电气阀门定位器故障处理方法.doc

电气阀门定位器
1简介
电气阀门定位器(又称：气动阀门定位器）是调节阀的主要附件，通常与气动调节阀配套使用，它接受调节器的输

  阀门定位器
出信号，然后以它的输出信号去控制气动调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器，阀位状况通过电信号传给上位系统。
2工作原理
电气阀门定位器是控制阀的主要附件.它将阀杆位移信号作为输入的反馈测量信号,以控制器输出信号作为设定信号，进行比较，当两者有偏差时，改变其到执行机构的输出信号，使执行机构动作，建立了阀杆位移倍与控制器输出信号之间的一一对应关系。因此，阀门定位器组成以阀杆位移为测量信号，以控制器输出为设定信号的反馈控制系统。该控制系统的操纵变量是阀门定位器去执行机构的输出信号。
3分类
阀门定位器按输入信号分为气动阀门定位器、电气阀门定位器和智能阀门定位器。气动阀门定位器的输入信号是标准气信号，例如，20~100kPa气信号，其输出信号也是标准的气信号。电气阀门定位器的输入信号是标准电流或电压信号，例如，4~20mA电流信号或1~5V电压信号等，在电气阀门定位器内部将电信号转换为电磁力，然后输出气信号到拨动控制阀。智能电气阀门定位器它将控制室输出的电流信号转换成驱动调节阀的气信号，根据调节阀工作时阀杆摩擦力，抵消介质压力波动而产生的不平衡力，使阀门开度对应于控制室输出的电流信号。并且可以进行智能组态设置相应的参数，达到改善控制阀性能的目的。 　　
按动作的方向可分为单向阀门定位器和双向阀门定位器。单向阀门定位器用于活塞式执行机构时，阀门定位器只有一个方向起作用，双向阀门定位器作用在活塞式执行机构气缸的两侧，在两个方向起作用。 　
按阀门定位器输出和输入信号的增益符号分为正作用阀门定位器和反作用阀门定位器。正作用阀门定位器的输入信号增加时，输出信号也增加，因此，增益为正。反作用阀门定位器的输入信号增加时，输出信号减小，因此，增益为负。 　
按阀门定位器输入信号是模拟信号或数字信号，可分为普通阀门定位器和现场总线电气阀门定位器。普通阀门定位器的输入信号是模拟气压或电流、电压信号，现场总线电气阀门定位器的输入信号是现场总线的数字信号。 　
按阀门定位器是否带CPU可分为普通电气阀门定位器和智能电气阀门定位器。普通电气阀门定位器没有CPU，因此，不具有智能，不能处理有关的智能运算。智能电气阀门定位器带CPU，可处理有关智能运算，例如，可进行前向通道的非线性补偿等，现场总线电气阀门定位器还可带PID等功能模块，实现相应的运算。 　　按反馈信号的检测方法也可进行分类。 　　
例如，用机械连杆方式检测阀位信号的阀门定位器：用霍乐效应检测位移的方法检测阀杆位移的阀门定位器：用电磁感应方法检测阀杆位移的阀门定位器等。
4作用
（1）用于对调节质量要求高的重要调节系统，以提高调节阀的定位精确及可靠性。 　
（2）用于阀门两端压差大（ △p>1MPa）的场合。通过提高气源压力增大执行机构的输出力，以克服液体对阀芯产生的不平衡力，减小行程误差。 　　
（3）当被调介质为高温、高压、低温、有毒、易燃、易爆时，为了防止对外泄漏，往往将填料压得很紧，因此阀杆与填料间的摩擦力较大，此时用定位器可克服时滞。 　　
（4）被调介质为粘性流体或含有固体悬浮物时，用定位器可以克服介质对阀杆移动的阻力。 　　
（5）用于大口径（Dg>100mm）的调节阀，以增大执行机构的输出推力。 　　
（6）当调节器与执行器距离在60m以上时，用定位器可克服控制信号的传递滞后，改善阀门的动作反应速度。
（7）用来改善调节阀的流量特性。 　　
（8）一个调节器控制两个执行器实行分程控制时，可用两个定位器，分别接受低输入信号和高输入信号，则一个执行器低程动作，另一个高程动作，即构成了分程调节。
气动薄膜调节阀常见故障和解决方法

[导读] 本文讲述了气动薄膜调节阀的内漏、外漏、卡塞和不稳定故障现象和具体解决方案。同时，以日本KOSO电气阀门定位器为例，重点讲述了它常易发生的问题和处理方法。
 气动薄膜调节阀是仪表自动阀中广泛使用的现场执行部件，需要0.4～0.6Mpa的压缩空气作支持，经常与智能液位计、压力变送器、流量变送器和温度变送器进行联锁，实现化工工艺的自动调节和高低报报警。它对生产工艺的稳定和产品质量的控制作用很大。但由于气动薄膜调节阀在打入自动运行的过程中，由于仪表量值(如液位、流量)的不断变化，自动阀要按照PID调节方式而相应的发生动作。经常的使用以及工艺生产中的高压、高温和振动使自动阀的寿命和使用性能受到较大的影响，容易发生磨损、卡塞、内漏和高温、酸碱腐蚀现象。气动薄膜调节阀的性能降低，对生产工艺的稳定控制影响是很大的，甚至可以导致工艺生产陷入瘫痪。鉴于气动薄膜调节阀在工艺生产和仪表检测中的特殊作用，应很好的总结它的常易发生的故障和解决方法。
1.调节阀故障形式和解决办法
1.1卡塞
薄膜调节阀在运行使用中，会有各种工艺介质流经自动阀其中有工艺原料的块状物质、蒸汽冲刷来的泥沙、石块、铁屑、铁皮，还有仪表安装和技改中焊接、气割掉入管道的焊渣等。这些异物和阻流物质，对自动阀的正常工作和精度影响较大，久而久之，会形成堵塞、卡死。现场一般采取如下措施：
(1)清洗法。这种方法适合用在工艺停车检修时。需要拆卸调节阀清理，去除污垢和异物。值得注意的是，拆卸时，一定要把压缩空气关闭，以免造成不必要的伤害。仪表的密封垫和密封圈最好也同时更换。
(2)利用冲刷法。这种方法在现场使用的较多。当调节阀堵塞时，通常是先询问工艺主任或OCC人员，是否可以反复开关自动阀，利用现有的工艺介质的流动压力来达到冲洗的目的。如现有的介质和工况不适合，也可以在条件满足的情况下，用外来的蒸汽或者有一定压力的水进行冲洗。冲洗时，注意阀门的开度控制在适当位置。
(3)装设过滤器过滤。在工艺管道上装设过滤器也是仪表自动阀维护的常用措施。尤其是工艺上十分重要和口径较小的调节阀多用此方法，可以确保自动阀的开度正常，工况稳定。
1.2内漏
调节阀的阀座内进入较小的铁渣和硬物，长期停留不能排出时，其阀垫、密封圈和阀芯都会受到不同程度的破坏，影响调节阀的渗漏能力。特别是对反应釜制氢工艺的高压管线的自动阀，一点点的破坏甚至划痕都会造成内漏，影响安全生产。
(1)研磨。选择相应的粗砂和细砂对自动阀的阀垫和阀芯进行研磨，提高阀垫和阀芯的接触密封面的光滑度和啮合度。若调节阀使用在高压系统，则需对调节阀进行打压试验后，再正常使用。
(2)增强执行机构密封。通过此方法可以保证调节阀的关闭严实，密封可靠。通常采用移动弹簧的工作范围、选用大动力源的执行机构和选取小刚度的弹簧来实现。
1.3外漏
调节阀的填料不按期更换，自动阀锁紧装置的螺丝因振动而松动，包括刚检修过后的调节阀底座螺丝没校紧或用力不均匀都会造成调节阀的外漏。可以采用如下办法：
(1)更换新填料来增强阀杆的密封，也可以选取密封油脂对阀杆进行密封。
(2)可以适当使用高密封性的金属缠绕垫或者四氟填料，尤其蒸汽调节阀，必须选用金属加石墨的缠绕垫。
(3)采用透镜垫来密封上、下盖，若阀座和阀体的密封是平面密封，建议选用透镜垫密封，效果显著。
1.4调节阀控制不稳
导致控制不稳的原因很多，如选型设计不合理，阀门口径选的过小或过大;OCC工艺操作人员使用不当，仪表和工艺参数设置不合理;组态失误而没有进行调试;工艺介质压力增大、流量不稳定等;有时候是这几种因素共同作用导致的结果。
经常采取以下具体方法：
(1)选择合适的阀门口径。若考虑到经济性和时间，也可以考虑选用合适的变径来增大或缩小调节阀与工艺管道的连接管径。(2)对PID值进行合理的设置，并经过实际的调试运行合格后，投入使用。(3)加强调节阀运动机构的刚度，以缓解调节阀的振动。(4)调整调节阀的结果类型，避免共振现象的发生。
2. KOSO阀门定位器故障形式和解决办法
阀门定位器是气动薄膜调节阀的重要附件，它把4-20mA的模拟信号转化成输出的空气压力，从而完成执行机构的动作控制。它可以实现调节阀的反向控制，使调节阀精确定位。
我们以EP800系列为例，讲述定位器的故障和处理方法。
2.1电气阀门定位器的输入信号正常，可无相应的压力信号
(1)恒节流孔不通：因为恒节流孔很小，所以这类故障较多。主要原因是因为仪表压缩空气管线的压缩空气潮湿，与管壁或其他来源进入的污垢，一起堵塞在恒节流孔处。在某些糖厂和淀粉加工厂，也经常出现工艺操作失误或其他原因，使工艺管线的麦芽糖或者淀粉乳和其他污垢，进入到仪表压缩空气管线里，造成定位器恒节流孔的堵塞。解决的办法也很简单，就是找头发丝细的电气漆包线(铜线)进行插通，待到清理差不多时，也可以用较大的压缩空气吹下。值得注意的是，定位器一般都带有空气净化器装置，平常巡检应进行排污。
(2)压缩空气的压力不足或过大。压缩空气压力过大则定位器容易损坏，过小，调节阀不会动作。压缩空气的异常通常是由仪表压缩空气管线堵塞和空压机异常造成的。对于污垢和冰冻堵塞，如果只是连接定位器的仪表风分管线发生问题，只需更换紫铜管和PVC管即可。如果是主管线发生堵塞，则需要联系工艺主任停机检修，通过拆卸清除和仪表伴热线预热来疏通。
2.2下行程定位器输出压力变化缓慢
(1)定位器中的放大器的膜片受损。发生这种问题的原因是压缩空气里进入热水、蒸汽和酸碱物质或者压缩空气压力过大所致。一般来说，放大器的膜片正常使用半年没有问题，可一旦过热的水气进入或者压缩空气过大都会降低膜片的使用寿命。过热的水气进入通常是因为操作人员的失误造成。所以要提高岗位操作人员的业务能力、熟练程度和责任心。压力过大通常是空压机设定和异常造成的，需要仪表维护人员经常巡视和重点检修。
2.3定位器线性不好。主要是由于磁铁开焊，其位置发生变化和反馈机构安装不当、弹簧安装不当、喷嘴有污垢等造成的。解决方法就是按照说明书正确的安装，并按照0、25、50、75、1005个开位进行检测。另外要及时地排除空气净化器中的污垢和异物，避免线性偏差的发生。
结束语
通过对调节阀和koso阀门定位器常见故障和解决方案分析，可以看出故障的成因与工艺的操作、工艺介质以及空压机设备的正常运行都有着千丝万缕的联系，需要仪表维护人员，熟悉工艺流程，重点巡检和检修空压机、空气净化器等设备和装置，最大程度地减小故障。