分析調(diào)節(jié)閥工作不穩(wěn)定故障原因，針對故障原因?qū)υ鏊倨�、閥門定位器調(diào)試參數(shù)和設(shè)定值進行修改，解決了閥門波動和工作不穩(wěn)定的問題。

　　重慶建峰化工股份有限公司第二套大化肥裝置，合成氨系統(tǒng)采用KBR技術(shù)，尿素系統(tǒng)采用荷蘭Stamicarbon技術(shù)，年產(chǎn)為45萬噸合成氨、80萬噸尿素。合成氨、尿素裝置中調(diào)節(jié)閥氣動控制配置的附件以智能數(shù)字定位器為主，定位器的控制精度比較高，例如工藝空氣壓縮機防喘振調(diào)節(jié)閥(PV4050)，閥門行程比較長，在調(diào)試和使用中出現(xiàn)波動或工作不穩(wěn)定的故障，影響空氣壓縮機防喘振控制以及出口壓力穩(wěn)定性;尤其是雙氣缸配單/雙輸出的智能定位器+增速器等附件的調(diào)節(jié)閥，如工藝段間放空閥(HV1108、PV1032)和壓力控制閥(PV1040)等，在調(diào)試過程中出現(xiàn)工作不穩(wěn)定或波動現(xiàn)象，導(dǎo)致儀表控制回路波動，進而影響工藝過程控制。

1、氣動控制回路原理

　　氣動活塞式調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器，一般采用不同口徑氣動活塞式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)通常產(chǎn)生較大的輸出力(力矩)，性能可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，維修方便。這套系統(tǒng)包括1個儲氣罐，2個換向閥，1個鎖止閥和1個止回閥。在這套系統(tǒng)中，止回閥的作用是保持氣罐的最高壓力，鎖止閥檢測壓縮空氣的供氣壓力，當(dāng)壓縮空氣低于鎖止閥的設(shè)定值時2個換向閥失去驅(qū)動壓力換向閥動作，氣罐氣進入氣缸一個口，驅(qū)使閥桿動作到失氣位置，氣缸的另一個口將氣體排出;系統(tǒng)失氣時，氣缸的體積小，不能使閥門動作到它的失氣位置，只能靠外帶的儲氣罐補充所需要的氣體。HV1108、PV1032上缸進氣的控制是由減壓閥給定一個恒定的壓力信號，通過增速器(升壓器)給執(zhí)行機構(gòu)的上氣缸供給一個恒定的氣壓，定位器為下缸供氣，實現(xiàn)調(diào)節(jié)閥的準(zhǔn)確定位;PV1040則是由定位器為上、下氣缸提供控制信號給增速器，控制上、下氣缸的供氣，實現(xiàn)調(diào)節(jié)閥的準(zhǔn)確定位。

　　圖1為段間放空閥及壓力控制閥氣源供給中斷時閥門關(guān)閉(FC)狀態(tài)的氣動控制回路流程。在沒有虛線連接的管線連接時為HV1108、PV1032氣動控制回路;在使用虛線連接的管線連接時取消與增速器連接的減壓閥及進出口管線，則為PV1040氣動控制回路。

圖1 段間放空閥及壓力控制閥氣動控制回路流程

2、故障原因分析

　　在調(diào)試過程中，給定信號出現(xiàn)閥門定位時間長或在小開度不穩(wěn)定，閥位偏差大等現(xiàn)象;在投入使用中出現(xiàn)工藝控制參數(shù)不穩(wěn)定，壓力波動大等故障現(xiàn)象。真空技術(shù)網(wǎng)(http://m.mp99x.cn/)認(rèn)為主要原因是由于定位器及附件參數(shù)設(shè)定不合適和調(diào)試不到位。

　　以上述HV1108、PV1032、PV1040為例分析閥門的故障原因，在調(diào)試時用HART通信器測得的各閥門的數(shù)據(jù)見表1～3。

表1 HV1108的測試數(shù)據(jù)

表2 PV1032的測試數(shù)據(jù)

　　注：輸入信號列到20mA后再到4mA是儀表調(diào)節(jié)閥正反行程變差調(diào)整，表3同理。

表3 PV1040的測試數(shù)據(jù)

　　根據(jù)表1～3的測試數(shù)據(jù)可以看出在處理各閥門的主要問題是：HV1108在中間行程定位時間較長，波動范圍在2%以內(nèi);PV1032在中間行程穩(wěn)定性差，波動范圍在2%，且反向信號出現(xiàn)單向偏差閥位偏低，開閥時全行程時間太長(達23s);PV1040在小開度不穩(wěn)定，閥行程波動較大。

3、處理措施

　　3.1、定位器不穩(wěn)定的處理

　　1)調(diào)整增速器的靈敏度。增速器的靈敏度調(diào)整方法和順序：調(diào)整增速器的靈敏度→執(zhí)行自動設(shè)定程序→動態(tài)特性滿意→結(jié)束。先調(diào)整上缸、后調(diào)整下缸進氣的增速器并做記錄，避免上下同時調(diào)整出現(xiàn)混亂。對于配置IL-100型增速器(HV1108、PV1032)的調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)增速器的針閥，用來控制空氣的流量，從最高靈敏度(針閥完全關(guān)閉)逆時針轉(zhuǎn)動針閥1.5圈降低靈敏度。其他型號增速器如PV1040的場合，先逆時針轉(zhuǎn)動針閥，降低靈敏度。

　　2)定位器參數(shù)調(diào)整。動態(tài)特性參數(shù)選擇，決定控制閥的PID計算參數(shù)，通過選擇執(zhí)行機構(gòu)的尺寸消除閥門的不穩(wěn)定。通過HART375通信器，選擇[Mainmenu](主菜單)—[Config&Calib](配置和標(biāo)定)—[Dynamicchara](動態(tài)特性)—[Actuatorsize](執(zhí)行機構(gòu)尺寸)，從參數(shù)0至9(PARAM0toPARAM9)選擇確認(rèn)執(zhí)行機構(gòu)尺寸，觀察閥門的閥位的穩(wěn)定性，選擇穩(wěn)定性最好的一個進行保存。帶有增速器的調(diào)節(jié)閥，一般選擇PARAM1和PARAM9效果比較好。

　　3)摩擦力的選擇。在定位器參數(shù)中選擇Glandpacking(壓封填料類型)，選擇HEAVY，MEDIUM或LIGHT(重，中或輕)。對于閥門的密封填料，采用石墨填料的一般選HEAVY，F(xiàn)4填料選LIGHT。也可以選擇HEAVY，MEDIUM或LIGHT觀察閥位動態(tài)特性，選擇最好的一個保存。對于閥門HV1108/PV1032/1040，將MEDIUM改為HEAVY后動態(tài)穩(wěn)定特性明顯增強

　　4)PV1032閥門定位器安裝位置選定。當(dāng)閥門出現(xiàn)單向偏差，單向不穩(wěn)定時，調(diào)整定位器的安裝位置，水平上移，保證閥門在50%閥位時反饋桿的水平。

　　5)對于選擇好的參數(shù)必須進行保存，最后對定位器進行自動校準(zhǔn)(自整定)并測試閥門的動態(tài)特性。

　　3.2、效果

　　從表1～3可以看出，采取對閥門定位器、增速器和安裝位置進行調(diào)整等處理措施，基本消除了定位器工作不穩(wěn)定故障。PV1040在小開度仍有1%~1.5%的波動，是由于工藝開車處理時間較短，沒有完全調(diào)整到最佳狀態(tài)，但在使用過程中能夠滿足工藝使用要求。

　　工藝空氣壓縮機防喘振調(diào)節(jié)閥PV4050(氣動控制原理與PV1040差不多，在鎖止閥前加電磁閥，儲氣罐連接下汽缸換向閥接口，在汽缸進、出口都配有兩組升壓器)在空氣壓縮機運行中低閥位9%時運行都很穩(wěn)定，僅0.5%的波動范圍，完全滿足工藝使用要求。

4、結(jié)束語

　　導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥工作不穩(wěn)定的因素比較多，調(diào)整定位器不能單一的選擇自動整定消除故障，必須通過修改附件參數(shù)，調(diào)整定位器內(nèi)部設(shè)置和安裝位置等手段，去解決調(diào)節(jié)閥的不穩(wěn)定性問題，使調(diào)節(jié)閥處于最佳的工作狀態(tài)。