莫克威爾德ＲＺＤ控制閥在西氣東輸?shù)膽?/h1>
2009-06-12 09:46:28屠明剛高峰
中國新技術新產(chǎn)品 2009年9期
屠明剛 高 峰
摘要：莫克威爾德閥門公司 RZD 控制閥的控制方式是軸流式活塞型控制閥，專門用于控制流量和壓力，在西氣東輸分輸場站上起著控制天然氣壓力和流量的的作用，通過對控制閥的結構、特性的充分闡述，以及對RZD控制閥典型控制的充分分析，論述RZD控制閥在西氣東輸?shù)木唧w應用。
關鍵詞：RZD控制閥；結構；特性；典型控制；應用
1 莫克威爾德RZD 控制閥在西氣東輸上用途描述
西氣東輸天然氣分輸場站采用德國RMG安全截斷閥、RMG調節(jié)閥和荷蘭莫克威爾德控制閥相配合的壓力和流量控制
方式，依據(jù)下游天然氣工業(yè)和城市用氣量的多少來進行調壓和流量的調節(jié)。了解莫克威爾德閥門RZD 控制閥的結構、典型控制，對日常維護、常見故障的分析與解決起到?jīng)Q定性的作用。
莫克威爾德RZD控制閥主要特性如下：
1.1非常好的流體分布
控制閥閥體的形狀可以使流體非常容易的通過，同時可使流體在閥門內(nèi)部徑向均勻分布，從而最大限度的減少紊流和噪音。
1.2密封性好
主密封包括一個梯形的軟密封環(huán)，這種特殊的結構可以使密封圈在流體壓力下被壓緊，從而達到密封的效果。
1.3控制流體
閥門的機械部分包括帶孔的圓筒（籠套），及中空的活塞，活塞可以左右移動，活塞在籠套中的位置，以及籠套上孔的不同形狀和 大小決定了多少流體可以通過控制閥。
1.4 快速關閉
控制閥的機械結構使得活塞在移動時基本上不受閥門前后壓差的阻力，這樣，就可以用相對小和快速的執(zhí)行機構操作閥門。
1.5動作
在活塞上安裝有活塞桿，活塞桿上有 45° 角的嚙齒，活塞桿由有相同嚙齒的閥桿操作。當閥桿向上移動時，活塞向后移動，閥門開啟。
2 莫克威爾德RZD 控制閥的結構
莫克威爾德RZD控制閥主要由多孔龍?zhí)?、活塞、活塞桿、45° 角的嚙齒傳動桿、閥體組成。
3 西氣東輸?shù)湫偷目刂葡到y(tǒng)
3.1 就地手動操作
3.2 遠程雙向電動控制，在西氣東輸主要是電動控制操作也就是PID控制。
西氣東輸管道公司分輸場站中莫克威爾德RZD控制閥的PID調節(jié)采用壓力和流量共同調節(jié)，壓力為主調，而流量參與保護調節(jié)。正常情況下，PID的功能是維持下游壓力保持在設定值的周圍，當下游用氣量不斷增大時，壓力逐漸減小，閥門開度逐漸增大，流量逐步上升，當流量超過流量計算機的額定流量的時候，切換到流量保護調節(jié)，在PID的調節(jié)中，流量調節(jié)的速度比較快，這樣能確保很快將流量降下來，達到保護的目的。當流量低于流量設定值時，再切換回壓力調節(jié)。
分輸場站調壓系統(tǒng)為每個回路都設定了三級調壓功能，第一級是安全切斷閥，這里的設定壓力最高，第二級是自力式調節(jié)閥，設定壓力次之，第三級是電動調節(jié)閥，設定壓力最低。
這樣的控制在各種情況之間進行無擾動的切換，在PLC的程序中設置了要求，即當發(fā)現(xiàn)壓力設定值與測量值的差值大于0.2Mpa，不能從軟件手動切換到軟件自動狀態(tài)，如果不加以限制，一旦切換后會造成很大的波動，將出現(xiàn)阻尼現(xiàn)象。如果在操作的過程中無法切換到軟件自動，應該考慮這個方面的問題。
現(xiàn)場電動調節(jié)閥處于就地控制，PLC也鎖住了從軟件手動切換到軟件自動的功能，且這時的強制輸出一直跟蹤現(xiàn)場閥位反饋，就是防止現(xiàn)場切換到遠控后，PID的輸出和現(xiàn)場閥位的反饋不一致引起下游波動，所以這種情況下，強制輸出是沒有用的。這也確保了現(xiàn)場電動閥從就地切換到遠控的無擾動切換。
當流量超過設定值時，即便之前PID是在軟件手動調節(jié)，也馬上會切換到軟件自動調節(jié)，因為不切換到軟件自動調節(jié)就達不到保護的目的。但是這種切換只觸發(fā)一次，如果人為干預切換到手動，那么PID不會再切換到自動去，但是每次流量從低于設定值到高于設定值都會自動切換一次。還有如果PID處于硬件手動，現(xiàn)場從就地切換到遠控也不會關閥，這兩種情況是不一樣的。
為了在硬件手動切換到硬件自動的過程中實現(xiàn)無擾動切換，在硬件手動的過程中，PID是切換不到軟件自動的，而且閥位設定值一直跟蹤現(xiàn)場反饋的閥位測量值。
為了從軟件自動切換到軟件手動的過程中不出現(xiàn)無擾動切換，當PID處于軟件自動的時候，閥位強制輸出開度一直跟蹤現(xiàn)場閥位反饋值，這樣就避免了從軟件自動切換到軟件手動時，強制輸出閥位與現(xiàn)場反饋閥位不一致而導致的波動。
根據(jù)以上的控制原理，在操作的過程中要注意設定壓力、測量壓力、流量設定值、硬件手/自動、故障狀態(tài)、軟件手/自動之間的關系，邏輯的測試是很成熟的，達到了方便操作利用的優(yōu)點。
在限流MIN中輸入目前生產(chǎn)運行條件下，閥門的最小開度，然后確定；在限流MAX中輸入目前生產(chǎn)運行條件下，閥門不能超過的最大開度，然后確定。
計量人員只需設定瞬時流量的設定值，該設定值根據(jù)下面這個原則來設定：設定值應該設定在不超過流量計的額定流量范圍內(nèi)，此處的設定值是標況下的瞬時流量。
4 日常檢查保養(yǎng)及檢修
4.1 維護和檢修
定期的維護能夠延長閥門的使用壽命。對閥門具體檢查的周期為：
每一個月進行一次外部檢查，檢查閥體涂層是否損壞，螺栓是否固定如有修補緊固處理。每五年進行一次全面檢修。檢查是否有氣體、液體或潤滑油從壓力泄放閥中泄漏。如果有，說明活塞桿的密封圈有損壞。在緊急情況下，可對壓力泄放閥泄漏做如下處理：打開壓力泄放閥的鉛封，向里擰緊螺釘以關閉壓力泄放閥。（1指壓力泄放閥、2指鉛封、3指擰緊螺釘關閉閥門）
4.2 五年檢修
每五年要對閥門內(nèi)部進行一次檢修，在對閥門內(nèi)部進行檢修時，必須將閥門從管道上拆除，清潔閥門，去除雜物，檢查閥體內(nèi)表面，確保其沒有破壞，或者內(nèi)部涂層沒有破壞，檢查零部件表面是否有損壞或腐蝕，如有更換備件。
5 故障處理指南(見表1)
結論：西氣東輸工作人員在處理莫克威爾德RZD 控制閥故障的過程中，受到Mokveld代理商的大力支持，并給予技術指導，保證西氣東輸管道的平穩(wěn)安全運行。本文介紹的典型控制，維護、保養(yǎng)、故障的處理方法是對莫克威爾德RZD 控制閥較為系統(tǒng)的描述。并對日常生產(chǎn)中遇到的問題進行總結。
參考文獻
[1]Mokveld公司RZD控制閥用戶手冊
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方式，依據(jù)下游天然氣工業(yè)和城市用氣量的多少來進行調壓和流量的調節(jié)。了解莫克威爾德閥門RZD 控制閥的結構、典型控制，對日常維護、常見故障的分析與解決起到?jīng)Q定性的作用。
莫克威爾德RZD控制閥主要特性如下：
1.1非常好的流體分布
控制閥閥體的形狀可以使流體非常容易的通過，同時可使流體在閥門內(nèi)部徑向均勻分布，從而最大限度的減少紊流和噪音。
1.2密封性好
主密封包括一個梯形的軟密封環(huán)，這種特殊的結構可以使密封圈在流體壓力下被壓緊，從而達到密封的效果。
1.3控制流體
閥門的機械部分包括帶孔的圓筒（籠套），及中空的活塞，活塞可以左右移動，活塞在籠套中的位置，以及籠套上孔的不同形狀和 大小決定了多少流體可以通過控制閥。
1.4 快速關閉
控制閥的機械結構使得活塞在移動時基本上不受閥門前后壓差的阻力，這樣，就可以用相對小和快速的執(zhí)行機構操作閥門。
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在活塞上安裝有活塞桿，活塞桿上有 45° 角的嚙齒，活塞桿由有相同嚙齒的閥桿操作。當閥桿向上移動時，活塞向后移動，閥門開啟。
2 莫克威爾德RZD 控制閥的結構
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3 西氣東輸?shù)湫偷目刂葡到y(tǒng)
3.1 就地手動操作
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西氣東輸管道公司分輸場站中莫克威爾德RZD控制閥的PID調節(jié)采用壓力和流量共同調節(jié)，壓力為主調，而流量參與保護調節(jié)。正常情況下，PID的功能是維持下游壓力保持在設定值的周圍，當下游用氣量不斷增大時，壓力逐漸減小，閥門開度逐漸增大，流量逐步上升，當流量超過流量計算機的額定流量的時候，切換到流量保護調節(jié)，在PID的調節(jié)中，流量調節(jié)的速度比較快，這樣能確保很快將流量降下來，達到保護的目的。當流量低于流量設定值時，再切換回壓力調節(jié)。
分輸場站調壓系統(tǒng)為每個回路都設定了三級調壓功能，第一級是安全切斷閥，這里的設定壓力最高，第二級是自力式調節(jié)閥，設定壓力次之，第三級是電動調節(jié)閥，設定壓力最低。
這樣的控制在各種情況之間進行無擾動的切換，在PLC的程序中設置了要求，即當發(fā)現(xiàn)壓力設定值與測量值的差值大于0.2Mpa，不能從軟件手動切換到軟件自動狀態(tài)，如果不加以限制，一旦切換后會造成很大的波動，將出現(xiàn)阻尼現(xiàn)象。如果在操作的過程中無法切換到軟件自動，應該考慮這個方面的問題。
現(xiàn)場電動調節(jié)閥處于就地控制，PLC也鎖住了從軟件手動切換到軟件自動的功能，且這時的強制輸出一直跟蹤現(xiàn)場閥位反饋，就是防止現(xiàn)場切換到遠控后，PID的輸出和現(xiàn)場閥位的反饋不一致引起下游波動，所以這種情況下，強制輸出是沒有用的。這也確保了現(xiàn)場電動閥從就地切換到遠控的無擾動切換。
當流量超過設定值時，即便之前PID是在軟件手動調節(jié)，也馬上會切換到軟件自動調節(jié)，因為不切換到軟件自動調節(jié)就達不到保護的目的。但是這種切換只觸發(fā)一次，如果人為干預切換到手動，那么PID不會再切換到自動去，但是每次流量從低于設定值到高于設定值都會自動切換一次。還有如果PID處于硬件手動，現(xiàn)場從就地切換到遠控也不會關閥，這兩種情況是不一樣的。
為了在硬件手動切換到硬件自動的過程中實現(xiàn)無擾動切換，在硬件手動的過程中，PID是切換不到軟件自動的，而且閥位設定值一直跟蹤現(xiàn)場反饋的閥位測量值。
為了從軟件自動切換到軟件手動的過程中不出現(xiàn)無擾動切換，當PID處于軟件自動的時候，閥位強制輸出開度一直跟蹤現(xiàn)場閥位反饋值，這樣就避免了從軟件自動切換到軟件手動時，強制輸出閥位與現(xiàn)場反饋閥位不一致而導致的波動。
根據(jù)以上的控制原理，在操作的過程中要注意設定壓力、測量壓力、流量設定值、硬件手/自動、故障狀態(tài)、軟件手/自動之間的關系，邏輯的測試是很成熟的，達到了方便操作利用的優(yōu)點。
在限流MIN中輸入目前生產(chǎn)運行條件下，閥門的最小開度，然后確定；在限流MAX中輸入目前生產(chǎn)運行條件下，閥門不能超過的最大開度，然后確定。
計量人員只需設定瞬時流量的設定值，該設定值根據(jù)下面這個原則來設定：設定值應該設定在不超過流量計的額定流量范圍內(nèi)，此處的設定值是標況下的瞬時流量。
4 日常檢查保養(yǎng)及檢修
4.1 維護和檢修
定期的維護能夠延長閥門的使用壽命。對閥門具體檢查的周期為：
每一個月進行一次外部檢查，檢查閥體涂層是否損壞，螺栓是否固定如有修補緊固處理。每五年進行一次全面檢修。檢查是否有氣體、液體或潤滑油從壓力泄放閥中泄漏。如果有，說明活塞桿的密封圈有損壞。在緊急情況下，可對壓力泄放閥泄漏做如下處理：打開壓力泄放閥的鉛封，向里擰緊螺釘以關閉壓力泄放閥。（1指壓力泄放閥、2指鉛封、3指擰緊螺釘關閉閥門）
4.2 五年檢修
每五年要對閥門內(nèi)部進行一次檢修，在對閥門內(nèi)部進行檢修時，必須將閥門從管道上拆除，清潔閥門，去除雜物，檢查閥體內(nèi)表面，確保其沒有破壞，或者內(nèi)部涂層沒有破壞，檢查零部件表面是否有損壞或腐蝕，如有更換備件。
5 故障處理指南(見表1)
結論：西氣東輸工作人員在處理莫克威爾德RZD 控制閥故障的過程中，受到Mokveld代理商的大力支持，并給予技術指導，保證西氣東輸管道的平穩(wěn)安全運行。本文介紹的典型控制，維護、保養(yǎng)、故障的處理方法是對莫克威爾德RZD 控制閥較為系統(tǒng)的描述。并對日常生產(chǎn)中遇到的問題進行總結。
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