确保气路密封严密。