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                數字閥門技術在石煉化的應用

                日期:2023-08-11 10:16
                瀏覽次數:2718
                摘要:
                數字閥門技術的特點控制閥是控制系統的*終控制單元,起到關鍵作用,數字閥門定位器是實現數字閥門技術的重要組成部分, 也是它的核心部分,數字閥門技術實際是定位器智能化,所以數字閥門定位器也稱智能定位器。在石油化工裝置自動化控制系統中,調節閥的選用對精度而言至關重要,它的使用情況影響到產品質量,并關系到裝置**生產,普通的閥門定位器不能滿足要求,數字閥門技術在這背景下應運而生。智能化和數字化控制技術將逐步取代電子和模擬控制技術,數字閥門技術逐步在控制系統中得到應用,將是控制閥發展的趨勢。
                一.數字閥門技術的工作原理與特點
                智能定位器,這種基于微處理器的控制器具有通信功能,采用氣動控制,并具有內部邏輯能力。除了將電流信號轉換為氣壓信號對閥門進行控制外,智能定位器還采用了HART 通信協議,以方便進行過程操作關鍵信息的存取。智能定位器能收到關于閥門移動位置和補充及激勵氣壓的反饋。這使得智能定位器不僅能自我診斷,還能夠診斷它所連接的閥門。
                智能定位器可以實時信息控制、提高**性和減少硬件開支。對石化企業來說它的優點體現三方面,1.節省空氣消耗,減少能耗,由于智能定位器結構特點,它的空氣消耗只是傳統定位器20%。2. 可以在線更換,連續性生產裝置重要閥門一般沒有復線,一旦損壞,嚴重影響生產,但是智能定位器通過PC機保存組態數據和初試化數據,故障時更換智能定位器,只需將組態數據和初試化數據下載到定位器中就可以使用,精度達到1%。3.在線診斷,通過診斷信息分析可以縮短儀表維護人員的故障處理時間。
                二.智能定位器應用情況:
                1.應用類型:智能定位器在我廠應用始于1999年重整裝置,2003年在100萬噸加氫裝置大量應用,上海光輝調節閥配西門子6DR5000系列智能定位器,FISHER調節閥配FISHER DVC6000系列智能定位器。目前,智能定位器生產廠家比較多,采用智能化模塊,但在國內應用廣泛和成熟的為西門子和FISHER智能定位器。
                2.應用范圍和數量:
                現在隨著數字化技術的應用,在其他裝置普遍使用,但是考慮它的價格,在其他裝置應用數量比較少。使用的裝置包括一催化、二催化、重整、加氫、焦化。


                3.特殊應用場合
                智能定位器除了在加氫裝置大范圍使用,其他使用的地方均為比較特殊的場所,智能定位器的可靠性和控制精度在特殊閥門上有比較大的優越性,同時考慮
                特殊閥門的控制在生產裝置的重要性,所以選用智能閥門定位器。
                3.1 一催化煙機入口閥控制以前采用吳忠VPT定位器和SMC氣動定位器,控制精度不高,經常出現振動,嚴重影響機組運行,2005年對煙機入口閥控制系統進行改造,選用西門子智能定位器6DR5000系列,采用角行程安裝,代替氣動定位器連桿傳動反饋,消除機械傳動誤差。同時取消閥門位置變送器,在智能定位器安裝回訊模塊實現回訊遠傳指示。減少了閥門的安裝附件,投用一年多時間,運行穩定,控制精度高,在2006年對大旁路和小旁路閥進行同樣的改造,三分程閥門的控制精度達到了投用以來的*好水平。
                3.2在機組重要閥門上使用智能定位器,焦化富氣壓縮機防喘振回流閥使用FISHER智能電位器,一催化氣壓機出口放火炬閥和二催化放火炬閥使用了西門子智能定位器,保障了機組可靠和穩定運行。
                3.3壓差較大和比較惡劣工況下應用。焦化輻射入口閥前后壓差達10Kgf/cm3,介質為含催化劑渣油,裝置運行后期,閥芯和閥套沖刷嚴重,控制不穩,出現滑量,嚴重影響生產。經過改變調節閥形式,更換為智能定位器,投用以后控制平穩,控制。
                4.目前運用存在的問題及解決措施。
                4.1智能定位器可以減少維護量,但是在投用前安裝調試環節必須嚴格按照標準和步驟執行,特別在自校驗和初始化階段,盡量減少錯誤發生,避免存在的運行隱患。應定期檢查定位器周圍的工作環境,同時保證其工作氣源的穩定和潔凈,減少外界因素造成的儀表波動和故障。
                4.2由于設計結構上原因,智能定位器對氣路密封的要求比較高,西門子智能定位器由壓電閥組成氣路控制及放大部分,執行機構不動作時候,壓電閥關閉,執行機構氣缸不進氣。在使用的時候定位器輸出氣路密封不嚴或氣缸漏氣導致氣壓
                下降,壓電閥動作,導致執行機構動作振動,所以要求在安裝環節質量保證,確保氣路密封嚴密。
                4.3 智能定位器采用微處理芯片,當采用兩線制連接時,它完全從4-20ma信號中獲取電源,微處理器工作有*小電流限制。西門子智能定位器*小維持電流為 3.6Ma,FISHER智能定位器不致引起微處理器重新啟動的*小電流為3.5ma。但是在ABB控制系統中電流輸出范圍組態為-14%~114%,工藝操作習慣往往在極限位置控制時,電流輸出為-14%或114%,可能會導致定位器不工作,閥門朝相反方向動作,造成生產事故。解決措施為一是重要閥門增加閥門回訊,加強位置監視,二是控制系統修改組態,對智能定位器輸出進行限制,修改為-3%~103%。
                5.智能定位器應用領域的擴展
                5.1隨著現場總線技術的發展,部分控制功能向現場轉移,PID控制模塊在智能定位器中實現,可以大大減少控制器負荷,真正實現現場控制,代表當今儀表技術發展的方向。
                5.2實現與DCS直接通訊,通過軟件直接查看定位器特性曲線和閥門工作狀態,檢查零點、量程、線性和回差等參數,并對其優化和調整,保證其工作質量,做到智能維護和診斷,減少維護量。
                5.3 用于緊急停車系統,FISHER的DVC6000系列數字式閥門控制器已經取得TUV認證。有了這一認證,就可以把DVC6000儀表用于**儀表系統(SIS)里的緊急切斷閥門?,F在緊急切斷閥門大多采用定位器和電磁閥組成來實現功能,但是工藝要求閥門正常全關或全開情況下,無法判斷是否正常,一旦要求動作,有可能拒動。而采用智能定位器,可以進行在線診斷和在線進行閥門的部分行程動作測試,確保聯鎖動作正確?! ?br>通過幾年的主要裝置的應用情況看,智能閥門定位器性能穩定、調校方便;能實現與DCS的直接通訊,并具備自診斷功能,維修簡單。隨著維護人員的減少和裝置長周期運行,更能體現出它的特點,所以,在以后裝置改造或新建裝置建議選用智能定位器,對提高儀表控制率有很大作用。

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