姜華+++馬超+++周林+++李濤+++孟昭凱

摘要：本文以勝利油田中心三號平臺為依托，介紹其緊急關(guān)斷（ESD）系統(tǒng)中αMax C執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理。并針對設(shè)備在運(yùn)用和日常維護(hù)中暴露出的問題提出見解，旨在優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行機(jī)制及強(qiáng)化風(fēng)險管理。

關(guān)鍵詞：淺海平臺 緊急關(guān)斷 設(shè)備 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 氣動

1、前言

中心三號平臺是中石化勝利油田在淺海建設(shè)的第三座綜合型中心平臺。其設(shè)計理念、施工方法、工藝流程隨各工程學(xué)科技術(shù)進(jìn)步已達(dá)到了中國淺海油田大型平臺建設(shè)的較高水平，特別是其設(shè)計有一套可根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行自行調(diào)控的自動化系統(tǒng)。而該系統(tǒng)實現(xiàn)調(diào)控的方式即是利用現(xiàn)場工藝管線中設(shè)有的執(zhí)行機(jī)構(gòu)對閥門關(guān)斷進(jìn)行控制。

2、αMax C型執(zhí)行機(jī)構(gòu)介紹

此執(zhí)行機(jī)構(gòu)為美國泰科公司生產(chǎn)，含氣動、液動兩種控制方式。因其設(shè)計成熟，制造工藝精湛的特點，全部安裝在中心三號平臺的重點部位，擔(dān)任著重要工藝的切斷工作。

2.1工藝自動化系統(tǒng)工作原理

作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的大腦，中心三號工藝自動化系統(tǒng)控制部分分為生產(chǎn)現(xiàn)場及中控室兩部分?，F(xiàn)場部分進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過安裝在設(shè)備各處的電子儀表對生產(chǎn)工藝進(jìn)程中的各項數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。各層分別將收集到的數(shù)據(jù)以電信號的模式傳輸給生產(chǎn)平臺各層的遠(yuǎn)程I/O柜，而后頂層、中層、底層的數(shù)據(jù)又匯至開排甲板潤滑油撬塊處的兩臺遠(yuǎn)程I/O柜（RCP-1111、RCP-1101），通過它們內(nèi)置的光電轉(zhuǎn)換器將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，并以光纖輸至電力值班室的兩臺遠(yuǎn)程I/O控制柜，最終與電力系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)共同進(jìn)入位于中控室機(jī)柜間的PCS PLC和SIS PLC。

系統(tǒng)中的PCS PLC以及SIS PLC，不斷對遠(yuǎn)程I/O口進(jìn)行順序采樣，在發(fā)現(xiàn)有數(shù)據(jù)超出程序設(shè)定值后，便輸出指令使得相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上電磁閥中的電磁線圈得電（或失電），電磁閥閥芯在電磁力驅(qū)動下在閥體中滑動改變閥內(nèi)部通路，繼而改變壓縮空氣的流動方向，造成閥門狀態(tài)改變。

2.2控制開啟方式

2.2.1氣動控制方式開啟執(zhí)行機(jī)構(gòu)

閥門開位時，手動閥位于2位，電磁閥線圈得電位于1位（AB口聯(lián)通）。此時，壓縮空氣經(jīng)過氣動三聯(lián)件的減壓、過濾和加入霧化潤滑油后經(jīng)手動閥和電磁閥構(gòu)成的通路進(jìn)入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣缸中。如圖1.4在壓強(qiáng)1Mpa左右的壓縮空氣推動下，活塞被推動向左運(yùn)動，活塞軸上的豎銷帶動撥叉向左旋轉(zhuǎn)90°，此扭矩通過與撥叉連接的傳動軸套傳遞給閥門閥芯完成打開動作，而執(zhí)行機(jī)構(gòu)左側(cè)氣缸內(nèi)的彈簧隨即被壓縮儲能。

若在自動控制狀態(tài)下，當(dāng)SIS PLC檢測到有生產(chǎn)數(shù)據(jù)超出設(shè)限值，將會輸出指令使電磁閥線圈失電，這時電磁閥內(nèi)彈簧將會把閥芯推至2位使得BC口聯(lián)通，在彈簧彈性勢能和氣缸內(nèi)外壓差的共同作用下氣體沿BC通路排入大氣，撥叉按照順時針旋轉(zhuǎn)90°，從而將閥門關(guān)閉。

2.2.2手動操作方式開啟執(zhí)行機(jī)構(gòu)

倘若在平臺出現(xiàn)緊急狀況，此時自動控制的關(guān)斷功能由于各方面原因一旦失效，我們不得不對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行手動操作，從而完成對工藝的切斷。

在進(jìn)行手動關(guān)斷閥門時，我們需要先將氣源切斷，然后按下手動按鈕將手動閥閥芯打至1位，這樣氣缸中的壓縮空氣將沿電磁閥中的AB通路流入到手動閥中，并從節(jié)流閥排入大氣，當(dāng)氣體排空后閥門完成關(guān)斷。

2.2.3液動操作方式開啟執(zhí)行機(jī)構(gòu)

αMax C型執(zhí)行機(jī)構(gòu)不僅可利用壓縮空氣進(jìn)行驅(qū)動，同時也可進(jìn)行液動方式驅(qū)動，作為氣動方式失效后的彌補(bǔ)措施。在需要進(jìn)行液動方式前先切斷空壓機(jī)氣源，將氣缸與大氣聯(lián)通并排進(jìn)缸內(nèi)空氣，并把液壓油回路中的截止閥關(guān)閉以保證整個系統(tǒng)可靠鎖壓。后利用手動泵將油箱內(nèi)的32#液壓油泵入油缸，并利用溢流閥進(jìn)行回路中的壓力調(diào)節(jié)（最高不可超過12MPa）。在液壓油進(jìn)入到油缸后，推動活塞壓縮彈簧完成閥門開啟。

而閥門關(guān)斷的操作完全受控于回路中的截止閥，當(dāng)截止閥開啟后，油缸中的液壓油沿管路全部回流至油箱中，油缸泄壓，彈簧推動活塞完成閥門關(guān)閉。

3、αMax C型執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)用現(xiàn)狀及改進(jìn)措施

作為該設(shè)備在埕島油田的首次批量使用，我們?nèi)栽诓粩嗝髌涫褂梅椒ㄒ约熬S護(hù)措施。同時通過現(xiàn)場試驗和應(yīng)用，對該執(zhí)行機(jī)構(gòu)提出了以下整改措施：

（1）液壓驅(qū)動裝置中，未設(shè)計可觀察油箱液位的油窗，導(dǎo)致使用過程中無法判斷液壓油缸是否會因為設(shè)備長期使用造成單流閥以及截止閥失效。

解決方法：通過改裝油箱，對油箱加裝帶有示數(shù)的油窗解決。

（2）受管線流程位置及走向影響，很多執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝方式采用非常規(guī)方法，對人員操作和設(shè)備維護(hù)造成很大不便，易造成液壓裝置供油不暢以及電磁閥排氣口易進(jìn)水腐蝕閥芯的問題。

解決方法：重新改進(jìn)油箱出口位置至最低點，使油可順利進(jìn)入手動泵，解決了油缸供油不足的問題。利用彎管連接，將出氣方向改至向下，可解決電磁閥排氣口朝向問題，。

（3）由于長期裸露在海上含鹽度較高的空氣中，且在動作過程中的摩擦?xí)?dǎo)致防腐涂層破壞。長此以往會對機(jī)構(gòu)形成一定程度的腐蝕，若不處理將會影響設(shè)備使用壽命。

解決方法：在對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行保養(yǎng)時，將此位置涂抹黃油，如有條件可增設(shè)護(hù)套盡量防止與空氣的接觸。

參考文獻(xiàn)

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