張 燕

（中國(guó)石油大慶石化公司塑料廠，黑龍江 大慶 163714）

關(guān)鍵字：調(diào)溫水閥；智能定位器；硬件配置；管線震動(dòng)

調(diào)溫水閥是某全密度聚乙烯裝置的核心控制部分，直接影響反應(yīng)器的溫度控制，但在裝置運(yùn)行過(guò)程中因其特殊工藝特點(diǎn)存在其附近設(shè)備及管線震動(dòng)問(wèn)題，多次造成調(diào)溫水閥定位器故障導(dǎo)致裝置停車事故，此問(wèn)題長(zhǎng)期困擾裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失。

文中闡述了在解決調(diào)溫水閥故障隱患的改造過(guò)程中，使用Azbil 公司的AVP3000 Alphaplus AVP202 型智能閥門定位器對(duì)原MASONEILAN 公司控制閥進(jìn)行改造，AVP202 其分體式結(jié)構(gòu)獨(dú)立安裝于閥門外部，可以在高震動(dòng)工況中穩(wěn)定控制調(diào)節(jié)閥，并配備閥門故障自診斷系統(tǒng)，保證了閥門的平穩(wěn)運(yùn)行，解決了裝置運(yùn)行瓶頸［1］。

1 調(diào)溫水閥改造設(shè)計(jì)

1.1 故障描述及分析

該全密度聚乙烯裝置多次出現(xiàn)調(diào)溫水流量波動(dòng)，導(dǎo)致反應(yīng)器溫度波動(dòng)，最終造成裝置I 型終止停車。技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)發(fā)現(xiàn)調(diào)溫水閥故障狀態(tài)關(guān)閉，定位器上報(bào)出“FAILSAFE”故障保護(hù)信息［2］。

在原因分析過(guò)程中，技術(shù)人員通過(guò)2種手段進(jìn)行處理：

（1）使用EMERSON/HART 475 手操器讀取該設(shè)備故障信息,顯示為定位器位置傳感器故障。

（2）將閥門定位器拆除進(jìn)行離線驗(yàn)證分析。在離線驗(yàn)證過(guò)程中，借助ValVue Lite 故障診斷軟件基于HART 協(xié)議讀取故障定位器設(shè)備信息并分別對(duì)定位器不同條件進(jìn)行滿足條件報(bào)警驗(yàn)證。

C 列代表當(dāng)前報(bào)警狀態(tài)，H 列代表歷史報(bào)警狀態(tài)，見(jiàn)圖1。

根據(jù)ValVue Lite 故障診斷軟件對(duì)以上測(cè)試報(bào)警狀態(tài)逐項(xiàng)進(jìn)行驗(yàn)證，并將驗(yàn)證情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，見(jiàn)表1。

按照驗(yàn)證情況分析此定位器故障是由位置傳感器故障引起，繼續(xù)拆檢位置傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)該傳感器內(nèi)部滑線電阻存在機(jī)械觸點(diǎn)，在高震動(dòng)環(huán)境下可導(dǎo)致觸點(diǎn)脫離。在離線驗(yàn)證中模擬了位置傳感器滑線電阻觸點(diǎn)脫離時(shí)的情況，在定位器液晶顯示屏上打出“FAILSAFE”故障保護(hù)信息，閥門進(jìn)入失效保護(hù)模式，調(diào)溫水閥門關(guān)閉，與現(xiàn)場(chǎng)故障現(xiàn)象完全相同。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)手抄器信息和離線驗(yàn)證分析，可以進(jìn)一步驗(yàn)證調(diào)溫水閥故障的原因是現(xiàn)場(chǎng)閥門定位器位置傳感器因震動(dòng)過(guò)大導(dǎo)致的滑線電阻器觸點(diǎn)脫離故障。

圖1 離線驗(yàn)證分析ValVue Lite軟件報(bào)警畫面

表1 離線報(bào)警驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)分析

按照以上驗(yàn)證情況分析此定位器故障是由位置傳感器故障引起，繼續(xù)拆檢位置傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)該傳感器內(nèi)部滑線電阻存在機(jī)械觸點(diǎn)，在高震動(dòng)環(huán)境下可導(dǎo)致觸點(diǎn)脫離。在離線驗(yàn)證中模擬了位置傳感器滑線電阻觸點(diǎn)脫離時(shí)的情況，在定位器液晶顯示屏上打出“FAILSAFE”故障保護(hù)信息，閥門進(jìn)入失效保護(hù)模式，調(diào)溫水閥門關(guān)閉，與現(xiàn)場(chǎng)故障現(xiàn)象完全相同。

通過(guò)驗(yàn)證分析可確認(rèn)調(diào)溫水閥故障的原因是現(xiàn)場(chǎng)閥門定位器位置傳感器因震動(dòng)過(guò)大導(dǎo)致的滑線電阻器觸點(diǎn)脫離故障。

1.2 改造設(shè)計(jì)思路

分析原調(diào)溫水閥的故障是由于震動(dòng)導(dǎo)致的閥門定位器故障，故障的主要現(xiàn)象為閥位傳感器滑線電阻器故障［3］。因此本次改造思路為盡量避免震動(dòng)對(duì)閥門定位器的影響，因此對(duì)原調(diào)溫水閥進(jìn)行改造：

（1）將閥門定位器與控制閥本體分離，閥門定位器與遠(yuǎn)程位置傳感器之間采用鎧裝電纜連接，定位器和氣動(dòng)元件氣源信號(hào)全部采用金屬軟管減震連接。

（2）閥位傳感器由原來(lái)接觸式的滑線電阻器改為渦流感應(yīng)傳感器，見(jiàn)圖2。

（3）增加閥門故障監(jiān)控系統(tǒng)并引入控制室DCS，隨時(shí)監(jiān)控閥門狀態(tài)。

（4）現(xiàn)場(chǎng)增加震動(dòng)監(jiān)測(cè)探頭，將信號(hào)引入DCS系統(tǒng)，隨時(shí)監(jiān)控震動(dòng)狀態(tài)，避免停車事故，見(jiàn)圖3。

按照改造思路，對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)定位器進(jìn)行篩選，最終選定azbil 公司的AVP3000 Alphaplus AVP202型智能閥門定位器對(duì)原調(diào)溫水閥門進(jìn)行改造［4］。

圖2 調(diào)溫水閥改造原理

圖3 震動(dòng)監(jiān)測(cè)探頭改造

1.3 AVP3000 Alphaplus AVP202定位器

AVP3000 Alphaplus AVP202 型智能閥門定位器的閥位傳感器抗震能力可達(dá)10 G（5～2 000 Hz），是傳統(tǒng)定位器的5倍，特別適用于處于強(qiáng)烈震動(dòng)環(huán)境中的閥門。該定位器帶HART 協(xié)議，便于通過(guò)HART通訊器在DCS中組態(tài)設(shè)置和維護(hù)，自診斷功能可隨時(shí)檢查定位器狀態(tài)并在故障時(shí)發(fā)出報(bào)警［5］。

2 現(xiàn)場(chǎng)安裝及調(diào)試

2.1 備件準(zhǔn)備

改造需求材料見(jiàn)表2。

表2 改造需求材料

2.2 現(xiàn)場(chǎng)安裝作業(yè)步驟

（1）拆除原有閥門定位器；

（2）在新基礎(chǔ)立柱上安裝AVP202定位器；

（3）雙作用放大器接入定位器輸出口；

（4）連接氣源軟管，放大器輸出01 隨著定位器信號(hào)增大而增大，放大器輸出02 則是隨著定位器信號(hào)增大而減小，用中間接頭接通執(zhí)行機(jī)構(gòu)；

（5）放大器S端接入減壓閥后端的輔助氣源；

（6）氣源輸入端用中間接頭連通減壓閥輸出；

（7）傳感器電纜按色標(biāo)接入定位器接線盒；

（8）在閥體上安裝振動(dòng)探頭支架，將探頭擰入支架，并接線。將信號(hào)引入控制室；

（9）在DCS上位機(jī)上組態(tài)并添加長(zhǎng)趨勢(shì)包；

（10）對(duì)振動(dòng)回路進(jìn)行聯(lián)調(diào)，投用正常。

2.3 調(diào)試方案

（1）根據(jù)調(diào)節(jié)閥供氣要求設(shè)定氣源壓力；

（2）調(diào)試加載18 mA電流信號(hào)；

（3）逆時(shí)針90°旋轉(zhuǎn)定位器的調(diào)試旋鈕進(jìn)行自整定，開(kāi)度到87.5%調(diào)試完成；

（4）通過(guò)275型HART通訊裝置在中心控制室DCS上對(duì)閥門故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)調(diào)試。

3 結(jié)束語(yǔ)

調(diào)溫水閥改造后已穩(wěn)定運(yùn)行12 個(gè)月，未發(fā)生因震動(dòng)導(dǎo)致定位器故障造成的裝置停車事故，保證了裝置平穩(wěn)生產(chǎn)，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)為同類裝置調(diào)溫水閥抗震性能改造提供了參考。