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石油化工智能調節閥維護保養

本文重點分析了調節閥在使用過程中曾出現的故障，并給出了相應的解決方案。依據儀表設備和控制系統管理、維護保養的經驗，以各種現場儀表設備和控制系統出現的故障為案例，運用儀表工作原理、自動控制原理、工藝過程知識等，分析了石油化工裝置中出現的各種儀表設備和控制系統故障現象及故障產生的原因、處理辦法以及預防措施。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場儀表維護保養人員參考和學習，在此與大家一起探討。

1 石油化工智能調節閥維護保養定位器的故障分析及處置

1.1 氣動放大器故障

1) 故障現象。某調節閥的閥門定位器有輸入信號，但無輸出信號，使閥門不能動作。

2) 現象分析。經檢查發現閥門定位器的氣動放大器有故障，進一步解體檢查，發現內部氣動放大部分的球閥處積聚了水和污物，堵塞了放大器的氣路，造成氣動放大器無輸出信號。閥門定位器氣動放大器結構如圖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，因此氣動放大器應定期拆洗，此外放大器經拆洗后應該進行校驗，檢查和調整其放大倍數達到規定值。

1.2 恒節流孔堵塞

1) 故障現象。裂解爐急冷熱交換器的進水調節閥突然關閉。

2) 現象分析。經檢查發現此時閥門定位器無輸出信號，由于調節閥是風開閥，閥門因無風而關閉；進一步檢查發現閥門定位器的氣動放大器的恒節流孔堵塞，使氣流不能通向噴嘴擋板。當噴嘴背壓為零，即氣動放大器無輸入信號時，下方的球閥在彈簧作用下向上移動并關閉氣源進氣口；而上方的錐閥向上移動并打開排氣口，造成無輸出信號，同時使調節閥膜頭上的氣體通過放大器的排氣口排出，使閥門關閉。如調節閥為風關閥，則上述故障會造成閥全開。

3) 處理方法。將恒節流孔拆下，用金屬絲通針將孔穿通即可。

因此，應對氣源的空氣過濾器進行定期吹掃、排放，以清除內部積水等。保持氣源干燥、清潔，可保障氣動儀表的可靠運行。

1.3 反饋連桿脫落或緊固螺絲松動

1) 故障現象。發現某調節閥始終是全開，改變控制信號也不起作用。

2) 現象分析。調節閥的反饋連桿起負反饋作用，當反饋連桿脫落時，便失去了負反饋作用，此時閥門將處于全開或全關位置，反饋連桿連接示意如圖2所示。

閥門定位器的動作過程如下：

a) 當控制信號增大或減小時，通過波紋管的氣動定位器或電磁線圈的電動定位器，拉動擋扳蓋住或離開噴嘴，使噴嘴的背壓為最大或最小，此時氣動放大器輸入信號為最大或最小，那么其輸出信號也是最大或最小。如是氣開式閥門，使調節閥打開，如是氣關式閥門，則關閉；同時閥桿上移或下移，閥桿帶動定位器反饋連桿推開或拉下擋板，它的動作方向與波紋管電磁線圈正好相反，起到負反饋作用，使擋板隨著閥桿的移動，慢慢離開或接近噴嘴，使噴嘴的背壓減小或增大，最后達到平衡，此時閥門達到信號控制的目標位置。

b) 如果反饋連桿脫落或緊固螺絲松動，則閥桿的移動不能反饋給定位器的擋板，擋板仍保持原始位置，定位器的輸出信號始終是最大或最小，即調節閥的開度一直保持在全開或全關位置，使之無法控制。

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定位器正常工作；如果是反饋連桿緊固螺絲松動引起的故障，則懷疑支點可能移動，因此緊固螺絲后，還應重新調整定位器，然后才能正常使用。

2 石油化工智能調節閥維護保養閥桿故障分析及處置

1) 故障現象。定位器的輸出信號改變后，調節閥經過多次振蕩后才穩定。

2) 現象分析。經檢查發現，該調節閥的閥桿有些彎曲，同時填料壓蓋壓得太緊，填料缺少潤滑油，使閥桿和填料之間摩擦力增大，進而閥桿移動阻力增大，小的偏差信號產生的推動力不能克服摩擦阻力，調節閥閥桿連接示意如圖3所示。控制信號增大時，定位器輸出的氣動信號增大，才能推動閥桿動作；但是動作后又超過了信號點的目標位置，反過來控制信號又減小，將試圖使閥桿再回到目標位置；由于摩擦阻力問題，只有當控制信號又超過平衡點時，閥門才能動作。因而，閥桿保持上、下移動，呈現跳動現象，從而引起閥門振蕩
3) 處理方法。同類調節閥在日本同類工廠中每年調換一次，而該閥在中國某企業使用過程中規定2 a調換一次；同時對更換下來的閥門進行修補，然后作為備品。該流量調節閥下游側工藝管線沖蝕也較嚴重，現增設一段短管，內襯硬質金屬，工藝方面規定該條短管需每年調換一次。從調節閥下游側工藝管線沖蝕特別嚴重的情況分析，該現象與調節閥的工作開度過小有關，應當設法降低急冷油泵的出口壓力，使調節閥開度增大，該方法是改善閥門沖蝕的有效措施之一。

10 石油化工智能調節閥維護保養開始動作信號未校準到位產生的問題及處置

1) 故障現象。裂解爐稀釋蒸汽流量調節回路中，調節器輸出信號在閥門開度為20%～30%時，流量變化特別靈敏。閥位信號稍有變化，流量變化就很大，使流量調節回路無法實現自動控制。

2) 現象分析。經檢查發現蒸汽流量調節回路中調節閥的行程沒有調整好。該閥門是風開閥，定位器輸入信號增加到20%時，閥門才開始執行關閉動作，而信號為50%時閥門開度基本正確，這說明閥門起步點信號不在0，而是在20%，對應輸入信號在20%～50%時，閥門已達一半行程，表明定位器放大倍數過大，因此閥門開度為20%～30%時，輸入信號稍有變化，閥門行程就會有較大變化，造成流量變化特別靈敏。

3) 處理方法。發生上述故障的主要原因：在校驗調節閥行程時，沒有檢查閥門開始動作時對應信號的大小。有時儀表工在校驗調節閥行程時，只作3點檢查：在調好輸入信號50%這點之后，只看輸入信號在0和100%時閥門是否開足或關死，并沒有注意閥門開始動作所對應的輸入信號究竟是多少。上述案例就是輸入信號在0～20%變化時，閥門還沒有開始動作，均處于全關狀態。為防止這種情況發生，在校驗調節閥行程時，除一般校驗外，還需檢查調節閥的開始動作信號是否在0或100%附近，如有誤差可以調節定位器的放大倍數，即調量程即可解決該問題。因此校驗調節閥行程時，應該檢查5點，即對應信號在0，25%，50%，75%，100%時的閥門開度。

11 石油化工智能調節閥維護保養結束語

石油化工裝置中儀表及控制系統暴露出來的各種故障，有的是儀表設備或控制系統自身產生的，同時也有工藝設備故障或工藝操作失誤導致的問題，但這些現象都會在儀表中顯示出來。通過對故障原因的歸類、分析、總結，提出了相應的處理方法，以期對廣大儀表操作人員提供借鑒。