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遥控阀门电动装置

电动阀门与气动阀门产品

 
===行业动态===  

数字阀门技术在石炼化的具体应用

数字阀门技术的特点控制阀是控制系统的最终控制单元,起到关键作用,数字阀门定位器是实现数字阀门技术的重要组成部分, 也是它的核心部分,数字阀门技术实际是定位器智能化,所以数字阀门定位器也称智能定位器。在石油化工装置自动化控制系统中,调节阀的选用对精度而言至关重要,它的使用情况影响到产品质量,并关系到装置安全生产,普通的阀门定位器不能满足要求,数字阀门技术在这背景下应运而生。智能化和数字化控制技术将逐步取代电子和模拟控制技术,数字阀门技术逐步在控制系统中得到应用,将是控制阀发展的趋势。
  一.数字阀门技术的工作原理与特点 智能定位器,这种基于微处理器的控制器具有通信功能,采用气动控制,并具有内部逻辑能力。除了将电流信号转换为气压信号对阀门进行控制外,智能定位器还采用了HART通信协议,以方便进行过程操作关键信息的存取。智能定位器能收到关于阀门移动位置和补充及激励气压的反馈。这使得智能定位器不仅能自我诊断,还能够诊断它所连接的阀门。
  智能定位器可以实时信息控制、提高安全性和减少硬件开支。对石化企业来说它的优点体现三方面,
  1.节省空气消耗,减少能耗,由于智能定位器结构特点,它的空气消耗只是传统定位器20%。
  2. 可以在线更换,连续性生产装置重要阀门一般没有复线,一旦损坏,严重影响生产,但是智能定位器通过PC机保存组态数据和初试化数据,故障时更换智能定位器,只需将组态数据和初试化数据下载到定位器中就可以使用,精度达到1%。
  3.在线诊断,通过诊断信息分析可以缩短仪表维护人员的故障处理时间。
  二.智能定位器应用情况:
  1.应用类型:智能定位器在我厂应用始于1999年重整装置,2003年在100万吨加氢装置大量应用,上海光辉调节阀配西门子6DR5000系列智能定位器,FISHER调节阀配FISHER DVC6000系列智能定位器。目前,智能定位器生产厂家比较多,采用智能化模块,但在国内应用广泛和成熟的为西门子和FISHER智能定位器。
  2.应用范围和数量:
  现在随着数字化技术的应用,在其他装置普遍使用,但是考虑它的价格,在其他装置应用数量比较少。使用的装置包括一催化、二催化、重整、加氢、焦化。
  3.特殊应用场合 智能定位器除了在加氢装置大范围使用,其他使用的地方均为比较特殊的场所,智能定位器的可靠性和控制精度在特殊阀门上有比较大的优越性,同时考虑
  特殊阀门的控制在生产装置的重要性,所以选用智能阀门定位器。
  3.1一催化烟机入口阀控制以前采用吴忠VPT定位器和SMC气动定位器,控制精度不高,经常出现振动,严重影响机组运行,2005年对烟机入口阀控制系统进行改造,选用西门子智能定位器6DR5000系列,采用角行程安装,代替气动定位器连杆传动反馈,消除机械传动误差。同时取消阀门位置变送器,在智能定位器安装回讯模块实现回讯远传指示。减少了阀门的安装附件,投用一年多时间,运行稳定,控制精度高,在2006年对大旁路和小旁路阀进行同样的改造,三分程阀门的控制精度达到了投用以来的最好水平。
  3.2在机组重要阀门上使用智能定位器,焦化富气压缩机防喘振回流阀使用FISHER智能电位器,一催化气压机出口放火炬阀和二催化放火炬阀使用了西门子智能定位器,保障了机组可靠和稳定运行。
  3.3压差较大和比较恶劣工况下应用。焦化辐射入口阀前后压差达10Kgf/cm3,介质为含催化剂渣油,装置运行后期,阀芯和阀套冲刷严重,控制不稳,出现滑量,严重影响生产。经过改变调节阀形式,更换为智能定位器,投用以后控制平稳,控制。
  4.目前运用存在的问题及解决措施。
  4.1智能定位器可以减少维护量,但是在投用前安装调试环节必须严格按照标准和步骤执行,特别在自校验和初始化阶段,尽量减少错误发生,避免存在的运行隐患。应定期检查定位器周围的工作环境,同时保证其工作气源的稳定和洁净,减少外界因素造成的仪表波动和故障。
  4.2由于设计结构上原因,智能定位器对气路密封的要求比较高,西门子智能定位器由压电阀组成气路控制及放大部分,执行机构不动作时候,压电阀关闭,执行机构气缸不进气。在使用的时候定位器输出气路密封不严或气缸漏气导致气压下降,压电阀动作,导致执行机构动作振动,所以要求在安装环节质量保证,确保气路密封严密。
  4.3智能定位器采用微处理芯片,当采用两线制连接时,它完全从4-20ma信号中获取电源,微处理器工作有最小电流限制。西门子智能定位器最小维持电流为3.6Ma,FISHER智能定位器不致引起微处理器重新启动的最小电流为3.5ma。但是在ABB控制系统中电流输出范围组态为-14%~114%,工艺操作习惯往往在极限位置控制时,电流输出为-14%或114%,可能会导致定位器不工作,阀门朝相反方向动作,造成生产事故。解决措施为一是重要阀门增加阀门回讯,加强位置监视,二是控制系统修改组态,对智能定位器输出进行限制,修改为-3%~103%。
  5.智能定位器应用领域的扩展
   5.1随着现场总线技术的发展,部分控制功能向现场转移,PID控制模块在智能定位器中实现,可以大大减少控制器负荷,真正实现现场控制,代表当今仪表技术发展的方向。
  5.2实现与DCS直接通讯,通过软件直接查看定位器特性曲线和阀门工作状态,检查零点、量程、线性和回差等参数,并对其优化和调整,保证其工作质量,做到智能维护和诊断,减少维护量。
  5.3用于紧急停车系统,FISHER的DVC6000系列数字式阀门控制器已经取得TUV认证。有了这一认证,就可以把DVC6000仪表用于安全仪表系统(SIS)里的紧急切断阀门。现在紧急切断阀门大多采用定位器和电磁阀组成来实现功能,但是工艺要求阀门正常全关或全开情况下,无法判断是否正常,一旦要求动作,有可能拒动。而采用智能定位器,可以进行在线诊断和在线进行阀门的部分行程动作测试,确保联锁动作正确。

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我国阀门出产三家约2300多个,能提供的阀门产品有几大类,3500多个品种,40000多个规格。
  (1)城市供热用阀门:城市代热系统中,需用大量的金属密封蝶阀、水平平衡阀及直埋式球阀、因这类阀解决管道纵向、横向水力失调题目,达到节能、代热平衡的目的。
  (2)城市建筑用阀门:城建系同一般采用低压阀门,目前正向环保型和节能型方向发展。环保型的胶板阀、平衡阀及中线蝶阀、金属密封蝶阀正在逐渐取代低压铁制闸阀。海内城市建筑需用阀门多为平衡阀、软密封闸阀、蝶阀等。
  (3)石化装置用阀门:a,炼油装置,炼油装置需用的阀门大多是管道阀门,主要为闸阀、截止阀、止回阀、安全 阀、球阀、蝶阀、疏水阀、其中,闸阀需量占阀门总数的80%左右,(阀门占装置总投资的3%~5%)。b、化纤装置,化纤产品主要有涤纶、晴纶、维纶三大类。其需用的阀门的球阀、夹套阀(夹套球阀、夹套闸阀、夹套截止阀)。c、丙烯晴装置。该装置一般需用api尺度出产的阀门,主要为闸阀、截止阀、止回阀、球阀、疏水阀、针型阀、旋塞阀、其中,闸阀占阀门总量的75%左右。d、合成氨装置。因为合成氨原和净化方法不同,其工艺流程不同,所需阀门的技术机能也不同。目前,海内合成氨装置主要需用闸阀、截止阀、止回阀、疏水阀、蝶阀、球阀、隔膜阀、调节阀、品种繁多,各种阀门标准处于新老交替的过度时期,大量JB标准的阀门仍在生产,GB标准的阀门相继问世,此外还有大量按国外如API STD.600、API STD.602、API STD 6D、ASME/ANSI B 16.34、JBI-7S-36、BS5352、E101等生产的阀门,可满足不同的需要。
  阀门及管件的匹配
  由于阀门是安装在管道中,因此,先介绍一下我国目前选用管法兰及配管系列标准。目前,国际上管法兰标准概括起来主要春在着两个体系:即欧洲法兰体系和美洲法兰体系。欧洲法兰体系以德国和前苏联管法兰为代表;美洲法兰体系美国ANSI管法兰为代表;这两个体系的法兰尺寸彼此不能互换。
  我国的石油化工大多是20世纪50年代按前苏联模式建立起来,因此,JB标准系列靠近欧洲法兰体系。目前,我国钢管标准存在着两套外径系列的管子规格,一套为“小外径”管;另一套外“大外径”管。石油、化工装置常用的阀门法兰公称直径及匹配的管子系列尺寸见表1所示。所谓“大、小外径管”的含义是指在相同管道公称通径的前提下,管道附件(阀门、法兰、管件)所需要管子外径尺寸的大小而言,尺寸大的叫“大外径“管;尺寸小的叫”小外径“管。例如:管道公称通径外DN150的法兰既可以选用外径为ф168的管子又可以选用管子外径为ф159的钢管;选用前者为大外径系列钢管,选用后者为小外径系列钢管。

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