SA/CL-1-EP型閥門定位器的在線更換與思考
在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥是調(diào)節(jié)流體流量的控制裝置。能夠調(diào)節(jié)流體的壓力，溫度，流量，液位等工藝參數(shù)。而閥門定位器是調(diào)節(jié)閥準確定位的重要部件，定位器的好壞直接影響工藝產(chǎn)品的質(zhì)量以及裝置的安全。為了使化工裝置正常運行，不停車、在線處理或更換閥門定位器是非常必要的。
下面是在線更換STISA/CL-1-EP定位器及更換過程中出現(xiàn)的問題及思考。
1、PV1021A閥門在流程中的重要性
101JT是燃氣透平，燃燒的乏氣一部分給一段爐加溫，一部分放空。PV1021A、PV1021B是101JT的乏氣放空控制閥門，使用STI SA/CL-1-EP閥門定位器。流程示意如圖1。
圖1 流程示意
PT1197A、PT1197B、PT1197C、PT1059A、PT1059B、PT1059C是該段工藝上的六塊壓力檢測變送器，測量乏氣壓力，用于聯(lián)鎖控制。
PT1197A、PT1197B、PT1197C三選二產(chǎn)生PALL1197低聯(lián)鎖，低聯(lián)鎖值是0.4kPa(表)。
PT1059A、PT1059B、PT1059C三選二產(chǎn)生PAHH1059高聯(lián)鎖，高聯(lián)鎖值是0.15kPa(表)。
所以PV1021A、PV1021B閥門的開度對工藝生產(chǎn)的影響很大。
2014年4月10日，PV1021A/B兩個閥門都處于手動控制狀態(tài)。PV1021A開度為15%，PV1021B全關(guān)。晚上10點28分，PT1021檢測壓力突然減小，工藝人員立即在DCS上關(guān)小PV1021A，但是PT1021的檢測壓力無變化。儀表人員立即到現(xiàn)場檢查閥門，判斷該閥門定位器故障，PV1021A打手輪操作，以穩(wěn)定工藝，之后檢查發(fā)現(xiàn)該閥門定位器內(nèi)部控制膜片破裂漏氣，導致定位器控制失效。
2、STISA/CL-1-EP定位器的工作原理
SA/CL-1-EP電氣定位器由SA/CL-1大流量氣動定位器和電氣轉(zhuǎn)換器(TYPE 122/WAT-SON SMITH)組成，如圖2。
圖2 SA/CL-1-EP定位器
SA/CL系列定位器根據(jù)力平衡原理工作。當控制氣壓增大時，它會作用在①膜片上，迫使膜片帶動④拉桿及③滑閥向上運動，這樣工作氣源通過滑閥組(由滑閥和滑閥外套組成)分配到氣缸頂部進口，壓縮空氣不斷進入氣缸頂部，在氣壓的推動下活塞向下運動，氣缸下端的空氣便從滑閥組排向大氣，同時帶動⑦凸輪片也向下運動，在⑩調(diào)整滾柱與凸輪片的機械傳動下，反饋轉(zhuǎn)軸⑤會順時針旋轉(zhuǎn)，從而迫使⑧零點調(diào)整螺栓向下壓，在②彈簧的傳動下，向下的壓力傳導到膜片上，當氣缸到達預定位置，向下的壓力與膜片向上的推力達到力平衡時，滑閥便處于平衡狀態(tài)，這時氣缸兩端都不會進出氣，氣缸也就定位在一個位置上。若控制氣壓發(fā)生變化，平衡被打破，氣缸再次被重新定位。
3、更換定位器的過程
(1)準備工作
現(xiàn)場查看該閥門執(zhí)行機構(gòu)裝置的連接情況，如圖3。
圖3 定位器執(zhí)行機構(gòu)示意
PZ1021A是風門擋板，執(zhí)行機構(gòu)和擋板之間由轉(zhuǎn)軸連接，連接部件可以活動，而且執(zhí)行機構(gòu)的底座也是活動的。將氣缸與擋板的連接插銷拆除，氣缸就處于自由狀態(tài)，連接的定位器就可以更換校驗。在拆卸連接插銷前一定要將風門擋板固定死。因為如果擋板隨意動作，就可能引起聯(lián)鎖動作，造成裝置跳車。
(2)更換定位器
更換定位器相對簡單，只需將氣源關(guān)閉，更換定位器就可以了。
(3)校驗
更換完定位器之后，需校驗定位器，以確保該風門能夠滿足工藝需要。用信號發(fā)生器(CA71)對定位器加4～20mA信號校驗。檢驗完成后和主控進行聯(lián)校，該定位器工作正常。
4、校驗完成后出現(xiàn)的問題
在完成定位器校驗，蓋接線盒的蓋子時，發(fā)現(xiàn)只要將蓋子蓋住接線盒，在控制電流未發(fā)生改變的情況下，定位器就動作，氣缸的活塞就移動位置，造成定位不準。反復多次調(diào)試都沒有解決問題。在準備用內(nèi)六角扳手緊固接線盒內(nèi)部的連接件時，發(fā)現(xiàn)只要內(nèi)六角扳手靠近電氣轉(zhuǎn)換器磁鐵部分，氣缸活塞就會動作。這時在沒有檢查接線盒蓋子材質(zhì)的情況下，誤判接線盒蓋子有鐵的材質(zhì)，在蓋子靠近電氣轉(zhuǎn)換器時，與磁鐵產(chǎn)生感應(yīng)，導致活塞動作。于是更換了四氟材料的接線盒蓋，但出現(xiàn)同樣故障。再次判斷故障原因，可能是控制氣壓力變化，造成活塞動作。將接線盒的電氣接頭松開，接線盒通大氣，蓋上蓋子，故障消失，說明是控制氣壓力變化造成活塞動作。但是這時候只是將電氣接頭松開，根本就沒有在接線盒上找排氣孔，誤認為該定位器設(shè)計有缺陷。其實在定位器的接線盒部分有一個排氣裝置，只是當時這個排氣裝置的蓋子未打開，造成氣壓變化故障。
5、思考
(1)造成這次更換定位器后閥門出現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)活塞移動的故障，說明我們平時沒有對該定位器進行仔細研究，犯了經(jīng)驗主義的錯誤，導致更換過程既浪費了人力和物力(臨時加工了一個四氟接線盒蓋子)，更浪費了時間，給工藝人員帶來長時間不能操作的重大隱患。STI SA/CL系列定位器與其他廠家型號的定位器不同，較多廠家的定位器接線盒和電氣轉(zhuǎn)換部分，基本都是分開連接，排氣孔都在電氣轉(zhuǎn)換和放大器部分，而且排氣孔不需要打開，是直接排氣。而STI SA/CL系列定位器的電氣轉(zhuǎn)換部分在接線盒內(nèi)部，而且排氣孔的蓋子需要打開才能排氣。
(2)不要無故懷疑設(shè)計問題
在沒有確認接線盒蓋子材料的情況下，就判斷使用的是鐵材質(zhì)，會和電氣轉(zhuǎn)換的磁鐵發(fā)生作用，進而影響噴嘴和擋板的距離，使得氣缸活塞位置發(fā)生變化。
(3)理論與實際的聯(lián)系欠缺
雖然知道定位器的工作原理，但理論和實際沒能很好地結(jié)合，沒有想到定位器的電氣轉(zhuǎn)換部分在接線盒內(nèi)部。根據(jù)定位器的工作原理，該定位器是耗氣型，應(yīng)該考慮排氣問題，但是沒有考慮，導致接線盒上的排氣帽沒有打開，使得電氣轉(zhuǎn)換的氣體無法排除，導致噴嘴和擋板的距離發(fā)生變化，使得閥位和信號不能很好地配合。這就需要我們在今后遇到故障的情況下，更多地考慮理論與實際情況，少走彎路。
